1. 啟動模式與地址映射

STM32F103 的啟動模式由 BOOT0 和 BOOT1 引腳配置決定，不同的啟動模式對應不同的存儲器映射：

啟動模式 映射地址范圍 說明
主 Flash 0x08000000~0x0807FFFF 用戶程序存儲在 Flash 中，復位后從 Flash 啟動（默認模式）。
系統存儲器 0x1FFFF000~0x1FFFF7FF 內置 Bootloader（ISP 編程用），用于通過串口/USB 下載程序。
內置 SRAM 0x20000000~0x2000FFFF 調試或臨時運行代碼時使用，需手動加載程序到 SRAM。
地址重映射：Cortex-M3 內核復位后，始終從 0x00000000 讀取初始堆棧指針（SP）和復位向量。STM32 通過內部機制將上述物理地址映射到 0x00000000（例如，Flash 啟動時 0x08000000 被映射到 0x00000000）。

2. 啟動過程關鍵步驟

(1) 硬件復位
復位后，內核執行以下操作：

從 0x00000000 讀取 初始堆棧指針（MSP）。

從 0x00000004 讀取 復位向量地址（程序入口 Reset_Handler）。

跳轉到復位向量地址執行代碼。

(2) 啟動文件（Startup Code）
啟動文件（如 startup_stm32f103xe.s）是匯編代碼，負責初始化關鍵硬件并引導到 main() 函數。主要流程如下：

初始化堆棧指針
定義主堆棧（MSP）和可選的進程堆棧（PSP）：

assembly
; 定義堆棧段
Stack_Size      EQU     0x400AREA    STACK, NOINIT, READWRITE, ALIGN=3
Stack_Mem       SPACE   Stack_Size
__initial_sp

向量表（Vector Table）
中斷向量表位于 Flash 起始位置，包含中斷服務函數地址：

assembly
; 中斷向量表
Vector_Table    DCD     __initial_sp             ; 初始堆棧指針DCD     Reset_Handler            ; 復位向量DCD     NMI_Handler              ; NMI 處理函數DCD     HardFault_Handler        ; 硬件錯誤處理函數...                              ; 其他中斷向量

復位處理函數（Reset_Handler）
復位后執行的核心初始化代碼：

assembly
Reset_Handler   PROCEXPORT  Reset_Handler           [WEAK]IMPORT  SystemInit               ; 引入 SystemInit 函數IMPORT  __main                  ; 引入 C 庫初始化函數LDR     R0, =SystemInit          ; 加載 SystemInit 地址BLX     R0                       ; 調用 SystemInit（初始化時鐘等）LDR     R0, =__main              ; 加載 __main 地址BX      R0                       ; 跳轉到 __main（初始化 C 庫并調用 main()）ENDP

(3) SystemInit 函數
SystemInit() 在 system_stm32f1xx.c 中定義，負責初始化關鍵系統配置：

設置時鐘源（HSI/HSE/PLL）。

配置 Flash 預取、等待周期。

初始化 AHB/APB 總線時鐘。

可選：配置向量表偏移寄存器（VTOR）。

(4) __main 和 main()
__main：C 庫函數，負責初始化全局變量、堆棧，最終調用用戶 main()。

main()：用戶程序入口。

3. 關鍵指令說明
   啟動文件中的匯編指令示例：

LDR R0, =label
將 label 的地址加載到寄存器 R0。

assembly
LDR R0, =SystemInit ; 將 SystemInit 函數的地址加載到 R0
BLX R0
跳轉到 R0 指向的地址（調用函數），并保存返回地址到 LR 寄存器。

assembly
BLX R0 ; 調用 SystemInit()
BX R0
跳轉到 R0 指向的地址（不保存返回地址）。

assembly
BX R0 ; 跳轉到 __main
PROC / ENDP
定義函數塊的開始和結束。

assembly
Reset_Handler PROC
…
ENDP

4. 內存布局與 VTOR

向量表偏移寄存器（VTOR）：
默認向量表位于 Flash（0x08000000），可通過修改 VTOR 寄存器重定位向量表（如將向量表復制到 RAM）：

c
SCB->VTOR = FLASH_BASE | VECT_TAB_OFFSET; // 在 SystemInit 中配置
典型內存分布：

0x00000000: 映射到啟動存儲器（Flash/系統存儲器/SRAM）
0x08000000: Flash 實際地址
0x20000000: SRAM 地址
0x40000000: 外設寄存器

5. 常見問題

啟動失敗的可能原因

堆棧溢出導致 MSP 初始化錯誤。

復位向量未正確指向 Reset_Handler。

時鐘配置錯誤（如未啟用外部晶振 HSE）。

調試技巧

檢查向量表是否對齊到 0x200 的倍數。

使用調試器查看 SP 和 PC 的初始值。

總結

STM32F103 的啟動過程由硬件復位、啟動文件初始化、系統配置和用戶程序執行組成。理解地址映射、向量表和關鍵指令對調試和優化啟動流程至關重要。開發者可通過修改啟動文件或調整 BOOT 引腳選擇不同的啟動模式。