基于ARM的LPC1768微控制器啟動過程

1. 基本概念(CMSIS): Cortex Micro-controller Software Interface Standard，微控制器軟件接口標準。

2. CMSIS標準的文件結構：

a) core_cm.c （stdint.h）

b) system_.c （core_cm, system_）

c) startup_.s

其中core_cm.c以及core_cm中為內核設訪問層，其中定義了定義了內核中得外設幾丁質以及一些內核的訪問及控制函數。

startup_.s文件是系統的啟動文件，其包括堆和棧的初始化配置、中斷向量表的配置以及將程序引導到main()函數等功能。

system_和system_.c文件則是由ARM 公司提供模版，各芯片制造商根據自己芯片的特點來編寫的。

3. 注解startup_.s文件

此文件主要完成三項工作：堆棧以及堆的初始化、定位中斷向量表、調用Reset Handler

a) 堆棧以及堆的初始化

; Stack Configuration

; ? Stack Size (in Bytes) <0x0-0xFFFFFFFF:8>

;

Stack_Size ? ? ? ? EQU ? ?? 0x00000200

AREA ? ? STACK, NOINIT, READWRITE, ALIGN=3 ?

//指明8字節對齊（ALIGN=3）

Stack_Mem SPACE ?? Stack_Size

__initial_sp ? ? ? //此標號有一層隱含的意思那就是在M3中堆棧是滿遞減堆 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?
? ? ? ? ?? //棧，因為它指定了堆棧指針位于堆棧的高地址（在 //Stack_Mem之后）

; Heap Configuration

; ? ?Heap Size (in Bytes) <0x0-0xFFFFFFFF:8>

;

Heap_Size ? ? ?? EQU ? ?? 0x00000000

AREA ? ? HEAP, NOINIT, READWRITE, ALIGN=3

__heap_base

Heap_Mem ? ? ?? SPACE Heap_Size

__heap_limit

以上堆和棧的具體地址可以在工程編譯后產生的*.map文件中看到。

b) 定位中斷向量表

PRESERVE8 ??

//PRESERVE8指定了以下的代碼位8字節對齊

THUMB

//THUMB指定了接下來的代碼為THUMB指令集

; Vector Table Mapped to Address 0 at Reset

AREA ? ?RESET, DATA, READONLY

//此語句聲明RESET數據段

EXPORT ?__Vectors

//導出向量表標號，EXPORT作用類似于C語言中的extern

__Vectors ? ? ??

DCD ? ? __initial_sp ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ; Top of Stack

DCD ? ? Reset_Handler ? ? ? ? ? ?? ; Reset Handler

DCD ? ? NMI_Handler ? ? ? ? ? ? ?? ; NMI Handler

DCD ? ? HardFault_Handler ? ? ? ?? ; Hard Fault Handler

DCD ? ? MemManage_Handler ? ? ? ?? ; MPU Fault Handler

DCD ? ? BusFault_Handler ? ? ? ? ? ; Bus Fault Handler

DCD ? ? UsageFault_Handler ? ? ? ? ; Usage Fault Handler

DCD ? ? 0 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? ; Reserved

DCD ? ? SVC_Handler ? ? ? ? ? ? ?? ; SVCall Handler

DCD ? ? DebugMon_Handler ? ? ? ? ? ; Debug Monitor Handler

DCD ? ? 0 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? ; Reserved

DCD ? ? PendSV_Handler ? ? ? ? ? ? ; PendSV Handler

DCD ? ? SysTick_Handler ? ? ? ? ?? ; SysTick Handler

; External Interrupts

DCD ? ? WDT_IRQHandler ? ? ? ? ? ? ; 16: Watchdog Timer

DCD ? ? TIMER0_IRQHandler ? ? ? ?? ; 17: Timer0

DCD ? ? TIMER1_IRQHandler ? ? ? ?? ; 18: Timer1

DCD ? ? TIMER2_IRQHandler ? ? ? ?? ; 19: Timer2

DCD ? ? TIMER3_IRQHandler ? ? ? ?? ; 20: Timer3

DCD ? ? UART0_IRQHandler ? ? ? ? ? ; 21: UART0

（……省略）

c) 調用Reset Handler

; Reset Handler

Reset_Handler ??

PROC

EXPORT ?Reset_Handler ? ? ? ? ? ? [WEAK]

IMPORT ?SystemInit

IMPORT ?__main

LDR ? ? R0, =SystemInit

BLX ? ? R0

LDR ? ? R0, =__main

BX ? ? ?R0

ENDP

注釋：引導程序進入__main(此__main是C_Library中的函數，非main())

d) 其他的代碼

這段代碼是NXP公司的LPC1700系列的MCU特有的一段代碼，其他公司的Cortex-M3 MCU的啟動程序是沒有這段代碼的。

這段代碼是指定LPC1700的CRP加密級別的代碼段，芯片上電后會自動讀取這一地址的值以確定加密方式，其中CRP_Key = 0xffffffff為不加密（0級加密），CRP_Key = 0x12345678為1級加密，CRP_Key = 0x87654321為2級加密，CRP_Key = 0x43218765為3級加密（最高級加密），3級加密將會禁止所有的ISP指令，也就是說，芯片將不能讀寫、不能擦除。

IF ? ?? :LNOT::DEF:NO_CRP

AREA ? ? |.ARM.__at_0x02FC|, CODE, READONLY

CRP_Key ? ? ? ??

DCD ? ?? 0xFFFFFFFF

ENDIF

AREA ? ? |.text|, CODE, READONLY

e)?堆棧以及堆的初始化行為

; User Initial Stack & Heap

IF ? ? ? :DEF:__MICROLIB

EXPORT ?__initial_sp

EXPORT ?__heap_base

EXPORT ?__heap_limit