STM32的HAL庫分析及使用

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STM32的三種開發(fā)方式

通常新手在入門STM32的時候，首先都要先選擇一種要用的開發(fā)方式，不同的開發(fā)方式會導致你編程的架構是完全不一樣的。一般大多數(shù)都會選用標準庫和HAL庫，而極少部分人會通過直接配置寄存器進行開發(fā)。

網(wǎng)上關于標準庫、HAL庫的描述相信是數(shù)不勝數(shù)?？墒且粋€對于很多剛入門的朋友還是沒法很直觀的去真正了解這些不同開發(fā)發(fā)方式彼此之間的區(qū)別，所以筆者想以一種非常直白的方式，用自己的理解去將這些東西表述出來，如果有描述的不對的地方或者是不同意見的也可以大家提出。

1、直接配置寄存器

不少先學了51的朋友可能會知道，會有一小部分人或是教程是通過匯編語言直接操作寄存器實現(xiàn)功能的，這種方法到了STM32就變得不太容易行得通了，因為STM32的寄存器數(shù)量是51單片機的十數(shù)倍，如此多的寄存器根本無法全部記憶，開發(fā)時需要經常的翻查芯片的數(shù)據(jù)手冊，此時直接操作寄存器就變得非常的費力了。但還是會有很小一部分人，喜歡去直接操作寄存器，因為這樣更接近原理，知其然也知其所以然。

2、標準庫

上面也提到了，STM32有非常多的寄存器，而導致了開發(fā)困難，所以為此ST公司就為每款芯片都編寫了一份庫文件，也就是工程文件里stm32F1xx…之類的。在這些 .c .h文件中，包括一些常用量的宏定義，把一些外設也通過結構體變量封裝起來，如GPIO口時鐘等。所以我們只需要配置結構體變量成員就可以修改外設的配置寄存器，從而選擇不同的功能。也是目前最多人使用的方式，也是學習STM32接觸最多的一種開發(fā)方式，我也就不多闡述了。

3、HAL庫

HAL庫是ST公司目前主力推的開發(fā)方式，全稱就是Hardware Abstraction Layer（抽象印象層）。庫如其名，很抽象，一眼看上去不太容易知道他的作用是什么。

它的出現(xiàn)比標準庫要晚，但其實和標準庫一樣，都是為了節(jié)省程序開發(fā)的時期，而且HAL庫尤其的有效，如果說標準庫把實現(xiàn)功能需要配置的寄存器集成了，那么HAL庫的一些函數(shù)甚至可以做到某些特定功能的集成。也就是說，同樣的功能，標準庫可能要用幾句話，HAL庫只需用一句話就夠了。

并且HAL庫也很好的解決了程序移植的問題，不同型號的stm32芯片它的標準庫是不一樣的，例如在F4上開發(fā)的程序移植到F3上是不能通用的，而使用HAL庫，只要使用的是相通的外設，程序基本可以完全復制粘貼，注意是相通外設，意思也就是不能無中生有，例如F7比F3要多幾個定時器，不能明明沒有這個定時器卻非要配置，但其實這種情況不多，絕大多數(shù)都可以直接復制粘貼。

是而且使用ST公司研發(fā)的STMcube軟件，可以通過圖形化的配置功能，直接生成整個使用HAL庫的工程文件，可以說是方便至極，但是方便的同時也造成了它執(zhí)行效率的低下，在各種論壇帖子真的是被吐槽的數(shù)不勝數(shù)。

HAL庫固件庫安裝與 用戶手冊

1、首先設置讓Cube可以自動聯(lián)網(wǎng)下載相關固件庫選擇updater Settings

??

設置如下：

2、根據(jù)芯片選擇所需固件

版本是向下兼容的，可以直接選擇最新版。但如果覺得最新版太大，可以閱讀下面的Main Changes.能夠支持你目前的芯片就好。

??

選好了，點擊Install Now就行，過程可能有點長。建議直接官網(wǎng)下載到本地，再安裝文件會被下載到如下位置，建議更改此目錄，不要選在C盤！??！

3、尋找用戶幫助手冊

進入固件所在文件夾，里面包含很多內容。

比如說 官方提供的開發(fā)板程序，每個型號下面都有對應功能的實現(xiàn)，用戶手冊就在Drivers文件夾下面。

STM32 HAL庫與標準庫的區(qū)別

1、句柄

句柄（handle），有多種意義，其中第一種是指程序設計，第二種是指Windows編程。現(xiàn)在大部分都是指程序設計/程序開發(fā)這類。

• 第一種解釋：句柄是一種特殊的智能指針 。當一個應用程序要引用其他系統(tǒng)（如數(shù)據(jù)庫、操作系統(tǒng)）所管理的內存塊或對象時，就要使用句柄。

• 第二種解釋：整個Windows編程的基礎。一個句柄是指使用的一個唯一的整數(shù)值，即一個4字節(jié)(64位程序中為8字節(jié))長的數(shù)值，來標識應用程序中的不同對象和同類中的不同的實例，諸如，一個窗口，按鈕，圖標，滾動條，輸出設備，控件或者文件等。應用程序能夠通過句柄訪問相應的對象的信息，但是句柄不是指針，程序不能利用句柄來直接閱讀文件中的信息。如果句柄不在I/O文件中，它是毫無用處的。句柄是Windows用來標志應用程序中建立的或是使用的唯一整數(shù)，Windows大量使用了句柄來標識對象。

STM32的標準庫中，句柄是一種特殊的指針，通常指向結構體！

在STM32的標準庫中，假設我們要初始化一個外設（這里以USART為例），我們首先要初始化他們的各個寄存器。在標準庫中，這些操作都是利用固件庫結構體變量 固件庫Init函數(shù)實現(xiàn)的：

USART_InitTypeDef?USART_InitStructure;

USART_InitStructure.USART_BaudRate?=?bound;//串口波特率
USART_InitStructure.USART_WordLength?=?USART_WordLength_8b;//字長為8位數(shù)據(jù)格式
USART_InitStructure.USART_StopBits?=?USART_StopBits_1;//一個停止位
USART_InitStructure.USART_Parity?=?USART_Parity_No;//無奇偶校驗位
USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl?=?USART_HardwareFlowControl_None;//無硬件數(shù)據(jù)流控制
USART_InitStructure.USART_Mode?=?USART_Mode_Rx?|?USART_Mode_Tx;?//收發(fā)模式

USART_Init(USART3,?