STM32系列单片机在进入main函数前都在干些什么？

在刚开始学习单片机的时候，一直以为程序启动后就直接进入到了main函数，但是随着学习的深入才发现，程序在进入main函数前其实还要干好多事情。现在就来分析一下，STM32系列单片机程序在进入main函数前都在干些什么？

单片机上电后，程序首先跳转到地址0处，此时主堆栈指针MSP的初值也为0。然后单片机产生了复位信号，主堆栈指针加1，由于单片机内核为32位，所以地址增加一位，实际上是增加了32位，也就是增加了4个字节。此时MSP指针就指向了复位向量。而Cortex-M内核处理器的向量表可以重新定位，所以此时程序就会跳转到复位向量重新映射的地址处。

通过上面的两个图可以看到，通过复位向量的重映射后，MSP指针就会跳转到复位向量处，在STM32系列单片机中，复位向量的函数通常在启动文件startup_stm32f10x_xx.s中实现。

下来接着看一下复位函数都实现了哪些功能。

可以看到复位函数首先获取到了main()函数和系统初始化函数SystemInit()的地址，然后跳转到系统初始化函数中SystemInit()中，接着就会跳转到main函数中。

void SystemInit ( void )
{/* Reset the RCC clock configuration to the default reset state(for debug purpose) *//* Set HSION bit */RCC->CR |= ( uint32_t )0x00000001;/* Reset SW, HPRE, PPRE1, PPRE2, ADCPRE and MCO bits */
#ifndef STM32F10X_CLRCC->CFGR &= ( uint32_t )0xF8FF0000;
#elseRCC->CFGR &= ( uint32_t )0xF0FF0000;
#endif /* STM32F10X_CL *//* Reset HSEON, CSSON and PLLON bits */RCC->CR &= ( uint32_t )0xFEF6FFFF;/* Reset HSEBYP bit */RCC->CR &= ( uint32_t )0xFFFBFFFF;/* Reset PLLSRC, PLLXTPRE, PLLMUL and USBPRE/OTGFSPRE bits */RCC->CFGR &= ( uint32_t )0xFF80FFFF;#ifdef STM32F10X_CL/* Reset PLL2ON and PLL3ON bits */RCC->CR &= ( uint32_t )0xEBFFFFFF;/* Disable all interrupts and clear pending bits  */RCC->CIR = 0x00FF0000;/* Reset CFGR2 register */RCC->CFGR2 = 0x00000000;
#elif defined (STM32F10X_LD_VL) || defined (STM32F10X_MD_VL) || (defined STM32F10X_HD_VL)/* Disable all interrupts and clear pending bits  */RCC->CIR = 0x009F0000;/* Reset CFGR2 register */RCC->CFGR2 = 0x00000000;
#else/* Disable all interrupts and clear pending bits  */RCC->CIR = 0x009F0000;
#endif /* STM32F10X_CL */#if defined (STM32F10X_HD) || (defined STM32F10X_XL) || (defined STM32F10X_HD_VL)
#ifdef DATA_IN_ExtSRAMSystemInit_ExtMemCtl();
#endif /* DATA_IN_ExtSRAM */
#endif/* Configure the System clock frequency, HCLK, PCLK2 and PCLK1 prescalers *//* Configure the Flash Latency cycles and enable prefetch buffer */SetSysClock();#ifdef VECT_TAB_SRAMSCB->VTOR = SRAM_BASE | VECT_TAB_OFFSET; /* Vector Table Relocation in Internal SRAM. */
#elseSCB->VTOR = FLASH_BASE | VECT_TAB_OFFSET; /* Vector Table Relocation in Internal FLASH. */
#endif
}

在系统复位函数SystemInit()中，主要是复位各个寄存器，将寄存器值设置位默认值，最后调用时钟设置函数 SetSysClock()对系统时钟进行设置。

static void SetSysClock( void )
{
#ifdef SYSCLK_FREQ_HSESetSysClockToHSE();
#elif defined SYSCLK_FREQ_24MHzSetSysClockTo24();
#elif defined SYSCLK_FREQ_36MHzSetSysClockTo36();
#elif defined SYSCLK_FREQ_48MHzSetSysClockTo48();
#elif defined SYSCLK_FREQ_56MHzSetSysClockTo56();
#elif defined SYSCLK_FREQ_72MHzSetSysClockTo72();
#endif/* If none of the define above is enabled, the HSI is used as System clocksource (default after reset) */
}

系统设置函数，根据不同的晶振和单片机型号，选择相应频率的时钟进行设置。

static void SetSysClockTo72( void )
{__IO uint32_t StartUpCounter = 0, HSEStatus = 0;/* SYSCLK, HCLK, PCLK2 and PCLK1 configuration ---------------------------*//* Enable HSE */RCC->CR |= ( ( uint32_t )RCC_CR_HSEON );/* Wait till HSE is ready and if Time out is reached exit */do{HSEStatus = RCC->CR & RCC_CR_HSERDY;StartUpCounter++;}while( ( HSEStatus == 0 ) && ( StartUpCounter != HSE_STARTUP_TIMEOUT ) );if ( ( RCC->CR & RCC_CR_HSERDY ) != RESET ){HSEStatus = ( uint32_t )0x01;}else{HSEStatus = ( uint32_t )0x00;}if ( HSEStatus == ( uint32_t )0x01 ){/* Enable Prefetch Buffer */FLASH->ACR |= FLASH_ACR_PRFTBE;/* Flash 2 wait state */FLASH->ACR &= ( uint32_t )( ( uint32_t )~FLASH_ACR_LATENCY );FLASH->ACR |= ( uint32_t )FLASH_ACR_LATENCY_2;/* HCLK = SYSCLK */RCC->CFGR |= ( uint32_t )RCC_CFGR_HPRE_DIV1;/* PCLK2 = HCLK */RCC->CFGR |= ( uint32_t )RCC_CFGR_PPRE2_DIV1;/* PCLK1 = HCLK */RCC->CFGR |= ( uint32_t )RCC_CFGR_PPRE1_DIV2;#ifdef STM32F10X_CL/* Configure PLLs ------------------------------------------------------*//* PLL2 configuration: PLL2CLK = (HSE / 5) * 8 = 40 MHz *//* PREDIV1 configuration: PREDIV1CLK = PLL2 / 5 = 8 MHz */RCC->CFGR2 &= ( uint32_t )~( RCC_CFGR2_PREDIV2 | RCC_CFGR2_PLL2MUL |RCC_CFGR2_PREDIV1 | RCC_CFGR2_PREDIV1SRC );RCC->CFGR2 |= ( uint32_t )( RCC_CFGR2_PREDIV2_DIV5 | RCC_CFGR2_PLL2MUL8 |RCC_CFGR2_PREDIV1SRC_PLL2 | RCC_CFGR2_PREDIV1_DIV5 );/* Enable PLL2 */RCC->CR |= RCC_CR_PLL2ON;/* Wait till PLL2 is ready */while( ( RCC->CR & RCC_CR_PLL2RDY ) == 0 ){}/* PLL configuration: PLLCLK = PREDIV1 * 9 = 72 MHz */RCC->CFGR &= ( uint32_t )~( RCC_CFGR_PLLXTPRE | RCC_CFGR_PLLSRC | RCC_CFGR_PLLMULL );RCC->CFGR |= ( uint32_t )( RCC_CFGR_PLLXTPRE_PREDIV1 | RCC_CFGR_PLLSRC_PREDIV1 |RCC_CFGR_PLLMULL9 );
#else/*  PLL configuration: PLLCLK = HSE * 9 = 72 MHz */RCC->CFGR &= ( uint32_t )( ( uint32_t )~( RCC_CFGR_PLLSRC | RCC_CFGR_PLLXTPRE |RCC_CFGR_PLLMULL ) );RCC->CFGR |= ( uint32_t )( RCC_CFGR_PLLSRC_HSE | RCC_CFGR_PLLMULL9 );
#endif /* STM32F10X_CL *//* Enable PLL */RCC->CR |= RCC_CR_PLLON;/* Wait till PLL is ready */while( ( RCC->CR & RCC_CR_PLLRDY ) == 0 ){}/* Select PLL as system clock source */RCC->CFGR &= ( uint32_t )( ( uint32_t )~( RCC_CFGR_SW ) );RCC->CFGR |= ( uint32_t )RCC_CFGR_SW_PLL;/* Wait till PLL is used as system clock source */while ( ( RCC->CFGR & ( uint32_t )RCC_CFGR_SWS ) != ( uint32_t )0x08 ){}}else{/* If HSE fails to start-up, the application will have wrong clockconfiguration. User can add here some code to deal with this error */}
}
#endif

在系统时钟设置函数中，设置锁相环，及各个时钟的频率。

关于时钟的具体设置，可以参考下面这张图。

通过上面的分析，可以知道，程序在进入main之前执行流程为

这里大概分析了单片机在进入main函数之前，大概都做了哪些工作，对于具体的启动文件代码没做分析。对于启动文件startup_stm32f10x_hd.s的详细分析，在另一篇文章中进行说明。

STM32单片机启动文件startup_stm32f10x_hd.s详解

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