stm32標準外設庫使用詳解

     stm32標準外設庫是stm32全系列芯片的外設驅動，有了它可以大大加速我們開發stm32。
    首先從st公司的網站下載最新的stm32標準外設庫，寫本文時最新的版本是V3.5.0。

    解壓該zip文件，得到如下文件夾和文件
STM32F10x_StdPeriph_Lib_V3.5.0\
   _htmresc
   Libraries
   Project
   Utilities
   Release_Notes.html
   stm32f10x_stdperiph_lib_um.chm

    其中Libraries包含庫的源代碼，Project包含stm32各個外設的使用範例和一個工程模板，Utilities是使用st公司評估板的例子，stm32f10x_stdperiph_lib_um.chm教我們怎麼用標準外設庫。

工程目錄結構
    既然準備使用32位單片機，應該是個不小項目，因此工程目錄也應該做個規劃。這裏我推薦一下我所使用的目錄結構。假設工程名字叫template，建一個名爲template的文件夾，該目錄下有個3個固定文件夾doc，src，include，doc用來存放工程相關的資料文件，src放源代碼，在src下每個功能模塊一個文件夾，include放各個模塊都要使用的公共頭文件。output放編譯輸出文件，內含兩個子文件夾obj和list。

template\
   doc
   src
   include
   output\obj
             \list
      
整理庫代碼
    由於Libraries下的CMSIS文件夾中很多代碼是和編譯器及芯片相關的，導致文件夾多且深度大，不利於工程維護，實際上一個項目往往是用固定的編譯器和芯片，因此有必要對庫進行整理。
    在src下建立libstm32目錄
    1. 把Libraries\STM32F10x_StdPeriph_Driver\下的內容拷貝到libstm32目錄下
    2. 在libstm32目錄下建立cmsis文件夾，把Libraries\CMSIS\CM3\CoreSupport\下的core_cm3.c，core_cm3.h；Libraries\CMSIS\CM3\DeviceSupport\ST\STM32F10x\下的stm32f10x.h，system_stm32f10x.c，system_stm32f10x.h拷貝到cmsis文件夾中。
    3. 根據你所選的芯片類型將Libraries\CMSIS\CM3\DeviceSupport\ST\STM32F10x\startup\arm\下對應的啓動文件拷貝到cmsis文件夾中。這裏我拷貝的是startup_stm32f10x_hd.s（大容量型stm32芯片的啓動文件）。

   下面對該庫文件做個簡單介紹：
    Libraries\STM32F10x_StdPeriph_Driver\下的內容很好理解就是stm32的各個外設模塊驅動代碼。
    misc.h和misc.c是和CM3內核有關的NVIC和SysTick的驅動代碼。   
    Libraries\CMSIS下是什麼呢？cmsis英文全稱:Cortex Microcontroller Software Interface Standard，是Cortex系列處理器硬件抽象層，可以理解爲cortex內核的軟件接口。
    core_cm3.c, core_cm3.h
    它們的目錄名爲CoreSupport，說明這兩個文件是CM3內核支撐文件，其他使用CM3內核的芯片也可以用，不一定是stm32。這兩個文件用來獲取設置CM3內核，配置一些內核寄存器。
    stm32f10x.h, system_stm32f10x.c, system_stm32f10x.h和startup_stm32f10x_hd.s在DeviceSupport目錄下，說明這幾個文件是和具體的芯片有關的，也就是stm32芯片的支撐文件。其中stm32f10x.h是標準外設庫的入口，使用標準外設庫的代碼中必須包含該頭文件。system_stm32f10x.c, system_stm32f10x.h這兩個文件提供函數用來初始化stm32芯片，配置PLL、系統時鐘和內置flash接口。startup_stm32f10x_hd.s是大容量型stm32芯片的啓動文件。
    
建立工程   
    使用keil MDK（我使用4.12版）在template目錄下建立工程，工程名爲template。選一個stm32系列的芯片，哪一個都無所謂（我選的是STM32F101RC，因爲我的板子就是用這個芯片），接下來要注意的是當彈出是否拷貝啓動代碼到工程文件夾時要選No，因爲標準外設庫裏已經有啓動代碼了。
    將UV4中project window裏的頂層目錄名改爲template，並將第一個group名改爲libstm32。把libstm32目錄下所有.c和.s文件加載到工程裏的libstm32。
    在src下建立一個init目錄用來放置系統初始化代碼。把Project\STM32F10x_StdPeriph_Template\下的stm32f10x_it.c拷貝到init文件夾中，stm32f10x_it.h，stm32f10x_conf.h拷貝到include文件夾中。
    stm32f10x_it.c，stm32f10x_it.h是中斷服務程序文件。stm32f10x_conf.h是標準外設庫的配置文件，對於工程中不需要的外設，可以註釋掉裏面的包含的頭文件。這裏我建議先僅留下stm32f10x_gpio.h，stm32f10x_rcc.h，misc.h，用到什麼再打開什麼，這樣編譯起來快一點，當然也可都留着。

使用stm32標準外設庫
    事實上，stm32標準外設庫的使用在stm32f10x_stdperiph_lib_um.chm中的How to use the Library一節中已有說明，下面我把其中的步驟羅列一下：
1. 根據所選芯片，把Libraries\CMSIS\CM3\DeviceSupport\ST\STM32F10x\startup\arm中的啓動代碼加到工程中，這一步在上面已經做過了。
2. 在stm32f10x.h的66-73行，根據所選芯片類型，去掉相應註釋，這裏我去掉STM32F10X_HD行的註釋（大容量型stm32芯片）。
3. 去掉105行的USE_STDPERIPH_DRIVER註釋，啓用stm32標準外設庫。
4. 在system_stm32f10x.c的110-115行，根據所選芯片主頻，去掉相應註釋，默認SYSCLK_FREQ_72MHz註釋已去掉，如果你的芯片主頻是72MHz，就不用做修改了，這裏我的芯片是36MHz，註釋SYSCLK_FREQ_72MHz，去掉SYSCLK_FREQ_36MHz註釋。

跑馬燈程序
   現在可以使用stm32標準外設庫了，下面以一個簡單的跑馬燈程序說明。

在init目錄下建立main.c作爲系統入口。

在src下建立一個bsp目錄用來放置板級支持代碼，建立led.c，led.h。

代碼如下：
led.h

<span style="font-size:18px;">#ifndef _LED_H_
#define _LED_H_

#include <stdint.h>

#define LED_0     0
#define LED_1     1
#define LED_2     2

void led_init(void);
void led_on(uint32_t n);
void led_off(uint32_t n);

#endif

</span>

 

led.c

<span style="font-size:18px;">#include "stm32f10x.h"
#include "led.h"

void led_init(void)
{
 GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

 RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOC, ENABLE);
 GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6 | GPIO_Pin_7 | GPIO_Pin_8;
 GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;
 GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_2MHz;
 GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStructure);
}

void led_on(uint32_t n)
{
 switch (n)
 {
  case LED_0:
   GPIO_SetBits(GPIOC, GPIO_Pin_6);
   break;
  case LED_1:
   GPIO_SetBits(GPIOC, GPIO_Pin_7);
   break;
  case LED_2:
   GPIO_SetBits(GPIOC, GPIO_Pin_8);
   break;
  default:
   break;
 }
}

void led_off(uint32_t n)
{
 switch (n)
 {
  case LED_0:
   GPIO_ResetBits(GPIOC, GPIO_Pin_6);
   break;
  case LED_1:
   GPIO_ResetBits(GPIOC, GPIO_Pin_7);
   break;
  case LED_2:
   GPIO_ResetBits(GPIOC, GPIO_Pin_8);
   break;
  default:
   break;
 }
}</span>

 

根據不同的板子需要對該代碼中的管腳進行修改，但結構是一樣的。

main.c

<span style="font-size:18px;">#include "led.h"

static void delay(uint32_t ms)
{
 uint32_t count = 8000;
 while (ms--)
 {
  while (count--);
  count = 8000;
 }
}

int main(void)
{
 led_init();

 for (;;)
 {
  led_on(LED_0);
  led_off(LED_1);
  led_off(LED_2);
  delay(1000);

  led_off(LED_0);
  led_on(LED_1);
  led_off(LED_2);
  delay(1000);

  led_off(LED_0);
  led_off(LED_1);
  led_on(LED_2);
  delay(1000);
 }
}
</span>

 

    在project中建立init，bsp組，並將各種代碼加入。在工程的Options中，c/c++選項卡的Include Paths中添加.\include;.\src\libstm32\cmsis;.\src\libstm32\inc;.\src\bsp;。 
    Output選項卡Select Folder for Objects中選.\output\obj。
    Listing選項卡Select Folder for Listings中選.\output\list。
    Debug選項卡選use ULINK Cortex Debugger, Run to main()打鉤，這一步大家可以根據自己手上的仿真器做不同選擇。
    編譯運行

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