stm32新建工程及启动过程了解

Posted 2021-02-04 otaganyuki

新建工程简单流程

首先，新建文件夹存放总的工程，如test，在test下新建文件夹分类存放工程里的各个文件，我个人分类如下：StartUp、User、Lib、Hardware、Obj

分别存放stm32启动文件，用户文件、库文件、硬件驱动文件、生成目标文件

新建好了文件夹，再复制进相应的文件，Lib直接把全部库文件复制进去也没事，到时候要用哪个就加哪个到工程里，主要是StartUp和User

StartUp如下：

 

这些文件注意下载适合自己单片机的版本，如hd.s和md.s要分清。这些文件均与单片机启动时有关，文件的具体了解下面再讲，这里先讲流程

User如下：

main.c自不用多说，下面四个文件也留到后面介绍

由于最后得编译烧录看下现象，用到个led，可以在Hardware中添加

以下操作只是作为笔记记下，所以只是简单写下。

打开软件，new project 选择路径到User即可，且把输出路径改为刚才新建的Obj，点击右边这个图标，将工程目录添加文件，如下

led相应的端口控制用到gpio库，gpio库又依赖rcc库，因此lib里加入了这两个

 

点击左边这个图标，点击c/c++   设置define和include paths，后者就是把所有用到的.h文件的路径全部选择进去

前者如下：STM32F10X_HD,USE_STDPERIPH_DRIVER    其中STM32F10X_HD指明当前设备的存储容量为hd版，USE_STDPERIPH_DRIVER如果要使用官方提供的库函数则需定义(stm32f10x_conf.h   include了所有库文件，而stm32f10x.h最后有一句)

 然后在led和main都include "stm32f10x.h"   就可以开始写代码了，我随便写了点烧录下没什么问题

main的代码

#include "stm32f10x.h"
#include "led.h"

void delay(unsigned int cnt)
{
    unsigned int i,j;
    for(i=0;i<cnt;i++)
        for(j=0;j<5000;j++);
}
int main()
{
    LED_Init();
    while(1)
    {
        GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_8);//PA8??
        GPIO_ResetBits(GPIOD,GPIO_Pin_2);//PB2??
        delay(1000);
        GPIO_ResetBits(GPIOA,GPIO_Pin_8);
        GPIO_SetBits(GPIOD,GPIO_Pin_2);
        delay(1000);

    }
    return 0;
}

led的代码

#include "led.h"

void LED_Init(void)
{
    RCC->APB2ENR|=1<<2;    //ê1?üPORTAê±?ó            
    RCC->APB2ENR|=1<<5;    //ê1?üPORTDê±?ó            
    GPIOA->CRH&=0XFFFFFFF0; 
    GPIOA->CRH|=0X00000003;//PA8 í?íìê?3?        
    GPIOA->ODR|=1<<8;      //PA8 ê?3???
                                              
    GPIOD->CRL&=0XFFFFF0FF;
    GPIOD->CRL|=0X00000300;//PD.2í?íìê?3?
    GPIOD->ODR|=1<<2;      //PD.2ê?3??? 
}

下面仔细讲讲这些启动文件

 首先是startup_stm32f10x_hd.s，这应该是最先被执行的文件，下面讲讲其内容（参考：https://blog.csdn.net/wqx521/article/details/50925553）

先从头到尾了解

用到的指令

Stack_Size      EQU     0x00000400；栈的大小

                AREA    STACK, NOINIT, READWRITE, ALIGN=3；分配名为STACK，不初始化，可读可写，8（2^3）字节对齐的1KB空间。
Stack_Mem       SPACE   Stack_Size；分配空间，栈为从高到低地址生长，即Stack_Mem到__initial_sp为最大栈顶和栈底，这里Stack_Mem为地址是我个人根据最后堆栈初始化的式子做的推测
__initial_sp 
                                                 
; <h> Heap Configuration
;   <o>  Heap Size (in Bytes) <0x0-0xFFFFFFFF:8>
; </h>

Heap_Size       EQU     0x00000200

                AREA    HEAP, NOINIT, READWRITE, ALIGN=3
__heap_base
Heap_Mem        SPACE   Heap_Size；分配空间，堆为从低到高生长
__heap_limit

                PRESERVE8；指定当前文件的堆栈按照 8 字节对齐。
                THUMB；表示后面指令兼容 THUMB 指令。THUBM 是ARM 以前的指令集，16bit，现在 Cortex-M 系列的都使用 THUMB-2 指令集，THUMB-2 是32 位的，兼容 16 位和 32 位的指令，是 THUMB 的超级。

 

                AREA    RESET, DATA, READONLY；定义一个名为RESET，可读的数据段。并声明 __Vectors、__Vectors_End 和__Vectors_Size 这三个标号可被外部的文件使用。 
                EXPORT  __Vectors
                EXPORT  __Vectors_End
                EXPORT  __Vectors_Size        

 

__Vectors       DCD     __initial_sp               ; Top of Stack
                DCD     Reset_Handler              ; Reset Handler
                DCD     NMI_Handler                ; NMI Handler
                DCD     HardFault_Handler          ; Hard Fault Handler
........
__Vectors_End

向量表从 FLASH 的 0 地址开始放置，以 4 个字节为一个单位，地址 0 存放的是栈顶地址，0X04 存放的是复位程序的地址，以此类推。后面的都是一些中断服务程序的地址

__Vectors_Size  EQU  __Vectors_End - __Vectors   ；__Vectors 为向量表起始地址，__Vectors_End 为向量表结束地址，两个相减即可算出向量表大小。

 

                AREA    |.text|, CODE, READONLY;定义一个名为.text,可读的代码段
                
; Reset handler  这里为复位程序的内容，先调用SystemInit函数，再调用_main函数，注意此_main和c中的main函数是不同的，具体下面讲
Reset_Handler   PROC
                EXPORT  Reset_Handler             [WEAK]
                IMPORT  __main
                IMPORT  SystemInit
                LDR     R0, =SystemInit
                BLX     R0               
                LDR     R0, =__main
                BX      R0
                ENDP
                
; Dummy Exception Handlers (infinite loops which can be modified)

NMI_Handler     PROC
                EXPORT  NMI_Handler                [WEAK]
                B       .
                ENDP
........
SysTick_Handler PROC
                EXPORT  SysTick_Handler            [WEAK]
                B       .
                ENDP

 

Default_Handler PROC

                EXPORT  WWDG_IRQHandler            [WEAK];声明函数
                EXPORT  PVD_IRQHandler             [WEAK]
                EXPORT  TAMPER_IRQHandler          [WEAK]
                EXPORT  RTC_IRQHandler             [WEAK]
.........
                EXPORT  DMA2_Channel2_IRQHandler   [WEAK]
                EXPORT  DMA2_Channel3_IRQHandler   [WEAK]
                EXPORT  DMA2_Channel4_5_IRQHandler [WEAK]
WWDG_IRQHandler；定义空函数
PVD_IRQHandler
TAMPER_IRQHandler
RTC_IRQHandler
FLASH_IRQHandler
............
DMA2_Channel1_IRQHandler
DMA2_Channel2_IRQHandler
DMA2_Channel3_IRQHandler
DMA2_Channel4_5_IRQHandler

 

                 IF      :DEF:__MICROLIB
                
                 EXPORT  __initial_sp
                 EXPORT  __heap_base
                 EXPORT  __heap_limit
                
                 ELSE
                
                 IMPORT  __use_two_region_memory；使用双段模式--两区堆栈空间，堆和栈有各自的空间地址
                 EXPORT  __user_initial_stackheap
                 
__user_initial_stackheap

                 LDR     R0, =  Heap_Mem
                 LDR     R1, =(Stack_Mem + Stack_Size)
                 LDR     R2, = (Heap_Mem +  Heap_Size)
                 LDR     R3, = Stack_Mem
                 BX      LR

                 ALIGN

                 ENDIF

                 END

判断是否定义了__MICROLIB ，如果定义了则赋予标号__initial_sp（栈顶地址）、__heap_base（堆起始地址）、__heap_limit（堆结束地址）全局属性，可供外部文件调用。如果没有定义（实际的情况就是我们没定义__MICROLIB）则使用默认的 C 库，然后初始化用户堆栈大小，这部分有 C 库函数__main 来完成。

以上即为大致内容的了解，但是对于具体的执行流程还是有点乱，以下整体的讲讲

当STM32产生复位后,做的第一件事就是读取下列两个32位整数的值:

1、从地址0x0000,0000处取出MSP(主堆栈指针)的初始值放入MSP寄存器中;

2、从地址0x0000,0004处取出复位向量放入PC寄存器中,然后从PC中存取的地址出取指令并开始执行

也就是说，启动文件里最先被执行的是Reset_Handler函数，更具体的说，是执行SystemInit和_main函数，前者好说，可以直接goto看到内容，但是_main据我百度知，当编译器发现定义了main函数，那么就会自动创建__main，所以无法goto来查看内容，其具体内容较为复杂，这里暂时只说明，启动文件里那些堆栈的规划最后是在这个函数里得到执行的，执行完后跳转到main。

顺便一提，51单片机我记得启动后是先执行0地址跳转的，和这里不一样

 

 

 

其他文件：

stm32f10x_it.c：这是一个中断处理文件，_it结尾，就是interrupt（中断）的意思，说明这个是整个工程的中断处理函数，要是楼主没有用到中断的话就可以不添加进去，还有，也可以去掉，将中断函数添加到其它.c文件里也行

core_cm3.c：这个文件提供了一些汇编级函数实现，例如提供了中断屏蔽的汇编实现，因为你没使用这些函数所以删除它不会影响编译，例如你要做软复位函数时，你就会使用中断屏蔽在那个时候你删除它就会编译失败。

 待续