基于ARM的LPC1768微控制器启动过程

1. 基本概念(CMSIS): Cortex Micro-controller Software Interface Standard，微控制器软件接口标准。

2. CMSIS标准的文件结构：

a) core_cm.c （stdint.h）

b) system_.c （core_cm, system_）

c) startup_.s

其中core_cm.c以及core_cm中为内核设访问层，其中定义了定义了内核中得外设几丁质以及一些内核的访问及控制函数。

startup_.s文件是系统的启动文件，其包括堆和栈的初始化配置、中断向量表的配置以及将程序引导到main()函数等功能。

system_和system_.c文件则是由ARM公司提供模版，各芯片制造商根据自己芯片的特点来编写的。

3. 注解startup_.s文件

此文件主要完成三项工作：堆栈以及堆的初始化、定位中断向量表、调用Reset Handler

a) 堆栈以及堆的初始化

; Stack Configuration

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

;

Stack_Size         EQU      0x00000200

AREA     STACK, NOINIT, READWRITE, ALIGN=3  

//指明8字节对齐（ALIGN=3）

Stack_Mem SPACE    Stack_Size

__initial_sp       //此标号有一层隐含的意思那就是在M3中堆栈是满递减堆                          
           //栈，因为它指定了堆栈指针位于堆栈的高地址（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

以上堆和栈的具体地址可以在工程编译后产生的*.map文件中看到。

b) 定位中断向量表

PRESERVE8   

//PRESERVE8指定了以下的代码位8字节对齐

THUMB

//THUMB指定了接下来的代码为THUMB指令集

; Vector Table Mapped to Address 0 at Reset

AREA    RESET, DATA, READONLY

//此语句声明RESET数据段

EXPORT  __Vectors

//导出向量表标号，EXPORT作用类似于C语言中的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     0                          ; Reserved

DCD     0                          ; Reserved

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) 调用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

注释：引导程序进入__main(此__main是C_Library中的函数，非main())

d) 其他的代码

这段代码是NXP公司的LPC1700系列的MCU特有的一段代码，其他公司的Cortex-M3 MCU的启动程序是没有这段代码的。

这段代码是指定LPC1700的CRP加密级别的代码段，芯片上电后会自动读取这一地址的值以确定加密方式，其中CRP_Key = 0xffffffff为不加密（0级加密），CRP_Key = 0x12345678为1级加密，CRP_Key = 0x87654321为2级加密，CRP_Key = 0x43218765为3级加密（最高级加密），3级加密将会禁止所有的ISP指令，也就是说，芯片将不能读写、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) 堆栈以及堆的初始化行为

; User Initial Stack & Heap

IF       :DEF:__MICROLIB

EXPORT  __initial_sp

EXPORT  __heap_base

EXPORT  __heap_limit

ELSE

IMPORT  __use_two_region_memory

EXPORT  __user_initial_stackheap

__user_initial_stackheap

LDR      R0, =  Heap_Mem

LDR      R1, = (Stack_Mem + Stack_Size)

LDR      R2, = (Heap_Mem +  Heap_Size)

LDR      R3, = Stack_Mem

BX       LR