Зачем мне нужен бесконечный цикл в программировании STM32?

Взгляните на код установки, который выполняется до main в вашем проекте. Это может быть какой-то тонкий ассемблерный код или что-то более сложное, но в целом он довольно близок к минимальному количеству настроек процессора, необходимому для инициализации стека и запуска среды выполнения C.

Если вы вернулись из main, что должен делать ваш процессор? Перезагрузить? Вешать? Единого правильного ответа не существует, поэтому вам придется взглянуть на код поддержки времени выполнения, связанный с вашей программой, чтобы узнать, что решили ее разработчики. В вашем случае похоже, что они не сделали никаких поправок на возврат main, поэтому процессор просто дает сбой/выдает исключение, и ваша программа перестает работать.

Редактировать: похоже, что вы на самом деле ищете способ войти в состояние низкого энергопотребления во время цикла простоя. Это, безусловно, возможно — поскольку ваш процессор — ARM Cortex-M4, для этого есть простая инструкция:

while (1)
{
    asm("wfi");
}

Если вы используете CMSIS (и похоже, что вы используете SystemInit), сборка, вероятно, уже сделана за вас:

while(1)
{
   __WFI();
}

Более подробная информация доступна по этой ссылке.

вы не работаете в операционной системе. main() — это такая же функция, как и любая другая, она возвращается из того места, где была вызвана. Однако с такой голой металлической системой это не операционная система. Итак, если ваше программное обеспечение полностью управляется прерываниями, а функция main() предназначена просто для настройки, то вам необходимо поддерживать процессор в контролируемом состоянии либо в бесконечном цикле, либо в режиме пониженного энергопотребления. вы можете сделать это в конце main() или как бы ни называлась ваша функция установки, или сборка, которая вызывает main:

bl main
b . ;@ an infinite loop

или если вы хотите, чтобы wfi был там:

bl main
xyz:
wfi
b xyz