STM32的三种Boot启动模式Flash System SRAM解说用法说明例程
1. STM32的三种Boot模式的分别是什么
1.1 Boot 模式是什么
boot是STM32执行启动的不同设定。
所谓启动，一般来说就是指我们下好程序后，重启芯片时，SYSCLK（系统时钟）的第 4 个上升沿，BOOT 引脚的值将被锁存，也就是将两个 BOOT 的电平值（ 0 或 1）存储起来。用户可以通过设置 BOOT1 和 BOOT0 引脚的状态，来选择在复位后的启动模式。
1.2 Boot如何选择启动方式
BOOT1 BOOT0 描述
X 0 从主闪存(Flash)启动，这是正常的工作模式
0 1 从系统存储器(System memory )启动，这种模式启动的程序功能由厂家设置(Bootloader)
1 1 从内置SRAM 启动，这种模式可以用于调试
1.3 三种Boot启动模式说明
1.3.1 主闪存存储器(Flash memory )：
是 STM32 内置的 Flash，一般我们使用 JTAG 或者 SWD 模式下载程序时，就是下载到这个里面，重启后也直接从这启动程序。
1.3.2 系统存储器(System memory ):
Datasheet英文版原文：
The boot loader is located in System memory. It is used to reprogram the Flash memory by
using USART1, USART2 or USB. See Application note “STM32 microcontroller system
memory boot mode” (AN2606) for details.
从系统存储器启动，这种模式启动的程序功能是由厂家设置的Bloader。一般用来用USART1, USART2，USB烧录程序.。
系统存储器是芯片内部一块特定的区域，STM32 在出厂时，由 ST 在这个区域内部预置了一段 BootLoader， 也就是我们常说的ISP 程序， 这是一块ROM，出厂后无法修改。
一般来说，我们选用这种启动模式时，是为了从串口下载程序，因为在厂家提供的 BootLoader 中，提供了串口下载程序的固件，可以通过这个
BootLoader 将程序下载到系统的 Flash 中。但是这个下载方式需要以下步骤：
将 BOOT0 设置为 1，BOOT1 设置为 0，然后按下复位键，这样才能从系统存储器启动 BootLoader
最后在 BootLoader 的帮助下，通过串口下载程序到 Flash 中
程序下载完成后，又有需要将 BOOT0 设置为 GND，手动复位，这样，STM32 才可以从 Flash 中启动可以看到。
利用串口下载程序还是比较的麻烦， 需要跳帽跳来跳去的，非常的不注重用户体验。
1.3.3 内置 SRAM(embedded RAM )
内置 SRAM，既然是 SRAM，自然也就没有程序存储的能力了，这个模式一般用于程序调试。
假如我只修改了代码中一个小小的地方，然后就需要重新擦除整个 Flash，比较的费时，可以考虑从这个模式启动代码（也就是 STM32
的内存中），用于快速的程序调试，等程序调试完成后，在将程序下载到 SRAM 中。
tips: 一般不使用内置 SRAM 启动(BOOT1=1 BOOT0=1)，因为 SRAM 掉电后数据就丢失。
多数情况下 SRAM 只是在调试时使用，也可以做其他一些用途。如做故障的局部诊断，写一段小程序加载到 SRAM 中诊断板上的其他电路，或用此方法读写板上的 Flash 或 EEPROM 等。
还可以通过这种方法解除内部 Flash 的读写保护，当然解除读写保护的同时 Flash 的内容也被自动清除，以防止恶意的软件拷贝。
1.4 三种模式的存储地址:
主闪存存储器——访问地址为 0x 0000 0000 或 0x 0800 0000
系统存储器——访问地址为 0x 0000 0000 或 0x 1FF0 0000
内置SRAM——启动时地址为 0x 0000 0000 或 0x 2000 0000
2、Keil汇编程序生成 hex文件的大小及含义
2.1 创建新的工程文件
由于使用的是MINI板，选STM32F103C8T8
勾选如下汇编文件(asmfile)
在工程下新创建一个main.s文件，填入以下代码
- AREA MYDATA, DATA
-
- AREA MYCODE, CODE
- ENTRY
- EXPORT __main
- __main
- MOV R0, #10
- MOV R1, #11
- MOV R2, #12
- MOV R3, #13
- ;LDR R0, =func01
- BL func01
- ;LDR R1, =func02
- BL func02
-
- BL func03
- LDR LR, =func01
- LDR PC, =func03
- B .
-
- func01
- MOV R5, #05
- BX LR
-
- func02
- MOV R6, #06
- BX LR
-
- func03
- MOV R7, #07
- MOV R8, #08
- BX LR
用魔法棒做烧录配置
配置好后，烧录
控制台显示的说明
在工程目录下找到.hex文件
扩展线性地址记录：
扩展线性地址记录（hex 文件的第一排十六进制）也叫作 32 位地址记录或 HEX386 记录
这些记录包含数据地址的高 16 位
扩展线性地址记录总是有两个数据字节在这里生成的为，:020000040800F2
当一个扩展线性地址记录被读取，存储于数据域的扩展线性地址被保存，它被应用于从 Intel HEX 文件读取来的随后的记录
线性地址保持有效，直到它被另外一个扩展地址记录所改变
通过把记录当中的地址域与被移位的来自扩展线性地址记录的地址数据相加获得数据记录的绝对存储器地址
02 这个记录当中数据字节的数量
0000 地址域，对于扩展线性地址记录,这个域总是 0000
04 记录类型 04 (扩展线性地址记录)
0800 是地址的高 16 位
F2 是这个记录的校验和，计算方法：01h + NOT(02h + 00h + 00h + 04h + 08h + 00h)
数据部分
Intel HEX 由任意数量的十六进制记录组成。每个记录包含 5 个域，它们按一定格式排列：:llaaaatt[dd...]cc
每一组字母对应一个不同的域，每一个字母对应一个十六进制编码的数字
每一个域由至少两个十六进制编码数字组成，它们构成一个字节：
: 每个Intel HEX记录都由冒号开头
ll 数据长度域，它代表记录当中数据字节(dd)的数量
aaaa 地址域，它代表记录当中数据的起始地址
tt 代表HEX记录类型的域，它可能是以下数据当中的一个：00(数据记录)、01(文件结束记录)、02(扩展段地址记录)、04(扩展线性地址记录)
dd 数据域，它代表一个字节的数据。一个记录可以有许多数据字节.记录当中数据字节的数量必须和数据长度域(ll)中指定的数字相符
cc 校验和域，它表示这个记录的校验和（校验和的计算是通过将记录当中所有十六进制编码数字对的值相加，以256为模进行以下补足）
文件尾
在文件的最后一排，是一个文件的结束标志如：
- :00000001FF
- 00 记录的长度为 0
- 0000 LOAD OFFSET为0000
- 01 TYPE ＝ 01
- FF 校验和为FF
3、汇编程序完成一个输出“Hello world”到串口的程序
首先创建新的工程，安照二、的步骤所示，不用勾选 CORE 和 Startup
- ;RCC寄存器地址映像
- RCC_BASE EQU 0x40021000
- RCC_CR EQU (RCC_BASE + 0x00)
- RCC_CFGR EQU (RCC_BASE + 0x04)
- RCC_CIR EQU (RCC_BASE + 0x08)
- RCC_APB2RSTR EQU (RCC_BASE + 0x0C)
- RCC_APB1RSTR EQU (RCC_BASE + 0x10)
- RCC_AHBENR EQU (RCC_BASE + 0x14)
- RCC_APB2ENR EQU (RCC_BASE + 0x18)
- RCC_APB1ENR EQU (RCC_BASE + 0x1C)
- RCC_BDCR EQU (RCC_BASE + 0x20)
- RCC_CSR EQU (RCC_BASE + 0x24)
-
- ;AFIO寄存器地址映像
- AFIO_BASE EQU 0x40010000
- AFIO_EVCR EQU (AFIO_BASE + 0x00)
- AFIO_MAPR EQU (AFIO_BASE + 0x04)
- AFIO_EXTICR1 EQU (AFIO_BASE + 0x08)
- AFIO_EXTICR2 EQU (AFIO_BASE + 0x0C)
- AFIO_EXTICR3 EQU (AFIO_BASE + 0x10)
- AFIO_EXTICR4 EQU (AFIO_BASE + 0x14)
-
- ;GPIOA寄存器地址映像
- GPIOA_BASE EQU 0x40010800
- GPIOA_CRL EQU (GPIOA_BASE + 0x00)
- GPIOA_CRH EQU (GPIOA_BASE + 0x04)
- GPIOA_IDR EQU (GPIOA_BASE + 0x08)
- GPIOA_ODR EQU (GPIOA_BASE + 0x0C)
- GPIOA_BSRR EQU (GPIOA_BASE + 0x10)
- GPIOA_BRR EQU (GPIOA_BASE + 0x14)
- GPIOA_LCKR EQU (GPIOA_BASE + 0x18)
-
- ;GPIO C口控制
- GPIOC_BASE EQU 0x40011000
- GPIOC_CRL EQU (GPIOC_BASE + 0x00)
- GPIOC_CRH EQU (GPIOC_BASE + 0x04)
- GPIOC_IDR EQU (GPIOC_BASE + 0x08)
- GPIOC_ODR EQU (GPIOC_BASE + 0x0C)
- GPIOC_BSRR EQU (GPIOC_BASE + 0x10)
- GPIOC_BRR EQU (GPIOC_BASE + 0x14)
- GPIOC_LCKR EQU (GPIOC_BASE + 0x18)
-
- ;串口1控制
- USART1_BASE EQU 0x40013800
- USART1_SR EQU (USART1_BASE + 0x00)
- USART1_DR EQU (USART1_BASE + 0x04)
- USART1_BRR EQU (USART1_BASE + 0x08)
- USART1_CR1 EQU (USART1_BASE + 0x0c)
- USART1_CR2 EQU (USART1_BASE + 0x10)
- USART1_CR3 EQU (USART1_BASE + 0x14)
- USART1_GTPR EQU (USART1_BASE + 0x18)
-
- ;NVIC寄存器地址
- NVIC_BASE EQU 0xE000E000
- NVIC_SETEN EQU (NVIC_BASE + 0x0010)
- ;SETENA寄存器阵列的起始地址
- NVIC_IRQPRI EQU (NVIC_BASE + 0x0400)
- ;中断优先级寄存器阵列的起始地址
- NVIC_VECTTBL EQU (NVIC_BASE + 0x0D08)
- ;向量表偏移寄存器的地址
- NVIC_AIRCR EQU (NVIC_BASE + 0x0D0C)
- ;应用程序中断及复位控制寄存器的地址
- SETENA0 EQU 0xE000E100
- SETENA1 EQU 0xE000E104
-
-
- ;SysTick寄存器地址
- SysTick_BASE EQU 0xE000E010
- SYSTICKCSR EQU (SysTick_BASE + 0x00)
- SYSTICKRVR EQU (SysTick_BASE + 0x04)
-
- ;FLASH缓冲寄存器地址映像
- FLASH_ACR EQU 0x40022000
-
- ;SCB_BASE EQU (SCS_BASE + 0x0D00)
-
- MSP_TOP EQU 0x20005000
- ;主堆栈起始值
- PSP_TOP EQU 0x20004E00
- ;进程堆栈起始值
-
- BitAlias_BASE EQU 0x22000000
- ;位带别名区起始地址
- Flag1 EQU 0x20000200
- b_flas EQU (BitAlias_BASE + (0x200*32) + (0*4))
- ;位地址
- b_05s EQU (BitAlias_BASE + (0x200*32) + (1*4))
- ;位地址
- DlyI EQU 0x20000204
- DlyJ EQU 0x20000208
- DlyK EQU 0x2000020C
- SysTim EQU 0x20000210
- ;常数定义
- Bit0 EQU 0x00000001
- Bit1 EQU 0x00000002
- Bit2 EQU 0x00000004
- Bit3 EQU 0x00000008
- Bit4 EQU 0x00000010
- Bit5 EQU 0x00000020
- Bit6 EQU 0x00000040
- Bit7 EQU 0x00000080
- Bit8 EQU 0x00000100
- Bit9 EQU 0x00000200
- Bit10 EQU 0x00000400
- Bit11 EQU 0x00000800
- Bit12 EQU 0x00001000
- Bit13 EQU 0x00002000
- Bit14 EQU 0x00004000
- Bit15 EQU 0x00008000
- Bit16 EQU 0x00010000
- Bit17 EQU 0x00020000
- Bit18 EQU 0x00040000
- Bit19 EQU 0x00080000
- Bit20 EQU 0x00100000
- Bit21 EQU 0x00200000
- Bit22 EQU 0x00400000
- Bit23 EQU 0x00800000
- Bit24 EQU 0x01000000
- Bit25 EQU 0x02000000
- Bit26 EQU 0x04000000
- Bit27 EQU 0x08000000
- Bit28 EQU 0x10000000
- Bit29 EQU 0x20000000
- Bit30 EQU 0x40000000
- Bit31 EQU 0x80000000
- ;向量表
- AREA RESET, DATA, READONLY
- DCD MSP_TOP ;初始化主堆栈
- DCD Start ;复位向量
- DCD NMI_Handler ;NMI Handler
- DCD HardFault_Handler ;Hard Fault Handler
- DCD 0
- DCD 0
- DCD 0
- DCD 0
- DCD 0
- DCD 0
- DCD 0
- DCD 0
- DCD 0
- DCD 0
- DCD 0
- DCD SysTick_Handler ;SysTick Handler
- SPACE 20 ;预留空间20字节
-
- ;代码段
- AREA |.text|, CODE, READONLY
- ;主程序开始
- ENTRY
- ;指示程序从这里开始执行
- Start
- ;时钟系统设置
- ldr r0, =RCC_CR
- ldr r1, [r0]
- orr r1, #Bit16
- str r1, [r0]
- ;开启外部晶振使能
- ;启动外部8M晶振
-
- ClkOk
- ldr r1, [r0]
- ands r1, #Bit17
- beq ClkOk
- ;等待外部晶振就绪
- ldr r1,[r0]
- orr r1,#Bit17
- str r1,[r0]
- ;FLASH缓冲器
- ldr r0, =FLASH_ACR
- mov r1, #0x00000032
- str r1, [r0]
-
- ;设置PLL锁相环倍率为7,HSE输入不分频
- ldr r0, =RCC_CFGR
- ldr r1, [r0]
- orr r1, #(Bit18 :OR: Bit19 :OR: Bit20 :OR: Bit16 :OR: Bit14)
- orr r1, #Bit10
- str r1, [r0]
- ;启动PLL锁相环
- ldr r0, =RCC_CR
- ldr r1, [r0]
- orr r1, #Bit24
- str r1, [r0]
- PllOk
- ldr r1, [r0]
- ands r1, #Bit25
- beq PllOk
- ;选择PLL时钟作为系统时钟
- ldr r0, =RCC_CFGR
- ldr r1, [r0]
- orr r1, #(Bit18 :OR: Bit19 :OR: Bit20 :OR: Bit16 :OR: Bit14)
- orr r1, #Bit10
- orr r1, #Bit1
- str r1, [r0]
- ;其它RCC相关设置
- ldr r0, =RCC_APB2ENR
- mov r1, #(Bit14 :OR: Bit4 :OR: Bit2)
- str r1, [r0]
- ;IO端口设置
- ldr r0, =GPIOC_CRL
- ldr r1, [r0]
- orr r1, #(Bit28 :OR: Bit29)
- ;PC.7输出模式,最大速度50MHz
- and r1, #(~Bit30 & ~Bit31)
- ;PC.7通用推挽输出模式
- str r1, [r0]
-
- ;PA9串口0发射脚
- ldr r0, =GPIOA_CRH
- ldr r1, [r0]
- orr r1, #(Bit4 :OR: Bit5)
- ;PA.9输出模式,最大速度50MHz
- orr r1, #Bit7
- and r1, #~Bit6
- ;10：复用功能推挽输出模式
- str r1, [r0]
- ldr r0, =USART1_BRR
- mov r1, #0x271
- str r1, [r0]
- ;配置波特率-> 115200
-
- ldr r0, =USART1_CR1
- mov r1, #0x200c
- str r1, [r0]
- ;USART模块总使能 发送与接收使能
- ;71 02 00 00 2c 20 00 00
-
- ;AFIO 参数设置
- ;Systick 参数设置
- ldr r0, =SYSTICKRVR
- ;Systick装初值
- mov r1, #9000
- str r1, [r0]
- ldr r0, =SYSTICKCSR
- ;设定,启动Systick
- mov r1, #0x03
- str r1, [r0]
-
- ;NVIC
- ;ldr r0, =SETENA0
- ;mov r1, 0x00800000
- ;str r1, [r0]
- ;ldr r0, =SETENA1
- ;mov r1, #0x00000100
- ;str r1, [r0]
-
- ;切换成用户级线程序模式
- ldr r0, =PSP_TOP
- ;初始化线程堆栈
- msr psp, r0
- mov r0, #3
- msr control, r0
-
- ;初始化SRAM寄存器
- mov r1, #0
- ldr r0, =Flag1
- str r1, [r0]
- ldr r0, =DlyI
- str r1, [r0]
- ldr r0, =DlyJ
- str r1, [r0]
- ldr r0, =DlyK
- str r1, [r0]
- ldr r0, =SysTim
- str r1, [r0]
-
- ;主循环
- main
- ldr r0, =Flag1
- ldr r1, [r0]
- tst r1, #Bit1
- ;SysTick产生0.5s,置位bit 1
- beq main ;0.5s标志还没有置位
-
- ;0.5s标志已经置位
- ldr r0, =b_05s
- ;位带操作清零0.5s标志
- mov r1, #0
- str r1, [r0]
- bl LedFlas
- mov r0, #'H'
- bl send_a_char
-
- mov r0, #'e'
- bl send_a_char
-
- mov r0, #'l'
- bl send_a_char
-
- mov r0, #'l'
- bl send_a_char
-
- mov r0, #'o'
- bl send_a_char
-
- mov r0, #' '
- bl send_a_char
-
- mov r0, #'w'
- bl send_a_char
-
- mov r0, #'o'
- bl send_a_char
-
- mov r0, #'r'
- bl send_a_char
-
- mov r0, #'l'
- bl send_a_char
-
- mov r0, #'d'
- bl send_a_char
-
- mov r0, #'\n'
- bl send_a_char
-
- b main
-
- ;子程序 串口1发送一个字符
- send_a_char
- push {r0 - r3}
- ldr r2, =USART1_DR
- str r0, [r2]
- b1
- ldr r2, =USART1_SR
- ldr r2, [r2]
- tst r2, #0x40
- beq b1
- ;发送完成(Transmission complete)等待
- pop {r0 - r3}
- bx lr
-
- ;子程序 led闪烁
- LedFlas
- push {r0 - r3}
- ldr r0, =Flag1
- ldr r1, [r0]
- tst r1, #Bit0
- ;bit0 闪烁标志位
- beq ONLED ;为0 打开led灯
- ;为1 关闭led灯
- ldr r0, =b_flas
- mov r1, #0
- str r1, [r0]
- ;闪烁标志位置为0,下一状态为打开灯
- ;PC.7输出0
- ldr r0, =GPIOC_BRR
- ldr r1, [r0]
- orr r1, #Bit7
- str r1, [r0]
- b LedEx
- ONLED
- ;为0 打开led灯
- ldr r0, =b_flas
- mov r1, #1
- str r1, [r0]
- ;闪烁标志位置为1,下一状态为关闭灯
- ;PC.7输出1
- ldr r0, =GPIOC_BSRR
- ldr r1, [r0]
- orr r1, #Bit7
- str r1, [r0]
- LedEx
- pop {r0 - r3}
- bx lr
-
- ;异常程序
- NMI_Handler
- bx lr
- HardFault_Handler
- bx lr
-
- SysTick_Handler
- ldr r0, =SysTim
- ldr r1, [r0]
- add r1, #1
- str r1, [r0]
- cmp r1, #500
- bcc TickExit
- mov r1, #0
- str r1, [r0]
- ldr r0, =b_05s
- ;大于等于500次 清零时钟滴答计数器 设置0.5s标志位
- ;位带操作置1
- mov r1, #1
- str r1, [r0]
- TickExit
- bx lr
-
- ALIGN
- ;通过用零或空指令NOP填充,来使当前位置与一个指定的边界对齐
- END
4、调试
连接好串口和STLINK烧入程序
使用串口调试助手打开串口，结果如下
- hello world
- hello world
- hello world
- hello world
- ..........
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