（一）STM32固件庫詳解（轉(zhuǎn)載） - 全文

1.1 基于標準外設(shè)庫的軟件開發(fā)

1.1.1 STM32標準外設(shè)庫概述

STM32標準外設(shè)庫之前的版本也稱固件函數(shù)庫或簡稱固件庫，是一個固件函數(shù)包，它由程序、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和宏組成，包括了微控制器所有外設(shè)的性能特征。該函數(shù)庫還包括每一個外設(shè)的驅(qū)動描述和應(yīng)用實例，為開發(fā)者訪問底層硬件提供了一個中間API，通過使用固件函數(shù)庫，無需深入掌握底層硬件細節(jié)，開發(fā)者就可以輕松應(yīng)用每一個外設(shè)。因此，使用固態(tài)函數(shù)庫可以大大減少用戶的程序編寫時間，進而降低開發(fā)成本。每個外設(shè)驅(qū)動都由一組函數(shù)組成，這組函數(shù)覆蓋了該外設(shè)所有功能。每個器件的開發(fā)都由一個通用API (application programming interface 應(yīng)用編程界面)驅(qū)動，API對該驅(qū)動程序的結(jié)構(gòu)，函數(shù)和參數(shù)名稱都進行了標準化。

ST公司2007年10月發(fā)布了V1.0版本的固件庫，MDK ARM3.22之前的版本均支持該庫。2008年6月發(fā)布了V2.0版的固件庫，從2008年9月推出的MDK ARM3.23版本至今均使用V2.0版本的固件庫。V3.0以后的版本相對之前的版本改動較大，本書使用目前較新的V3.4版本。

1.1.2 使用標準外設(shè)庫開發(fā)的優(yōu)勢

簡單的說，使用標準外設(shè)庫進行開發(fā)最大的優(yōu)勢就在于可以使開發(fā)者不用深入了解底層硬件細節(jié)就可以靈活規(guī)范的使用每一個外設(shè)。標準外設(shè)庫覆蓋了從GPIO到定時器，再到CAN、I2C、SPI、UART和ADC等等的所有標準外設(shè)。對應(yīng)的C源代碼只是用了最基本的C編程的知識，所有代碼經(jīng)過嚴格測試，易于理解和使用，并且配有完整的文檔，非常方便進行二次開發(fā)和應(yīng)用。

1.1.3 STM32F10XXX標準外設(shè)庫結(jié)構(gòu)與文件描述

1. 標準外設(shè)庫的文件結(jié)構(gòu)

在上一小節(jié)中已經(jīng)介紹了使用標準外設(shè)庫的開發(fā)的優(yōu)勢，因此對標準外設(shè)庫的熟悉程度直接影響到程序的編寫，下面讓我們來認識一下STM32F10XXX的標準外設(shè)庫。STM32F10XXX的標準外設(shè)庫經(jīng)歷眾多的更新目前已經(jīng)更新到最新的3.5版本，開發(fā)環(huán)境中自帶的標準外設(shè)庫為2.0.3版本，本書中以比較穩(wěn)定而且較新的V3.4版本為基礎(chǔ)介紹標準外設(shè)庫的結(jié)構(gòu)。

可以從ST的官方網(wǎng)站下載到各種版本的標準外設(shè)庫，首先看一下3.4版本標準外設(shè)庫的文件結(jié)構(gòu)，如圖 53所示。3.0以上版本的文件結(jié)構(gòu)大致相同，每個版本可能略有調(diào)整。

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圖 53 STM32F10XXX V3.4標準外設(shè)庫文件結(jié)構(gòu)

表 54中介紹了每個文件夾所包含的主要內(nèi)容。

表 54 STM32F10XXX V3.4標準外設(shè)庫文件夾描述

STM32F10x_StdPeriph_Lib_V3.4.0

_htmresc

本文件夾包含了所有的html頁面資源

Libraries

CMSIS

見表 56

STM32F10x_StdPeriph_Driver

inc

標準外設(shè)庫驅(qū)動頭文件

src

標準外設(shè)庫驅(qū)動源文件

Project

Examples

標準外設(shè)庫驅(qū)動的完整例程

Template

MDK-ARM

KEIL RVMDK的項目模板示例

RIDE

Raisonance RIDE的項目模板示例

EWARM

IAR EWARM的項目模板示例

Utilities

STM3210-EVAL

本文件夾包含了用于STM3210B-EVAL和STM3210E-EVAL評估板的專用驅(qū)動

標準外設(shè)庫的第一部分是CMSIS 和STM32F10x_StdPeriph_Driver，CMSIS 是獨立于供應(yīng)商的Cortex-M 處理器系列硬件抽象層，為芯片廠商和中間件供應(yīng)商提供了簡單的處理器軟件接口，簡化了軟件復(fù)用工作，降低了Cortex-M 上操作系統(tǒng)的移植難度，并減少了新入門的微控制器開發(fā)者的學(xué)習(xí)曲線和新產(chǎn)品的上市時間。STM32F10x_StdPeriph_Driver則包括了分別對應(yīng)包括了所有外設(shè)對應(yīng)驅(qū)動函數(shù)，這些驅(qū)動函數(shù)均使用C語言編寫，并提供了統(tǒng)一的易于調(diào)用的函數(shù)接口，供開發(fā)者使用。Project文件夾中則包括了ST官方的所有例程和基于不同編譯器的項目模板，這些例程是學(xué)習(xí)和使用STM32的重要參考。Utilities包含了相關(guān)評估板的示例程序和驅(qū)動函數(shù)，供使用官方評估板的開發(fā)者使用，很多驅(qū)動函數(shù)同樣可以作為學(xué)習(xí)的重要參考。

STM32F10xxx標準外設(shè)庫體系結(jié)構(gòu)如圖 54所示。圖中很好的展示了各層以及具體文件之間的聯(lián)系，各文件的具體功能說明如表 55所示。

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圖 54 STM32F10xxx標準外設(shè)庫體系結(jié)構(gòu)

表 55 文件功能說明

文件名

功能描述

具體功能說明

core_cm3.h

core_cm3.c

Cortex-M3內(nèi)核及其設(shè)備文件

訪問Cortex-M3內(nèi)核及其設(shè)備：NVIC，SysTick等

訪問Cortex-M3的CPU寄存器和內(nèi)核外設(shè)的函數(shù)

stm32f10x.h

微控制器專用頭文件

這個文件包含了STM32F10x全系列所有外設(shè)寄存器的定義（寄存器的基地址和布局）、位定義、中斷向量表、存儲空間的地址映射等

system_stm32f10x.h

system_stm32f10x.c

微控制器專用系統(tǒng)文件

函數(shù)SystemInit，用來初始化微控制器

函數(shù)Sysem_ExtMemCtl，用來配置外部存儲器控制器。它位于文件startup_stm32f10x_xx.s /.c，在跳轉(zhuǎn)到main前調(diào)用

SystemFrequncy，該值代表系統(tǒng)時鐘頻率

startup_stm32f10x_Xd.s

編譯器啟動代碼

微控制器專用的中斷處理程序列表(與頭文件一致)

弱定義(Weak)的中斷處理程序默認函數(shù)(可以被用戶代碼覆蓋) 該文件是與編譯器相關(guān)的

stm32f10x_conf.h

固件庫配置文件

通過更改包含的外設(shè)頭文件來選擇固件庫所使用的外設(shè)，在新建程序和進行功能變更之前應(yīng)當首先修改對應(yīng)的配置。

stm32f10x_it.h

stm32f10x_it.c

外設(shè)中斷函數(shù)文件

用戶可以相應(yīng)的加入自己的中斷程序的代碼，對于指向同一個中斷向量的多個不同中斷請求，用戶可以通過判斷外設(shè)的中斷標志位來確定準確的中斷源，執(zhí)行相應(yīng)的中斷服務(wù)函數(shù)。

stm32f10x_ppp.h

stm32f10x_ppp.c

外設(shè)驅(qū)動函數(shù)文件

包括了相關(guān)外設(shè)的初始化配置和部分功能應(yīng)用函數(shù)，這部分是進行編程功能實現(xiàn)的重要組成部分。

Application.c

用戶文件

用戶程序文件，通過標準外設(shè)庫提供的接口進行相應(yīng)的外設(shè)配置和功能設(shè)計。

2. 基于CMSIS標準的軟件架構(gòu)

根據(jù)調(diào)查研究，軟件開發(fā)已經(jīng)被嵌入式行業(yè)公認為最主要的開發(fā)成本。對于ARM公司來說，一個ARM內(nèi)核往往會授權(quán)給多個廠家，生產(chǎn)種類繁多的產(chǎn)品，如果沒有一個通用的軟件接口標準，那么當開發(fā)者在使用不同廠家的芯片時將極大的增加了軟件開發(fā)成本，因此，ARM與Atmel、IAR、Keil、hami-nary Micro、Micrium、NXP、SEGGER和ST等諸多芯片和軟件廠商合作，將所有Cortex芯片廠商產(chǎn)品的軟件接口標準化，制定了CMSIS標準。此舉意在降低軟件開發(fā)成本，尤其針對新設(shè)備項目開發(fā)，或者將已有軟件移植到其他芯片廠商提供的基于Cortex處理器的微控制器的情況。有了該標準，芯片廠商就能夠?qū)⑺麄兊馁Y源專注于產(chǎn)品外設(shè)特性的差異化，并且消除對微控制器進行編程時需要維持的不同的、互相不兼容的標準的需求，從而達到降低開發(fā)成本的目的。

如圖 55所示，基于CMSIS標準的軟件架構(gòu)主要分為以下4層：用戶應(yīng)用層、操作系統(tǒng)及中間件接口層、CMSIS層、硬件寄存器層。其中CMSIS層起著承上啟下的作用：一方面該層對硬件寄存器層進行統(tǒng)一實現(xiàn)，屏蔽了不同廠商對Cortex-M系列微處理器核內(nèi)外設(shè)寄存器的不同定義；另一方面又向上層的操作系統(tǒng)及中間件接口層和應(yīng)用層提供接口，簡化了應(yīng)用程序開發(fā)難度，使開發(fā)人員能夠在完全透明的情況下進行應(yīng)用程序開發(fā)。也正是如此，CMSIS層的實現(xiàn)相對復(fù)雜。

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圖 55 CMSIS標準的軟件架構(gòu)

層主要分為以下3 個部分：

(1) 核內(nèi)外設(shè)訪問層（CPAL，Core Peripheral Access Layer）：該層由ARM 負責實現(xiàn)。包括對寄存器名稱、地址的定義，對核寄存器、NVIC、調(diào)試子系統(tǒng)的訪問接口定義以及對特殊用途寄存器的訪問接口（例如：CONTROL，xPSR）定義。由于對特殊寄存器的訪問以內(nèi)聯(lián)方式定義，所以針對不同的編譯器ARM 統(tǒng)一用來屏蔽差異。該層定義的接口函數(shù)均是可重入的。

(2) 片上外設(shè)訪問層（DPAL, Device Peripheral Access Layer）：該層由芯片廠商負責實現(xiàn)。該層的實現(xiàn)與CPAL 類似，負責對硬件寄存器地址以及外設(shè)訪問接口進行定義。該層可調(diào)用CPAL 層提供的接口函數(shù)同時根據(jù)設(shè)備特性對異常向量表進行擴展，以處理相應(yīng)外設(shè)的中斷請求。

(3) 外設(shè)訪問函數(shù)（AFP, Access Functions for Peripherals）：該層也由芯片廠商負責實現(xiàn)，主要是提供訪問片上外設(shè)的訪問函數(shù)，這一部分是可選的。

對一個Cortex-M 微控制系統(tǒng)而言，CMSIS 通過以上三個部分實現(xiàn)了：

l 定義了訪問外設(shè)寄存器和異常向量的通用方法；

l 定義了核內(nèi)外設(shè)的寄存器名稱和核異常向量的名稱；

l 為RTOS 核定義了與設(shè)備獨立的接口，包括Debug 通道。

這樣芯片廠商就能專注于對其產(chǎn)品的外設(shè)特性進行差異化，并且消除他們對微控制器進

行編程時需要維持的不同的、互相不兼容的標準需求，以達到低成本開發(fā)的目的。CMSIS中的具體文件結(jié)構(gòu)如表 56所示。

表 56 CMSIS文件夾結(jié)構(gòu)

CMSIS

Core

Documentation

CMSIS文檔

CM3

Startup

arm

MDK ARM編譯器啟動文件

startup_stm32f10x_hd.s: 大容量產(chǎn)品啟動文件

startup_stm32f10x_md.s: 中容量產(chǎn)品啟動文件

startup_stm32f10x_ld.s: 小容量產(chǎn)品啟動文件

gcc_ride7

GCC編譯器啟動文件

iar

IAR編譯器啟動文件

TrueSTUDIO

TrueSTUDIO編譯器啟動文件

本文件夾包含STMF10xxx CMSIS文件：微控制器外設(shè)訪問層和內(nèi)核設(shè)備訪問層：

core_cm3.h：CMSIS的Cortex-M3內(nèi)核設(shè)備訪問層頭文件

core_cm3.c：CMSIS的Cortex-M3內(nèi)核設(shè)備訪問層源文件

stm32f10x.h：CMSIS的Cortex-M3 STM32f10xxx微控制器外設(shè)訪問層頭文件

system_stm32f10x.h：CMSIS的Cortex-M3 STM32f10xxx微控制器外設(shè)訪問層頭文件

system_stm32f10x.c：CMSIS的Cortex-M3 STM32f10xxx微控制器外設(shè)訪問層源文件

在實際開發(fā)過程中，根據(jù)應(yīng)用程序的需要，可以采取2種方法使用標準外設(shè)庫(StdPeriph_Lib)：

(1) 使用外設(shè)驅(qū)動：這時應(yīng)用程序開發(fā)基于外設(shè)驅(qū)動的API(應(yīng)用編程接口)。用戶只需要配置文件"stm32f10x_conf.h"，并使用相應(yīng)的文件"stm32f10x_ppp.h/.c"即可。

(2) 不使用外設(shè)驅(qū)動：這時應(yīng)用程序開發(fā)基于外設(shè)的寄存器結(jié)構(gòu)和位定義文件。

這兩種方法的優(yōu)缺點在"使用標準外設(shè)庫開發(fā)的優(yōu)勢"小節(jié)中已經(jīng)有了具體的介紹，這里仍要說明的是，使用使用標準外設(shè)庫進行開發(fā)可以極大的減小軟件開發(fā)的工作量，也是目前嵌入式系統(tǒng)開發(fā)的一個趨勢。

標準外設(shè)庫(StdPeriph_Lib)支持STM32F10xxx系列全部成員：大容量，中容量和小容量產(chǎn)品。從表 56中也可以看出，啟動文件已經(jīng)對不同的系列進行了劃分，實際開發(fā)中根據(jù)使用的STM32產(chǎn)品具體型號，用戶可以通過文件"stm32f10x.h"中的預(yù)處理define或者通過開發(fā)環(huán)境中的全局設(shè)置來配置標準外設(shè)庫(StdPeriph_Lib)，一個define對應(yīng)一個產(chǎn)品系列。

下面列出支持的產(chǎn)品系列

STM32F10x_LD：STM32小容量產(chǎn)品

STM32F10x_MD：STM32中容量產(chǎn)品

STM32F10x_HD：STM32大容量產(chǎn)品

在庫文件中這些define的具體作用范圍是：

l 文件"stm3210f.h"中的中斷IRQ定義

l 啟動文件中的向量表，小容量，中容量，大容量產(chǎn)品各有一個啟動文件

l 外設(shè)存儲器映像和寄存器物理地址

l 產(chǎn)品設(shè)置：外部晶振(HSE)的值等

l 系統(tǒng)配置函數(shù)

因此通過宏定義這種方式，可以使標準外設(shè)庫適用于不同系列的產(chǎn)品，同時也方便與不同產(chǎn)品之間的軟件移植，極大的方便了軟件的開發(fā)。

1.1.4 STM32F10XXX標準外設(shè)庫的使用

標準外設(shè)庫中包含了眾多的變量定義和功能函數(shù)，如果不能了解他們的命名規(guī)范和使用規(guī)律將會給編程帶來很大的麻煩，本節(jié)將主要敘述標準外設(shè)庫中的相關(guān)規(guī)范，通過這些規(guī)范的學(xué)習(xí)可以更加靈活的使用固件庫，同時也將極大增強程序的規(guī)范性和易讀性，同時標準外設(shè)庫中的這種規(guī)范也值得我們在進行其他相關(guān)的開發(fā)時使用和借鑒。

1. 縮寫定義

標準外設(shè)庫中的主要外設(shè)均采用了縮寫的形式，通過這些縮寫可以很容易的辨認對應(yīng)的外設(shè)。

縮寫

外設(shè)/單元

ADC

模數(shù)轉(zhuǎn)換器

BKP

備份寄存器

CAN

控制器局域網(wǎng)模塊

CEC

CRC

CRC計算單元

DAC

數(shù)模轉(zhuǎn)換器

DBGMCU

調(diào)試支持

DMA

直接內(nèi)存存取控制器

EXTI

外部中斷事件控制器

FLASH

閃存存儲器

FSMC

靈活的靜態(tài)存儲器控制器

GPIO

通用輸入輸出

I2C

I2C接口

IWDG

獨立看門狗

PWR

電源/功耗控制

RCC

復(fù)位與時鐘控制器

RTC

實時時鐘

SDIO

SDIO接口

SPI

串行外設(shè)接口

TIM

定時器

USART

通用同步/異步收發(fā)器

WWDG

窗口看門狗

2. 命名規(guī)則

標準外設(shè)庫遵從以下命名規(guī)則 PPP表示任一外設(shè)縮寫，例如：ADC。源程序文件和頭文件命名都以"stm32f10x_"作為開頭，例如：stm32f10x_conf.h。常量僅被應(yīng)用于一個文件的，定義于該文件中；被應(yīng)用于多個文件的，在對應(yīng)頭文件中定義。所有常量都由英文字母大寫書寫。寄存器作為常量處理。他們的命名都由英文字母大寫書寫。在大多數(shù)情況下，他們采用與縮寫規(guī)范一致。外設(shè)函數(shù)的命名以該外設(shè)的縮寫加下劃線為開頭。每個單詞的第一個字母都由英文字母大寫書寫，例如：SPI_SendData。在函數(shù)名中，只允許存在一個下劃線，用以分隔外設(shè)縮寫和函數(shù)名的其它部分。對于函數(shù)命名，總的來說有以下規(guī)則：

l 名為PPP_Init的函數(shù)，其功能是根據(jù)PPP_InitTypeDef中指定的參數(shù)，初始化外設(shè)PPP，例如TIM_Init.

l 名為PPP_DeInit的函數(shù)，其功能為復(fù)位外設(shè)PPP的所有寄存器至缺省值，例如TIM_DeInit.

l 名為PPP_Init的函數(shù)，其功能為通過設(shè)置PPP_InitTypeDef 結(jié)構(gòu)中的各種參數(shù)來定義外設(shè)的功能，例如：USART_Init .

l 名為PPP_Cmd的函數(shù)，其功能為使能或者失能外設(shè)PPP，例如： SPI_Cmd.

l 名為PPP_ITConfig的函數(shù)，其功能為使能或者失能來自外設(shè)PPP某中斷源，例如： RCC_ITConfig.

l 名為PPP_DMAConfig的函數(shù)，其功能為使能或者失能外設(shè)PPP的DMA接口，例如：TIM1_DMAConfig.

l 用以配置外設(shè)功能的函數(shù)，總是以字符串"Config"結(jié)尾，例如GPIO_PinRemapConfig.

l 名為PPP_GetFlagStatus的函數(shù)，其功能為檢查外設(shè)PPP某標志位被設(shè)置與否，例如：I2C_GetFlagStatus.

l 名為PPP_ClearFlag的函數(shù)，其功能為清除外設(shè)PPP標志位，例如：I2C_ClearFlag.

l 名為PPP_GetITStatus的函數(shù)，其功能為判斷來自外設(shè)PPP的中斷發(fā)生與否，例如：I2C_GetITStatus.

l 名為PPP_ClearITPendingBit的函數(shù)，其功能為清除外設(shè)PPP中斷待處理標志位，例如： I2C_ClearITPendingBit.

這樣的命名方式非常便于程序的編寫和閱讀，以標準外設(shè)庫中的示例函數(shù)為例，下面摘錄了STM32F10x_StdPeriph_Examples\ADC\3ADCs_DMA\mian.c中的一段程序。

1 DMA_InitType Def DMA_InitStructure;

3 /* DMA1 channel1 configuration ----------------------------------------------*/

5 DMA_DeInit(DMA1_Channel1);

7 DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr = ADC1_DR_Address;

9 DMA_InitStructure.DMA_MemoryBaseAddr = (uint32_t)&ADC1ConvertedValue;

11 DMA_InitStructure.DMA_DIR = DMA_DIR_PeripheralSRC;

13 DMA_InitStructure.DMA_BufferSize = 1;

15 DMA_InitStructure.DMA_PeripheralInc = DMA_PeripheralInc_Disable;

17 DMA_InitStructure.DMA_MemoryInc = DMA_MemoryInc_Disable;

19 DMA_InitStructure.DMA_PeripheralDataSize = DMA_PeripheralDataSize_HalfWord;

21 DMA_InitStructure.DMA_MemoryDataSize = DMA_MemoryDataSize_HalfWord;

23 DMA_InitStructure.DMA_Mode = DMA_Mode_Circular;

25 DMA_InitStructure.DMA_Priority = DMA_Priority_High;

27 DMA_InitStructure.DMA_M2M = DMA_M2M_Disable;

29 DMA_Init(DMA1_Channel1, &DMA_InitStructure);

31 /* Enable DMA1 channel1 */

33 DMA_Cmd(DMA1_Channel1, ENABLE);

這段程序完成了DMA1通道的配置，首先定義了DMA_InitType DMA_InitStructure，接著配置DMA_InitType的各種參數(shù)，各參數(shù)的命名方式也均使用約定的命名方式，從命名就能夠很容易的看出各參數(shù)所指代的具體功能。功能參數(shù)配置完成后，使用DMA_Init(DMA1_Channel1, &DMA_InitStructure);完成相應(yīng)外設(shè)的初始化，最后使用DMA_Cmd(DMA1_Channel1, ENABLE) 使能相應(yīng)外設(shè)。從這個例子就能夠很容易的看出標準外設(shè)庫這種規(guī)范化的命名規(guī)則給編寫和閱讀程序帶來的好處。

3. 變量定義

在早期的版本中有24個變量定義，在Keil的安裝根目錄下，可以找到對應(yīng)的定義，路徑為：Keil\ARM\INC\ST\STM32F10x\stm32f10x_type.h

1 /* Includes ------------------------------------------------------------------*/

3 /* Exported types ------------------------------------------------------------*/

5 typedef signed long s32;

7 typedef signed short s16;

9 typedef signed char s8;

11 typedef signed long const sc32; /* Read Only */

13 typedef signed short const sc16; /* Read Only */

15 typedef signed char const sc8; /* Read Only */

17 typedef volatile signed long vs32;

19 typedef volatile signed short vs16;

21 typedef volatile signed char vs8;

23 typedef volatile signed long const vsc32; /* Read Only */

25 typedef volatile signed short const vsc16; /* Read Only */

27 typedef volatile signed char const vsc8; /* Read Only */

29 typedef unsigned long u32;

31 typedef unsigned short u16;

33 typedef unsigned char u8;

35 typedef unsigned long const uc32; /* Read Only */

37 typedef unsigned short const uc16; /* Read Only */

39 typedef unsigned char const uc8; /* Read Only */

41 typedef volatile unsigned long vu32;

43 typedef volatile unsigned short vu16;

45 typedef volatile unsigned char vu8;

47 typedef volatile unsigned long const vuc32; /* Read Only */

49 typedef volatile unsigned short const vuc16; /* Read Only */

51 typedef volatile unsigned char const vuc8; /* Read Only */

3.0以后的版本中使用了CMSIS數(shù)據(jù)類型，變量的定義有所不同，但是出于兼容舊版本的目的，以上的數(shù)據(jù)類型仍然兼容。CMSIS的IO類型限定詞如表 57所示，CMSIS和STM32固件庫的數(shù)據(jù)類型對比如表 58所示。這些數(shù)據(jù)類型可以在STM32F10x_StdPeriph_Lib_V3.4.0\Libraries\CMSIS\CM3\DeviceSupport\ST\STM32F10x\stm32f10x.h中找到具體的定義，此部分定義如下。

1 /*!< STM32F10x Standard Peripheral Library old types (maintained for legacy purpose) */

3 typedef int32_t s32;

5 typedef int16_t s16;

7 typedef int8_t s8;

9 typedef const int32_t sc32; /*!< Read Only */

11 typedef const int16_t sc16; /*!< Read Only */

13 typedef const int8_t sc8; /*!< Read Only */

15 typedef __IO int32_t vs32;

17 typedef __IO int16_t vs16;

19 typedef __IO int8_t vs8;

21 typedef __I int32_t vsc32; /*!< Read Only */

23 typedef __I int16_t vsc16; /*!< Read Only */

25 typedef __I int8_t vsc8; /*!< Read Only */

27 typedef uint32_t u32;

29 typedef uint16_t u16;

31 typedef uint8_t u8;

33 typedef const uint32_t uc32; /*!< Read Only */

35 typedef const uint16_t uc16; /*!< Read Only */

37 typedef const uint8_t uc8; /*!< Read Only */

39 typedef __IO uint32_t vu32;

41 typedef __IO uint16_t vu16;

43 typedef __IO uint8_t vu8;

45 typedef __I uint32_t vuc32; /*!< Read Only */

47 typedef __I uint16_t vuc16; /*!< Read Only */

49 typedef __I uint8_t vuc8; /*!< Read Only */

表 57 CMSIS IO類型限定詞

IO類限定詞

#define

描述

volatile const

只讀訪問

volatile

只寫訪問

_IO

volatile

讀和寫訪問

表 58 固件庫與CMSIS數(shù)據(jù)類型對比

固件庫類型

CMSIS類型

描述

s32

int32_t

易揮發(fā)只讀有符號32位數(shù)據(jù)

s16

int16_t

易揮發(fā)只讀有符號16位數(shù)據(jù)

int8_t

易揮發(fā)只讀有符號8位數(shù)據(jù)

sc32

const int32_t

只讀有符號32位數(shù)據(jù)

sc16

const int16_t

只讀有符號16位數(shù)據(jù)

sc8

const int8_t

只讀有符號8位數(shù)據(jù)

vs32

_IO int32_t

易揮發(fā)讀寫訪問有符號32位數(shù)據(jù)

vs16

_IO int16_t

易揮發(fā)讀寫訪問有符號16位數(shù)據(jù)

vs8

_IO int8_t

易揮發(fā)讀寫訪問有符號8位數(shù)據(jù)

vsc32

_I int32_t

易揮發(fā)只讀有符號32位數(shù)據(jù)

vsc16

_I int16_t

易揮發(fā)只讀有符號16位數(shù)據(jù)

vsc8

_I int8_t

易揮發(fā)只讀有符號8位數(shù)據(jù)

u32

uint32_t

無符號32位數(shù)據(jù)

u16

uint16_t

無符號16位數(shù)據(jù)

uint8_t

無符號8位數(shù)據(jù)

uc32

const uint32_t

只讀無符號32位數(shù)據(jù)

uc16

const uint16_t

只讀無符號16位數(shù)據(jù)

uc8

const uint8_t

只讀無符號8位數(shù)據(jù)

vu32

_IO uint32_t

易揮發(fā)讀寫訪問無符號32位數(shù)據(jù)

vu16

_IO uint16_t

易揮發(fā)讀寫訪問無符號16位數(shù)據(jù)

vu8

_IO uint8_t

易揮發(fā)讀寫訪問無符號8位數(shù)據(jù)

vuc32

_I uint32_t

易揮發(fā)只讀無符號32位數(shù)據(jù)

vuc16

_I uint16_t

易揮發(fā)只讀無符號16位數(shù)據(jù)

vuc8

_I uint8_t

易揮發(fā)只讀無符號8位數(shù)據(jù)

stm32f10x.h文件中還包含了常用的布爾形變量定義，如：

1 typedef enum {RESET = 0, SET = !RESET} FlagStatus, ITStatus;

3 typedef enum {DISABLE = 0, ENABLE = !DISABLE} FunctionalState;

5 #define IS_FUNCTIONAL_STATE(STATE) (((STATE) == DISABLE) || ((STATE) == ENABLE))

7 typedef enum {ERROR = 0, SUCCESS = !ERROR} ErrorStatus;

不同版本的標準外設(shè)庫的變量定義略有不同，如3.4版本中就沒有之前版本的TRUE和FALSE的定義，用戶也可以根據(jù)自己的需求按照上面的格式定義自己的布爾形變量。在使用標準外設(shè)庫進行開發(fā)遇到相關(guān)的定義問題時應(yīng)首先找到對應(yīng)的頭文件定義。

4. 使用步驟

前面幾個小節(jié)已經(jīng)詳細介紹了標準外設(shè)庫的組成結(jié)構(gòu)以及部分主要文件的功能描述，那么如果在開發(fā)中使用標準外設(shè)庫需要哪些描述呢？下面就進行簡要的介紹，這兒介紹的使用方法是與開發(fā)環(huán)境無關(guān)的，在不同的開發(fā)環(huán)境中可能在操作方式上略有不同，但是總體的流程都是一樣的，下一小節(jié)將介紹在MDK ARM開發(fā)環(huán)境下使用標準外設(shè)庫的詳細過程。

首先新建一個項目并設(shè)置工具鏈對應(yīng)的啟動文件，可以使用標準外設(shè)庫中提供的模板，也可以自己根據(jù)自己的需求新建。標準外設(shè)庫中已經(jīng)提供了不同工具鏈對應(yīng)的文件，位于STM32F10x_StdPeriph_Lib_V3.4.0\Libraries\CMSIS\CM3\DeviceSupport\ST\STM32F10x\startup目錄下。

其次按照使用產(chǎn)品的具體型號選擇具體的啟動文件，加入工程。文件主要按照使用產(chǎn)品的容量進行區(qū)分，根據(jù)產(chǎn)品容量進行選擇即可。每個文件的具體含義可以在"stm32f10x.h"文件中找到對應(yīng)的說明，摘錄如下：

1 #if !defined (STM32F10X_LD) && !defined (STM32F10X_LD_VL) && !defined (STM32F10X_MD) && !defined (STM32F10X_MD_VL) && !defined (STM32F10X_HD) && !defined (STM32F10X_HD_VL) && !defined (STM32F10X_XL) && !defined (STM32F10X_CL)

3 /* #define STM32F10X_LD */ /*!< STM32F10X_LD: STM32 Low density devices */

5 /* #define STM32F10X_LD_VL */ /*!< STM32F10X_LD_VL: STM32 Low density Value Line devices */

7 /* #define STM32F10X_MD */ /*!< STM32F10X_MD: STM32 Medium density devices */

9 /* #define STM32F10X_MD_VL */ /*!< STM32F10X_MD_VL: STM32 Medium density Value Line devices */ /* #define STM32F10X_HD */ /*!< STM32F10X_HD: STM32 High density devices */

11 /* #define STM32F10X_HD_VL */ /*!< STM32F10X_HD_VL: STM32 High density value line devices */

13 /* #define STM32F10X_XL */ /*!< STM32F10X_XL: STM32 XL-density devices */

15 /* #define STM32F10X_CL */ /*!< STM32F10X_CL: STM32 Connectivity line devices */

17 #endif

19 /* Tip: To avoid modifying this file each time you need to switch between these

21 devices, you can define the device in your toolchain compiler preprocessor.

23 - Low-density devices are STM32F101xx, STM32F102xx and STM32F103xx microcontrollers

25 where the Flash memory density ranges between 16 and 32 Kbytes.

27 - Low-density value line devices are STM32F100xx microcontrollers where the Flash

29 memory density ranges between 16 and 32 Kbytes.

31 - Medium-density devices are STM32F101xx, STM32F102xx and STM32F103xx microcontrollers

33 where the Flash memory density ranges between 64 and 128 Kbytes.

35 - Medium-density value line devices are STM32F100xx microcontrollers where the

37 Flash memory density ranges between 64 and 128 Kbytes.

39 - High-density devices are STM32F101xx and STM32F103xx microcontrollers where

41 the Flash memory density ranges between 256 and 512 Kbytes.

43 - High-density value line devices are STM32F100xx microcontrollers where the

45 Flash memory density ranges between 256 and 512 Kbytes.

47 - XL-density devices are STM32F101xx and STM32F103xx microcontrollers where

49 the Flash memory density ranges between 512 and 1024 Kbytes.

51 - Connectivity line devices are STM32F105xx and STM32F107xx microcontrollers.

53 */

"stm32f10x.h"是整個標準外設(shè)庫的入口文件，這個文件包含了STM32F10x全系列所有外設(shè)寄存器的定義（寄存器的基地址和布局）、位定義、中斷向量表、存儲空間的地址映射等。為了是這個文件適用于不同系列的產(chǎn)品，程序中是通過宏定義來實現(xiàn)不同產(chǎn)品的匹配的，上面這段程序的注釋中已經(jīng)詳細給出了每個啟動文件所對應(yīng)的產(chǎn)品系列，與之對應(yīng)，也要相應(yīng)的修改這個入口文件，需要根據(jù)所使用的產(chǎn)品系列正確的注釋/去掉相應(yīng)的注釋define。在這段程序的下方同樣有這樣的一個注釋程序/*#define USE_STDPERIPH_DRIVER*/ 用于選擇是否使用標準外設(shè)庫，如果保留這個注釋，則用戶開發(fā)程序可以基于直接訪問"stm32f10x.h"中定義的外設(shè)寄存器，所有的操作均基于寄存器完成，目前不使用固件庫的單片機開發(fā)，如51、AVR、MSP430等其實都是采用此種方式，通過在對應(yīng)型號的頭文件中進行外設(shè)寄存器等方面的定義，從而在程序中對相應(yīng)的寄存器操作完成相應(yīng)的功能設(shè)計。

如果去掉/*#define USE_STDPERIPH_DRIVER*/的注釋，則是使用標準外設(shè)庫進行開發(fā)，用戶需要使用在文件"stm32f10x_conf.h"中，選擇要用的外設(shè)，外設(shè)同樣是通過注釋/去掉注釋的方式來選擇。示例程序如下：

1 /* Uncomment the line below to enable peripheral header file inclusion */

3 #include "stm32f10x_adc.h"

5 /* #include "stm32f10x_bkp.h" */

7 /* #include "stm32f10x_can.h" */

9 /* #include "stm32f10x_cec.h" */

11 /* #include "stm32f10x_crc.h" */

13 /* #include "stm32f10x_dac.h" */

15 /* #include "stm32f10x_dbgmcu.h" */

17 #include "stm32f10x_dma.h"

19 /* #include "stm32f10x_exti.h" */

21 /* #include "stm32f10x_flash.h" */

23 /* #include "stm32f10x_fsmc.h" */

25 #include "stm32f10x_gpio.h"

27 /* #include "stm32f10x_i2c.h" */

29 /* #include "stm32f10x_iwdg.h" */

31 /* #include "stm32f10x_pwr.h" */

33 #include "stm32f10x_rcc.h"

35 /* #include "stm32f10x_rtc.h" */

37 /* #include "stm32f10x_sdio.h" */

39 /* #include "stm32f10x_spi.h" */

41 /* #include "stm32f10x_tim.h" */

43 /* #include "stm32f10x_usart.h" */

45 /* #include "stm32f10x_wwdg.h" */

47 #include "misc.h" /* High level functions for NVIC and SysTick (add-on to CMSIS functions) */

上面一段程序來自于例程中的AD采集程序，程序使用了AD和DMA，因此去掉相應(yīng)的注釋，同時幾乎所有的應(yīng)用都需要使用復(fù)位與時鐘以及通用I/O，因此這兩項是必須的，

而多數(shù)程序同樣要使用NVIC中斷IRQ設(shè)置和SysTick時鐘源設(shè)置，那么 "misc.h"這一項也是必須的。

上面已經(jīng)針對具體的產(chǎn)品信號和程序功能進行了針對性的配置，接下來需要配置系統(tǒng)所使用的時鐘，系統(tǒng)時鐘在"system_stm32f10x.c"同樣通過注釋的方式來配置，程序如下：

#if defined (STM32F10X_LD_VL) || (defined STM32F10X_MD_VL) || (defined STM32F10X_HD_VL)

/* #define SYSCLK_FREQ_HSE HSE_VALUE */

#define SYSCLK_FREQ_24MHz 24000000

#else

/* #define SYSCLK_FREQ_HSE HSE_VALUE */

/* #define SYSCLK_FREQ_24MHz 24000000 */

/* #define SYSCLK_FREQ_36MHz 36000000 */

/* #define SYSCLK_FREQ_48MHz 48000000 */

/* #define SYSCLK_FREQ_56MHz 56000000 */

#define SYSCLK_FREQ_72MHz 72000000

#endif

如果這兒沒有明確的定義那么HSI時鐘將會作為系統(tǒng)時鐘。

至此，已經(jīng)配置了系統(tǒng)的主要外部參數(shù)，這些參數(shù)主要是通過更改相關(guān)的宏定義來實現(xiàn)的，有些開發(fā)環(huán)境，例如Keil支持在軟件設(shè)置中加入全局宏定義，因此像芯片系列定義，是否使用固件庫定義等也可以通過軟件添加來實現(xiàn)。

完成了主要參數(shù)配置以后就可以進行程序的開發(fā)了，標準外設(shè)庫開發(fā)就可以使用標準外設(shè)庫中提供的方便的API函數(shù)進行相應(yīng)的功能設(shè)計了。在4.2.2小節(jié)中已經(jīng)介紹了基于標準外設(shè)庫開發(fā)的優(yōu)勢，配置完成后，程序中仍然可以直接更改相應(yīng)寄存器的配置，通過對寄存器的操作可以提高程序的效率，因此可以使用標準外設(shè)庫和寄存器操作兩種相結(jié)合的方式。

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（一）STM32固件庫詳解（轉(zhuǎn)載） - 全文

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