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一、为什么要理解启动过程？
STM32 的启动过程就像一台精密仪器的开机自检，它确保所有系统部件按既定方式初始化，才能顺利运行我们的应用代码。对初学者而言，理解启动过程能帮助解决常见“程序跑飞”“不进 main”“下载后无反应”等问题；而对资深开发者，则有助于进行裸机编程、启动优化、Bootloader 设计等工作。
二、STM32 启动流程概览
STM32 的启动过程大致可以划分为以下几个阶段：
上电 / 复位↓启动模式选择（BOOT 引脚）↓向量表定位（读取复位向量）↓跳转至启动代码（如 startup_stm32f10x.s）↓C/C++ 运行时初始化（.data/.bss/init）↓调用 main 函数
三、详细流程剖析
1. 上电与复位阶段
STM32 上电后，首先进入 复位状态，这是一种硬件初始化状态，保证芯片的稳定性。复位的方式包括：
-
上电复位
-
手动按下 NRST 引脚
-
软件复位（通过 SCB->AIRCR）
接下来，芯片会读取一个叫做 启动引脚（BOOT0 和 BOOT1） 的组合，用于选择芯片从哪个存储介质启动。
2. 启动模式选择
STM32 支持三种启动模式（以 STM32F103 为例）：
| BOOT1 | BOOT0 | 启动模式 |
|---|---|---|
| X | 0 | 从主 Flash 启动 |
| 0 | 1 | 从系统内置 Bootloader 启动 |
| 1 | 1 | 从 SRAM 启动 |
大多数应用情况下，设置为 主 Flash 启动（BOOT0 = 0），也就是我们的应用程序所在位置。
✅ Tips：学习 Bootloader 时，可以手动将 BOOT0 设置为 1，进入 ISP 模式。
3. 读取向量表 & 跳转
无论从哪启动，STM32 都会从特定地址读取 向量表。向量表是中断和异常的入口地址表，前两个条目尤为关键：
-
地址 0x0000 0000（或其他起始地址）：初始主堆栈指针（MSP）
-
地址 0x0000 0004：复位中断向量（即程序入口地址）
芯片读取这两个值，并进行如下动作：
MSP ← *(0x00000000)PC ← *(0x00000004)
STM32 会自动把 MSP 设置为初值，然后跳转到复位处理函数，通常是
Reset_Handler()。
4. 执行启动文件 startup_xxx.s
Reset_Handler 并不是直接跳到 main()，而是执行一个启动汇编文件，如 startup_stm32f10x.s。它的职责包括：
-
初始化堆栈指针
-
初始化中断向量表
-
调用
SystemInit()（时钟、Flash 等初始化） -
初始化数据段（
.data）和清零 BSS 段（.bss） -
最后调用
main()
简化伪代码如下：
Reset_Handler:bl SystemInit ; 初始化系统时钟bl __libc_init_array ; C 运行时库初始化bl main ; 跳转到 main 函数
四、C/C++ 运行时初始化详解
在调用 main() 之前，C/C++ 编译器需要做一些关键准备：
✅ .data 段初始化
.data 段是已初始化的全局变量，例如：
int a = 5; // 存储在 .data这部分变量的值最初存储在 Flash，需要搬运到 RAM 才能读写。启动文件会将其从 ROM 拷贝到 RAM。
✅ .bss 段清零
.bss 段用于存储未初始化的全局变量，例如：
int b; // 存储在 .bss，自动清零启动代码会将 .bss 区域置为 0。
✅ C++ 构造函数支持
如果使用 C++，启动代码还会调用全局构造函数，这是通过 __libc_init_array() 实现的。
五、然后才是我们的 main() 函数
至此，所有底层初始化完成，CPU 跳转到 C 程序的入口 main() 函数，正式交给开发者写业务逻辑。
int main(void){// 用户应用代码while (1) {// 主循环}}
六、动手实践建议（面向初学者）
如果你是 STM32 小白，不妨通过以下步骤深入理解：
-
查看启动汇编文件：打开
startup_xxx.s文件，理解Reset_Handler的流程。 -
在 SystemInit() 加断点：跟踪是否进入主时钟配置流程。
-
使用
map文件分析段分布：看.data.bss.text的地址和大小。 -
学习如何修改向量表位置：通过
SCB->VTOR改变中断表地址。 -
尝试裸机启动：不依赖 HAL 库，手动初始化堆栈、中断、系统时钟。
七、总结
STM32 的启动过程虽然隐藏在 HAL 库和 IDE 的自动生成之下，但正是这一套流程，支撑了嵌入式程序的稳定运行。掌握它，不仅有助于开发排错、理解底层逻辑，更是从“会用”到“精通” STM32 的必经之路。