STM32固件庫(kù)詳解(轉(zhuǎn))

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最近考試較多，教材編寫暫停了一下，之前寫了很多，只是每一章都感覺(jué)不是特別完整，最近把其中的部分內(nèi)容貼出來(lái)一下，歡迎指正。本文內(nèi)容基于我對(duì)固件庫(kù)的理解，按照便于理解的順序進(jìn)行整理介紹，部分參考了固件庫(kù)的說(shuō)明，但是也基本上重新表述并按照我理解的順序進(jìn)行重新編寫。我的目的很簡(jiǎn)單，很多人寫教程只是告訴你怎么做，不會(huì)告訴你為什么這么做，我就盡量吧前因后果都說(shuō)清楚，這是我的出發(fā)點(diǎn)，水平所限，難免有很大的局限性，具體不足歡迎指正。 1.1 基于標(biāo)準(zhǔn)外設(shè)庫(kù)的軟件開發(fā) 1.1.1 STM32標(biāo)準(zhǔn)外設(shè)庫(kù)概述

STM32標(biāo)準(zhǔn)外設(shè)庫(kù)之前的版本也稱固件函數(shù)庫(kù)或簡(jiǎn)稱固件庫(kù)，是一個(gè)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(kù)還包括每一個(gè)外設(shè)的驅(qū)動(dòng)描述和應(yīng)用實(shí)例，為開發(fā)者訪問(wèn)底層硬件提供了一個(gè)中間API，通過(guò)使用固件函數(shù)庫(kù)，無(wú)需深入掌握底層硬件細(xì)節(jié)，開發(fā)者就可以輕松應(yīng)用每一個(gè)外設(shè)。因此，使用固態(tài)函數(shù)庫(kù)可以大大減少用戶的程序編寫時(shí)間，進(jìn)而降低開發(fā)成本。每個(gè)外設(shè)驅(qū)動(dòng)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(gè)器件的開發(fā)都由一個(gè)通用API (application programming interface 應(yīng)用編程界面)驅(qū)動(dòng)，API對(duì)該驅(qū)動(dòng)程序的結(jié)構(gòu)，函數(shù)和參數(shù)名稱都進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)化。

ST公司2007年10月發(fā)布了V1.0版本的固件庫(kù)，MDK ARM3.22之前的版本均支持該庫(kù)。2008年6月發(fā)布了V2.0版的固件庫(kù)，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(kù)。V3.0以后的版本相對(duì)之前的版本改動(dòng)較大，本書使用目前較新的V3.4版本。

1.1.2 使用標(biāo)準(zhǔn)外設(shè)庫(kù)開發(fā)的優(yōu)勢(shì)

簡(jiǎn)單的說(shuō)，使用標(biāo)準(zhǔn)外設(shè)庫(kù)進(jìn)行開發(fā)最大的優(yōu)勢(shì)就在于可以使開發(fā)者不用深入了解底層硬件細(xì)節(jié)就可以靈活規(guī)范的使用每一個(gè)外設(shè)。標(biāo)準(zhǔn)外設(shè)庫(kù)覆蓋了從GPIO到定時(shí)器，再到CAN、I2C、SPI、UART和ADC等等的所有標(biāo)準(zhǔn)外設(shè)。對(duì)應(yīng)的C源代碼只是用了最基本的C編程的知識(shí)，所有代碼經(jīng)過(guò)嚴(yán)格測(cè)試，易于理解和使用，并且配有完整的文檔，非常方便進(jìn)行二次開發(fā)和應(yīng)用。

1.1.3 STM32F10XXX標(biāo)準(zhǔn)外設(shè)庫(kù)結(jié)構(gòu)與文件描述 1. 標(biāo)準(zhǔn)外設(shè)庫(kù)的文件結(jié)構(gòu)

在上一小節(jié)中已經(jīng)介紹了使用標(biāo)準(zhǔn)外設(shè)庫(kù)的開發(fā)的優(yōu)勢(shì)，因此對(duì)標(biāo)準(zhǔn)外設(shè)庫(kù)的熟悉程度直接影響到程序的編寫，下面讓我們來(lái)認(rèn)識(shí)一下STM32F10XXX的標(biāo)準(zhǔn)外設(shè)庫(kù)。STM32F10XXX的標(biāo)準(zhǔn)外設(shè)庫(kù)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(biāo)準(zhǔn)外設(shè)庫(kù)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(biāo)準(zhǔn)外設(shè)庫(kù)的結(jié)構(gòu)。

可以從ST的官方網(wǎng)站下載到各種版本的標(biāo)準(zhǔn)外設(shè)庫(kù)，首先看一下3.4版本標(biāo)準(zhǔn)外設(shè)庫(kù)的文件結(jié)構(gòu)，如圖 5?3所示。3.0以上版本的文件結(jié)構(gòu)大致相同，每個(gè)版本可能略有調(diào)整。

圖 5?3 STM32F10XXX V3.4標(biāo)準(zhǔn)外設(shè)庫(kù)文件結(jié)構(gòu)

表 5?4中介紹了每個(gè)文件夾所包含的主要內(nèi)容。

表 5?4 STM32F10XXX V3.4標(biāo)準(zhǔn)外設(shè)庫(kù)文件夾描述

STM32F10x_StdPeriph_Lib_V3.4.0

 

_htmresc

 

本文件夾包含了所有的html頁(yè)面資源

 

Libraries

 

CMSIS

 

見表 5?6

 

STM32F10x_StdPeriph_Driver

 

inc

 

標(biāo)準(zhǔn)外設(shè)庫(kù)驅(qū)動(dòng)頭文件

 

src

 

標(biāo)準(zhǔn)外設(shè)庫(kù)驅(qū)動(dòng)源文件

 

Project

 

Examples

 

標(biāo)準(zhǔn)外設(shè)庫(kù)驅(qū)動(dòng)的完整例程

 

Template

 

MDK-ARM

 

KEIL RVMDK的項(xiàng)目模板示例

 

RIDE

 

Raisonance RIDE的項(xiàng)目模板示例

 

EWARM

 

IAR EWARM的項(xiàng)目模板示例

 

Utilities

 

STM3210-EVAL

 

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

 

標(biāo)準(zhǔn)外設(shè)庫(kù)的第一部分是CMSIS 和STM32F10x_StdPeriph_Driver，CMSIS 是獨(dú)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(jiǎn)單的處理器軟件接口，簡(jiǎn)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(shí)間。STM32F10x_StdPeriph_Driver則包括了分別對(duì)應(yīng)包括了所有外設(shè)對(duì)應(yīng)驅(qū)動(dòng)函數(shù)，這些驅(qū)動(dòng)函數(shù)均使用C語(yǔ)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(xiàng)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(píng)估板的示例程序和驅(qū)動(dòng)函數(shù)，供使用官方評(píng)估板的開發(fā)者使用，很多驅(qū)動(dòng)函數(shù)同樣可以作為學(xué)習(xí)的重要參考。

STM32F10xxx標(biāo)準(zhǔn)外設(shè)庫(kù)體系結(jié)構(gòu)如圖 5?4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(shuō)明如表 5?5所示。

圖 5?4 STM32F10xxx標(biāo)準(zhǔn)外設(shè)庫(kù)體系結(jié)構(gòu)

表 5?5 文件功能說(shuō)明

文件名

 

功能描述

 

具體功能說(shuō)明

 

core_cm3.h

core_cm3.c

 

Cortex-M3內(nèi)核及其設(shè)備文件

 

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

訪問(wèn)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