STM32学习笔记（5）：复位和复位序列（Reset and Reset Sequence）

注意：本文中关于复位和复位序列的叙述只适用于Cortex-M3和Cortex-M4(F)（同样适用于Cortex-M0内核处理器），而Cortex-M7内核的复位序列与其有点不一样。详情请参考相关内核处理器的权威指南或技术参考手册（TRM）。

一、复位的种类

STMF427/STM32429总共有3种复位：系统复位、电源复位 及 备份域复位。在分别介绍这3种复位之前，先来详细了解下什么是备份域，如图1所示：

由图1可以看出，备份域中包括：
● 低速外部（LSE）振荡器
● 低功耗（LP）备份调压器
● 实时时钟（RTC）
● 4K字节的备份SRAM
● 20个32位RTC备份寄存器（RTC_BKPxR，x=0,1,2……18,19）

关于备份域的操作说明：
● 只有当电源VDD断电的时候，模拟开关才会连接到VBAT，由VBAT对备份域供电；
● RTC备份寄存器可在VDD电源断电时通过VBAT保持上电状态，并且其不会在系统复位或电源复位时复位，也不会在器件从待机模式唤醒时复位；
● 4K字节的备份SRAM在使能低功耗备份调压器时（此低功耗调压器由PWR_CSR寄存器的BRE位控制），即使处于待机模式或VBAT模式，备份SRAM中的内容也能保留。若VBAT一直存在，备份SRAM就如同内部EEPROM一样，不会因VDD断电而丢失数据。
● 发生入侵事件时（即引起备份域复位的方式），将复位所有的备份寄存器（RTC_BKPxR）。

1、系统复位

除了时钟控制寄存器CSR中的复位标志和备份域中的寄存器以外，系统复位会将其它所有的寄存器（处理器内核寄存器和外设寄存器）复位成默认的复位值。
引起系统复位的方式有：
（1）NRST引脚低电平（外部复位）；
（2）窗口看门狗计数结束（WWDG复位）；
（3）独立看门狗计数结束（IWDG复位）；
（4）软件复位（SW复位）；
关于软件复位请参考《Cortex-M3 and Cortex-M4权威指南》9.6节。
（5）低功耗管理复位。
引起低功耗管理复位的方式有：
● 进入待机模式时产生的复位。
此复位的使能方式是清零用户选项字节中的 nRST_STDBY 位。使能后，只要成功执行进入待机模式序列，器件就将复位，而非进入待机模式。
● 进入停机模式时产生的复位。
此复位的使能方式是清零用户选项字节中的 nRST_STOP 位。使能后，只要成功执行进入停止模式序列，器件就将复位，而非进入停止模式。

2、电源复位

除了备份域内的寄存器以外，电源复位会将其它全部寄存器（处理器内核寄存器和外设寄存器）复位成默认的复位值。
引起电源复位的方式有：
（1）上电/掉电复位（POR/PDR复位）或欠压（BOR）复位；
（2）退出待机模式时。

注意：图3是系统复位和电源复位的电路原理图。备份域复位有两个特定的复位方式，这两种复位方式仅仅会引起备份域的复位。平时，我们所说的“复位”指的是系统复位或电源复位，这两种复位可以使所有的SRAM区的数据复位为复位值（除备份域以外）。

3、备份域复位

备份域复位会将所有 RTC 寄存器和 RCC_BDCR 寄存器复位为各自的复位值。不过，BKPSRAM 不受此复位影响。BKPSRAM的唯一复位方式是通过Flash接口将Flash保护等级从 1 切换到 0。
引起备份域复位的方式有：
（1）软件复位；
通过将 RCC 备份域控制寄存器 (RCC_BDCR) 中的 BDRST 位置 1 触发复位。
（2）电源VDD和VBAT都已经掉电后，其中任何一个又再上电。

二、向量表的定义

异常（Exception）就是引起程序流发生改变的事件。当异常发生时，处理器就会暂停当前的任务，转而去执行exception handler，并且在处理完异常服务程序后复原到原来的程序流处继续执行。
中断是异常事件的一种，它通常由外设、外部输入产生，某些情况下也可能由软件触发。

异常向量在异常向量表中。由图2可知，编号为1-15的异常是系统异常，编号16及其以上的异常是中断。

有时需要修改启动文件中的向量表，以满足应用程序的需要。关于对向量表的修改请查看启动文件一文（待续）。

三、复位序列

如图4所示，在退出复位后，处理器会从存储器中读取两个字（注意：矩形框中的数值是存储器单元的地址），然后再去执行程序：
● 初始主堆栈指针值（MSP）: 从存储器地址0x00000000取堆栈指针初始值，也是内核寄存器R13的初始值；
● 复位向量值：从存储器地址0x00000004取复位向量 （程序执行的起始地址，LSB的值应该置1，以表明是Thumb状态）。

对于Cortex-M3和Cortex-M4，MSP的初始值位于存储器映射的开始处，后面紧跟着就是向量表（在程序的执行过程中，向量表可以被重新分配到另外一个地址处）。值得注意的是，向量表的内容为地址，而非跳转指令。

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图5是复位后，初始堆栈指针和初始程序计数器的变化示例。

● 由于Cortex-M3和Cortex-M4内核的栈操作为满递减（即堆栈指针指向栈顶元素，并且堆栈由高地址向低地址生长），所以，SP的初始值应该指向栈顶元素上面的存储单元。注意：堆栈指针始终都是指向入栈的最后一个字节的存储单元，而不是提前指向下一个即将入栈的数据单元处；
● 初始化堆栈指针SP之后，接着就是向量表的第一个向量，即复位向量；
● 向量表中的向量值的最低位应该设置为1，以表明是Thumb代码。由于这个原因，图5中复位向量为0x00000101，而启动代码是从地址0x00000100开始的。处理器读取复位向量的值后就进入启动代码（Boot Code）中开始执行程序。