STM32初识HAL库（下载和使用）

初识HAL库（了解）

ST 为了方便用户开发 STM32芯片开发提供了三种库：

  • 标准外设库 (Standard Peripheral Libraries)
  • HAL库(硬件抽象层)：Hardware Abstraction Layer
  • LL库：Low Layer

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一、获取STM32Cube固件包

方式一：ST官网( 意法半导体-STMicroelectronics )搜索STM32Cube

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选择你需要的stm32cube的文件包（根据你的硬件型号进行选择，我的型号是stm32F108c）
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新页面往下滑。选择要下载的版本

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或者使用git进行代码拉取（这里拉取的是v1.8.0的版本）

git clone http://github.com/STMicroelectronics/STM32CubeF1.git -b v1.8.0 --depth 1

方式二：开发板A盘资料：A 盘→8，STM32 参考资料→1，STM32CubeXX固件包

二、STM32文件结构分布

要想学会stm32hal库首先要了解总体的文件架构，总体架构分为三部分 MCU硬件层、CMSIS接口层、用户程序层

CMSIS (微控制器软件接口标准)：Cortex Microcontroller Software Interface Standard，是由ARM和与其合作的芯片厂商、软件工具厂商，共同制定的标准

以下就是各个文件描述

三、STM32Cube固件库文件简介

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其中STM32Cube固件库文件中最重要的是Drivers和Middlewares文件夹中的文件和了解project文件夹

Drivers文件夹介绍：

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BSP文件夹

存放开发板板级支持包驱动代码，如各种外设驱动
在这里插入图片描述

CMSIS文件夹

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STM32F1xx_HAL_Driver文件夹

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文件介绍
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HAL库API函数和变量命名规则
文件名stm32f1xx_hal_ppp .(c/h)stm32f1xx_hal_ppp .(c/h)
函数名HAL_PPP_FunctionHAL_PPP_Function
外设句柄PPP_HandleTypeDef无
外设工作参数初始化结构体PPP_InitTypeDefPPP_InitTypeDef
配置参数结构体PPP_ YyyyConfTypeDefPPP_ YyyyConfTypeDef

初始化/反初始化函数:HAL_PPP_Init(), HAL_PPP_DeInit()
外设读写函数:HAL_PPP_Read(),HAL_PPP_Write(),HAL_PPP_Transmit(), HAL_PPP_Receive()
控制函数:HAL_PPP_Set (),HAL_PPP_Get ()
状态和错误:HAL_PPP_GetState (), HAL_PPP_GetError ()

HAL库对寄存器位操作的相关宏定义
宏定义结构用途
__HAL_PPP_ENABLE_IT(HANDLE, INTERRUPT)使能外设中断
__HAL_PPP_DISABLE_IT(HANDLE,INTERRUPT)禁用外设中断
__HAL_PPP_GET_IT (HANDLE, __ INTERRUPT __)获取外设某一中断源
__HAL_PPP_CLEAR_IT (HANDLE, __ INTERRUPT __)清除外设中断
__HAL_PPP_GET_FLAG (HANDLE, FLAG)获取外设的状态标记
__HAL_PPP_CLEAR_FLAG (HANDLE, FLAG)清除外设的状态标记
__HAL_PPP_ENABLE(HANDLE)使能某一外设
__HAL_PPP_DISABLE(HANDLE)禁用某一外设
__HAL_PPP_XXXX (HANDLE, PARAM)针对外设的特殊操作
_HAL_PPP_GET IT_SOURCE (HANDLE, __INTERRUPT __)检查外设的中断源
HAL库回调函数
回调函数举例
HAL_PPP_MspInit() / _MspDeInit()举例: HAL_USART_MspInit()会被HAL_PPP_Init() 函数调用，该函数主要用于存放外设使用到的GPIO、CLOCK、NVIC、DMA等初始化代码
HAL_PPP_ProcessCpltCallback举例: HAL_USART_TxCpltCallback由外设中断或DMA中断调用，HAL库中断公共处理函数已经实现对中断标记位读取、判断和清除操作，用户只需要专注于中断逻辑功能的实现即可
HAL_PPP_ErrorCallback举例: HAL_USART_ErrorCallback外设或DMA中断中发生的错误，用于发生错误处理

此类函数通常被_weak修饰（弱函数），允许用户重新定义该函数

Middlewares文件夹介绍

该文件夹下面有 ST 和 Third_Party 2 个子文件夹。
ST 文件夹下面存放的是 STM32 相关的一些文件，包括 STemWin 和 USB 库等。
Third_Party 文件夹是第三方中间件，这些中间件都是非常成熟的开源解决方案。
在这里插入图片描述

Projects 文件夹

该文件夹存放的是一些可以直接编译的实例工程。每个文件夹对应一个 ST 官方的 Demo板。比如要查看 STM32L476 相关工程，直接打开子文件夹 STM32L476G-EVAL即可。里面有很多实例，都可以用来参考。

这里注意，每个工程下面都有一个MDK-ARM 子文件夹，该子文件夹内部会有名称为 Project.uvprojx 的工程文件，我们只需要点击它就可以在MDK中打开工程。 例如打 开Projects\STM32L476G-EVAL\Templates\MDK-ARM 文件夹，内容如下图：
在这里插入图片描述

四、使用

CMSIS核心层文件就是将【CMSIS】文件夹中的【Device】和【Include】文件夹中裁剪后剩的11个文件，这11个文件对于新建MDK工程是必须包含的；设备驱动层就是HAL库及LL库的源码，也就是【STM32F1xx_HAL_Driver】文件夹中的源码；用户程序文件，正点原子例程都将main.h、stm32f1xx_hal_msp.c删除掉了，放到了例如初始化UART就将UART的在stm32f1xx_hal_msp.c中的回调函数放到usart.c中，stm32f1xx_it.c和stm32f1xx_it.h里面本身就定义了一些中断，所以选择保留，如果写串口中断，推荐写到usart.c中。。

HAL 库的用户配置文件

如果是F1系列那么就修改stm32f1xx_hal_conf.h。获取此文件可以从STM32官方例程中获取，也可以从HAL库驱动源码中获取，只是名称不同，复制时只需要将template删除即可。
  在这里插入图片描述

裁剪HAL库外设驱动源码（不进行编译）

STM32HAL库裁剪就是将stm32f1xx_hal_conf.h中用不到的宏定义注释掉，因为在HAL库驱动源码中都是用的ifdef判断宏是否被定义。以GPIO为例如下所示：
  在这里插入图片描述
通过对工程中用到什么外设就加什么驱动文件，也是起到裁剪作用。如下所示，是部分HAL库驱动文件：
在这里插入图片描述

stm32f1xx_hal.c 文件
  使用HAL库最关心的就说HAL库初始化函数HAL_Init()，不同系列可能有些小区别，但是核心代码如下：

HAL_StatusTypeDef  HAL_Init(void) 
{ __HAL_FLASH_PREFETCH_BUFFER_ENABLE(); 	                    /* 使能FLASH预取缓冲 */ HAL_NVIC_SetPriorityGrouping(NVIC_PRIORITYGROUP_2); /* 配置中断优先级分组 */ /* 使用滴答定时器作为时钟基准，配置 1ms 滴答（重置后默认的时钟源为 HSI） */ HAL_InitTick(TICK_INT_PRIORITY); HAL_MspInit(); 	/* 初始化其它底层硬件（如果必要） */ return HAL_OK; 	/* 返回函数状态 */ 
}

  • 第一段程序作用是使能FLASH预取缓冲，STM32是32位的，每次读取的指令也是32位的，FLASH存在预取缓冲区，预取缓冲区由2个64位组成，CPU每次读取指令，将指令放在预取缓冲区，就可以起到程序加快运行的效果。

  • 第二段程序是设置中断优先级分组，默认情况下设置位为4，正点原子默认设置成2。

  • 第三段是使能系统滴答定时器，并且配置为1ms。正点原子实际配置滴答定时器在delay.c中的delay_Init()函数中。

  • HAL_MspInit()为空函数

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