准备工作

1. 下载相关 STM32Cube 官方固件包 (F1/F4/F7/H7), ST 官网搜索 STM32Cube
2. 搭建开发环境

新建寄存器版本 MDK 工程步骤

1. 新建工程文件夹
2. 新建一个工程框架
3. 添加文件
4. 魔术棒设置
5. 添加 main.c, 并编写代码

新建工程文件夹

在桌面新建一个工程根目录文件夹, 并在该文件夹里新建 D/M/O/P/U 文件夹.

文件名称	作用
Drivers	存放与硬件相关的驱动层文件
Middlewares	存放正点原子提供的中间层组文件和第三方中间层文件
Output	存放工程编译输出文件
Projects	存放 MDK 工程文件
User	存放 HAL 库用户配置文件, main.c, 中断处理文件, 以及分散加载文件

Drivers 文件夹

文件夹名称	作用
BSP	存放开发板板级支持包驱动代码, 如各种外设驱动
CMSIS	存放 CMSIS 底层代码, 如启动文件 (.s 文件) 等
SYSTEM	存放正点原子系统核心驱动代码, 如 sys.c, delay.c 和 usart.c 等

Middlewares 文件夹:
该文件夹用来存放中间层代码 (组件 / Lib 等). 比如: USMART, MALLOC, TEXT, FATFS, USB, LWIP, 各种 OS, 各种 GUI 等.

Output 文件夹:
该文件夹用于存放编译工程输出的中间文件, 比如: .hex, .bin, .o 文件等.

Projects 文件夹:
该文件夹用于存放编译器 (MDK, IAR 等) 工程文件, 我们主要用 MDK, 为了方便区分, 我们在该文件夹下新建: MDK-ARM 文件夹, 用于存放 MDK 的工程文件.

User 文件夹:
该文件夹用于存放用户编写的代码, 如: main.c 等.

添加文件

添加文件步骤:

1. 设置工程名和分组名
2. 添加启动文件
3. 添加 SYSTEM 源码

工程名: Template
分组名: Startup, User, Drivers/SYSTEM, Readme

魔术棒设置

魔术棒设置:

1. Target 选项卡: 设置使用的编译器版本, 外部晶振频率
2. Output 选项卡: 设置 Objects 输出文件 , 生成 .hex 文件, 输出浏览信息
3. Listing 选项卡: 设置 Listing 输出文件夹
4. C/C++ 选项卡: 设置全局宏定义, 优化等级, C99 Mode, 设置头文件包含路径
5. Debug 选项卡: 设置使用的仿真器类型, 选择的下载接口等
6. Utilities 选项卡: 设置下载功能, 下载算法, 下载算法起始地址和大小等
7. Linker 选项卡 (可选): 添加分散加载文件 (北极星 / MiniPro H750)

AC5 和 AC6 编译器对比

对比项	AC5	AC6	说明
中文支持	较好	较差	AC6 对中文支持极差, goto definition 无法使用, 误报等
代码兼容性	较好	交差	AC6 对某些代码优化可能导致运行异常, 需慢慢调试
编译速度	较慢	较快	AC6 编译速度比 AC5 快
语法检查	一般	严格	AC6 语法检查非常严格, 代码严谨性较好

绝对路径和相对路径对比

绝对路径是指目录下的绝对位置, 直接到达目标位置, 通常是从盘符开始的路径. 相对路径就是指由某个文件所在的路径引起的跟其它文件 (或文件夹)的路径关系.

对于相对路径, 大家记住 3 点:

1. 默认路径就是指 MDK 工程所在路径, 即 .uvprojx 文件所在路径 (文件夹)
2. ./表示当前目录 (相对当前路径, 也可以写做.\)
3. ../表示当前目录的上一层目录 (也可以写做..\)

测试程序

#include "./SYSTEM/sys/sys.h"
#include "./SYSTEM/usart/usart.h"
#include "./SYSTEM/delay/delay.h"int main(void)
{uint8_t t = 0;sys_stm32_clock_init(9);    /* 设置时钟, 72Mhz */delay_init(72);             /* 延时初始化 */usart_init(72, 115200);     /* 串口初始化 */while (1){printf("t:%d\r\n", t);delay_ms(500);t++;}
}

编译:

assembling startup_stm32f103xe.s...
compiling delay.c...
compiling usart.c...
compiling sys.c...
linking...
Program Size: Code=1924 RO-data=336 RW-data=4 ZI-data=1412  
FromELF: creating hex file...
"..\..\Output\atk_f103.axf" - 0 Error(s), 0 Warning(s).
Build Time Elapsed:  00:00:01

新建 HAL 库版本 MDK 工程

CMSIS

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

HAL 库简介

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: Lower Layer

对比:

• 直接操作寄存器: 执行效率高, 时间成本高
• 标准库: F0/F1/F2/F3/F4/L1, 目前已停止维护
• HAL 库: 全系列兼容, ST 目前主推的库, 兼容性, 易移植性
• LL 库: 全系列兼容, 与 HAL 库绑发布, 轻量级, 效率高, 不匹配部分复杂外设

Drivers

文件夹名称	作用
BSP	板级支持包, 用于适配 ST 官方的开发板 (可参考)
CMSIS	符合 CMSIS 的组件, 包括: DSP 库, Cortex-M 内核及其设备文件, 微控制专用头文件, 启动文件, 专用系统文件等
STM32F1xx_HAL_Driver	HAL 库外设驱动源码, 包括 F1 系列 HAL 库源文件和头文件

Middlewares

文件夹名称	文件	作用
ST	STemWin	StemWin 工具包
ST	STM32_USB_Device_Library	USB 从机设备支持包
ST	STM32_USB_Host_Library	USB 主设备支持包
Third_Party	FatFs	FAT 文件系统支持包
Third_Party	FreeRTOS	FreeRTOS 实时系统支持包
Third_Party	LwIP	LwIP 网络通信协议支持包

Device 和 Include

文件名称	描述
stm32f1xx.h	是所有 F1 系列的顶层头文件, 通过条件编译来包含某个芯片的头文件, 定义通用的枚举类型, 定义通用的宏定义
stm32f103xe.h	包含: 中断编号定义, 外设寄存器结构体类型定义, 寄存器映射, 寄存器位定义, 外设判定
system_stm32f1xx.c system_stm32f1xx.h	定义了系统初始化函数 Systemlnit 和系统时钟更新函数 SystemCoreClockUpdate
startup_stm32f103xe.s	大容量 F103 系芯片的启动文件

HAL 库文件介绍

文件	描述
stm32f1xx_hal.c stm32f1xx_hal.h	HAL 库初始化, 系统滴答, HAL 库延时等相关函数
stm32f1xx_hal_conf.h	HAL 库的用户配置文件, 系统滴答, HAL 库延时等相关函数
stm32hxx_hal_def.h	包含 HAL 库通用的枚举类型数据和宏定义
stm32fxx_hal_cortex.h	内核通用函数定义和声明, 如 NVIC, MPU, 系统软复位, Systick 等, 其实主要是对 core_cm3.h 文件的相关函数再次封装
stm32f1xx_hal_ppp.c stm32f1xx_hal_ppp.h	某任意外设驱动源码, PPP 表示任意外设
stm32f1xx_hal_ppp_ex.c stm32f1xx_hal_ppp_ex.h	主要是存放外设的扩展 (特殊) 功能的驱动源码, PPP 表示任意外设
stm32f1xx_ll_ppp.c stm32f1xx_ll_ppp.h	LL 库驱动源码, 在部分 STM32F1xx_hal_ppp.c 或 stm32f1xx_hal_ppp_ex.c 中会被调用

HAL 库 API 函数和比那辆命名规则

文件名	stm32f1xx_hal_ppp.(c/h)	stm32发xx_hal_ppp_ex.(c/h)
函数名	HAL_PPP_Function	HAL_PPPx_Function
外设句柄	PPP_HandleTypeDef	无
外设工作参数 初始化结构体	PPP_InitTypeDef	PPP_InitTypeDef
配置参数结构体	PPP_YyyyConfTypeDef	PPP_YyyyConfTypeDef

• 初始化 / 反初始化函数: HAL_PPP_Init(), HAP_PPP_DeInit()
• 外设读写函数: HAL_PPP_Read(), HAL_PPP_Write(), 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__,__INTERRUPT__)	获取外设的状态标记
__HAL__PPP_CLEAR_FLAG(__HANDLE__,__FLAG__)	获取外设的状态标记
__HAL_PPP_ENABLE(__HANDLE__)	开启某一外设
__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() / _DeInit()	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 中断发生的错误, 用于发生错误处理

HAL 库使用注意事项

1. 使用 HAL 库出现问题, 还是得通过参考手册检查硬件操作是否有问题
2. 尽量不通过修改库源码实现功能, 这样不方便库更新
3. HAL 库可能会存在错误, 要有质疑精神
4. 有些 HAL 库 API 函数执行效率偏低, 我们可能会直接通过操作寄存器的方式代替

新建 HAL 库版本 MDK 工程步骤

出处: 笔记摘自正点原子