嵌入式实习

当你给STM32开发板通电或者按下复位键的那一刻，STM32内核（通常是Cortex-M系列）立即进入一个确定的状态。硬件复位逻辑强制程序计数器指向一个极其特殊的固定内存地址。对于大多数STM32，这个地址是0x00000000（或者根据BOOT引脚配置映射到其他存储区域的起始地址，例如内部Flash通常是0x08000000)这个地址存放的不是普通指令，而是整个启动流程的第一个关键要素——主堆栈指针的初始值。内核做的第一件事就是读取这个值并初始化MSP寄存器，为后续的函数调用和中断处理建立好堆栈基础。紧接着，内核会读取紧邻的下一个地址（0x00000004）的内容，这个位置存放的是复位向量的地址，也就是复位处理函数的入口点。内核将这个地址加载到程序计数器PC中，至此，硬件自动执行的步骤完成，程序跳转到了软件定义的复位处理函数开始执行。复位处理函数通常由芯片厂商在启动文件中用汇编语言编写（例如startup_stm32fxxxxx.s中的Reset_Handler）。这个函数是启动流程的核心协调者。它的首要任务是调用SystemInit()函数。这个函数由ST的HAL库或标准外设库提供，负责对芯片至关重要的系统级硬件进行初始化。其核心工作包括配置内部时钟源、设置PLL倍频器以将时钟提升到芯片运行所需的高频率、初始化外部高速时钟（如果使用的话）、配置Flash访问等待状态（因为Flash速度通常跟不上内核全速运行）、以及设置关键的系统控制寄存器如SCB->VTOR以正确指向中断向量表的位置。这一步确保了内核和主要总线拥有正确且稳定的时钟信号，是后续所有操作能够正确执行的基础保障。完成关键的时钟和基本系统配置后，启动流程进入一个容易被忽视但极其重要的阶段——由编译器运行时环境负责的数据初始化。复位处理函数接下来会跳转到一个通常名为__main的入口点（这是ARM编译器工具链的约定，其他工具链如GCC可能有类似_start的机制）。__main并非用户编写的main函数，而是编译器提供的库函数。它的核心职责是处理C语言运行环境。这包括：将存储在Flash中的初始化值（.data段）复制到对应的SRAM位置，确保全局变量和静态变量拥有正确的初始值；将未初始化的全局变量和静态变量所在的内存区域（.bss段）清零，防止出现随机值；如果使用了C++，还会执行全局对象的构造函数。这些操作是C/C++程序能够正确运行的前提条件，没有它们，全局变量将处于不确定状态。当所有的底层硬件初始化、运行时环境设置和数据准备就绪后，__main函数最终会调用用户编写的应用程序入口——main()函数，此时进入main函数执行。