背景
STM32開發平臺，時至今日發展的已經相當成熟了，尤其對於外圍硬件接口的抽象封裝庫，即HAL。好多基於STM32開發的工程師，習慣於直接操作外圍接口相關的寄存器來完成所謂的驅動開發，其實，ST公司早就爲大家準備好了對於這些外圍接口的驅動框架，我們只需要直接拿來就可以使用。
可是以前，基於STM32平臺開發時，存在一個問題就是，變換MCU型號時，需要在新老MCU之間移植驅動程序，移植過程中可能出現很多莫名其妙的問題，導致浪費了很多寶貴的開發時間，如何避免這種問題呢？其實，ST早就爲大家考慮到了這一點，其開發了STM32CubeMX工具，基於該工具，我們可以輕鬆的完成各種外圍接口的配置工作，而且最爲神奇的就是，配置完成之後，該工具會自動生成工程代碼，我們基於此，就可以直接進行開發了，免去了很多不必要的硬件寄存器配置工作。當然，對於特殊需求，我們還是需要去手動配置一些硬件寄存器，但是，這項工作大部分時間是不需要的。
既然，ST公司爲我們提供了這麼好用的工具，我們爲什麼不用起來呢？下面就基於UART的配置過程，來逐步的講解一下，如何基於STM32CubeMX、Kiel和STM32 HAL來配置生成一個可用的開發環境。
開發步驟
配置環境
工欲善其事，必先利其器。首先第一步就是安裝STM32CubeMX環境，關於STM32CubeMX環境的安裝，網上有好多寫的特別棒的文中，這裏引用一篇
ybhuangfugui的博客，在此感謝ybhuangfugui的無私貢獻。大家可以閱讀該文章完成STM32CubeMX環境的安裝。
在這裏說一句，STM32CubeMX提供所有STM32家族的MCU芯片的初始配置抽象，並提供了HAL，封裝、抽象了關於底層硬件的配置、使用過程，這是一把雙刃劍，有利有弊：利是它增強了STM32不同MCU之間的兼容性，大大加快了初始開發進度，其提供的HAL爲開發者提供了統一的開發接口，這樣節省了寶貴開發時間。同時，基於其提供的配套的中間件(RTOS、TCP/IP、FS等），開發者可以快速的完成更高級需求的環境定製，這對於開發者來說是不小的福音；弊是，STM32 MCU畢竟是比較低級的硬件開發平臺，其開發過程中涉及到大量的底層硬件操作，如果我們想徹底理解這些基礎的硬件操作原理的話，可能還是需要從最爲原始的硬件寄存器配置開始。
不過，個人感覺STM32CubeMX利大於弊，就像通用操作系統，其屏蔽了所有的硬件相關的操作，爲開發者抽象出了進程、內存管理、文件系統、網絡等等，易於開發、理解的開發接口，也是正是操作系統的逐步成熟，才最終促使了後來的計算機一次又一次的革命。我想，對於MCU來說，其過程是類似的。如今，已經進入了物聯網時代，各種各樣的的硬件開發平臺層出不窮，各種層次的開發者都涌入到了這一開發領域。試想對於一個原來從事於Web開發的人員來說，其不可能從頭去理解底層的硬件知識，其需要的就是一個快速、高效的配置工具，完成原始開發環境的搭建。這時，STM32CubeMX就可以提供很大的幫助。
相信，STM32CubeMX未來肯定會發展的更爲智能，任何一個有志於基於該平臺開發的開發者，都會被其強度的功能所折服的，零基礎的開發人員也能夠快速上手該平臺。我想，這可能也是STM32CubeMX未來的目標吧。
最後說明一下，本文所使用的STM32CubeMX的版本是：5.5.0。溫馨提示，不同版本的操作步驟也能不太一樣，所以建議使用相同的版本進行配置。
開始配置
首先，我們需要確定我們所使用的STM32的MCU具體型號，然後，打開STM32CubeMX，創建一個新的工程。
我們選擇第一個“ACCESSTO MCU SELECTOR”，開始創建一個工程。我們選擇的MCU是STM32L010K8，安裝如下圖的步驟創建工程。
- 選擇MCU型號
- 查看MCU型號信息
- 創建項目
然後，選擇Project Manager項目，配置本項目的一些信息。
接下來，我們進行Pinout & Configuration配置，這裏面會涉及到MCU提供的所有外圍硬件的相關配置。本文主要關注的是UART的配置過程，STM32L010K8提供一個UART2和LPUART，我們選擇的配置項爲UART2。
UART2的基本配置步驟如下，
-
選擇UART2配置項。
-
選擇UART2的工作模式，這裏選擇的是Asynchronous。
-
配置UART2的參數，參數分爲Basic Parameters、Advanced Paramters、Advanced Features幾類。
- 基本參數配置就是波特率、字長、校驗方式、停止位；
- 高級參數配置就是數據傳輸方向、採集相關的配置；
- 高級特性配置：就是UART2提供的一些比較高級的功能，比如，自適應波特率、Overrun等。
我們選擇UART2的中斷方式處理數據的傳輸模式，所以，需要進一步配置NVIC。配置步驟如下：
- 點擊System Core中的NVIC配置。
- 使能USART2中斷，並配置中斷搶佔優先級爲0。
還有就是需要確定UART2使用GPIO引腳，配置方式如下：
這裏使用的是PA2和PA3。
最後，配置SysClock，我們最終選擇的系統主時鐘頻率爲16MHz。
完成上述配置之後，點擊GENERATE CODE完成項目代碼的生成。
HAL
項目代碼生成之後，我們使用Kiel打開，如下圖：
下面是main中的芯片初始化代碼：
int main(void)
{
/* USER CODE BEGIN 1 */
/* USER CODE END 1 */
/* MCU Configuration--------------------------------------------------------*/
/* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick. */
HAL_Init();
/* USER CODE BEGIN Init */
/* USER CODE END Init */
/* Configure the system clock */
SystemClock_Config();
/* USER CODE BEGIN SysInit */
/* USER CODE END SysInit */
/* Initialize all configured peripherals */
MX_GPIO_Init();
MX_USART2_UART_Init();
/* USER CODE BEGIN 2 */
/* USER CODE END 2 */
/* Infinite loop */
/* USER CODE BEGIN WHILE */
while (1)
{
/* USER CODE END WHILE */
/* USER CODE BEGIN 3 */
}
/* USER CODE END 3 */
}
我們看到，STM32CubeMX自動生成了關於HAL、系統時鐘、UART2的初始化代碼。下面看一下UART2的初始化代碼：
static void MX_USART2_UART_Init(void)
{
/* USER CODE BEGIN USART2_Init 0 */
/* USER CODE END USART2_Init 0 */
/* USER CODE BEGIN USART2_Init 1 */
/* USER CODE END USART2_Init 1 */
huart2.Instance = USART2;
huart2.Init.BaudRate = 115200;
huart2.Init.WordLength = UART_WORDLENGTH_8B;
huart2.Init.StopBits = UART_STOPBITS_1;
huart2.Init.Parity = UART_PARITY_NONE;
huart2.Init.Mode = UART_MODE_TX_RX;
huart2.Init.HwFlowCtl = UART_HWCONTROL_NONE;
huart2.Init.OverSampling = UART_OVERSAMPLING_16;
huart2.Init.OneBitSampling = UART_ONE_BIT_SAMPLE_DISABLE;
huart2.AdvancedInit.AdvFeatureInit = UART_ADVFEATURE_NO_INIT;
if (HAL_UART_Init(&huart2) != HAL_OK)
{
Error_Handler();
}
/* USER CODE BEGIN USART2_Init 2 */
/* USER CODE END USART2_Init 2 */
}
stm32l0xx_it.c中定義了UART2的中斷處理函數，代碼如下：
void USART2_IRQHandler(void)
{
/* USER CODE BEGIN USART2_IRQn 0 */
/* USER CODE END USART2_IRQn 0 */
HAL_UART_IRQHandler(&huart2);
/* USER CODE BEGIN USART2_IRQn 1 */
/* USER CODE END USART2_IRQn 1 */
}
該中斷處理函數用來處理所有與UART2相關的中斷事件。那如何才能開啓UART2的數據發送和接收呢？這就需要HAL中關於UART2數據發送接收的接口函數：
HAL_StatusTypeDef HAL_UART_Receive_IT(UART_HandleTypeDef *huart, uint8_t *pData, uint16_t Size)；
HAL_StatusTypeDef HAL_UART_Transmit_IT(UART_HandleTypeDef *huart, uint8_t *pData, uint16_t Size)；
當我們需要已中斷的方式接收數據時，就調用HAL_UART_Receive_IT函數，其中第一個參數是UART的描述符，pData保存數據的緩存區，Size是緩存區的大小。注意，調用完該接口之後，UART2開始已中斷的方式接收數據，數據的大小爲Size，當接收了Size個字節的數據之後，UART2就不會再接收數據。若想再次接收數據，需要再一次調用HAL_UART_Receive_IT函數。一個比較好的實現就是，在重新覆蓋實現下面的函數，
`__weak void HAL_UART_RxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart)`
該函數會在數據接收完之後被調用，然後我們在函數中，可以將數據拷貝走，然後再次調用HAL_UART_Receive_IT。
對於數據的發送，處理過程與接收類似，所不同的就是發送的接口函數爲：HAL_UART_Transmit_IT，該發送完成之後的回調函數是：
__weak void HAL_UART_TxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart)
好了，至此我們基本完成了基於STM32CubeMX的UART的配置過程，可以看到基於此種方式，我們基本上不會觸碰到硬件寄存器的配置過程，所要做的就是基於HAL框架提供的接口完成APP的開發。這也許就是STM32CubeMX的魅力所在吧，簡單，高效，可移植性強。
UART_TxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart)
好了，至此我們基本完成了基於STM32CubeMX的UART的配置過程，可以看到基於此種方式，我們基本上不會觸碰到硬件寄存器的配置過程，所要做的就是基於HAL框架提供的接口完成APP的開發。這也許就是STM32CubeMX的魅力所在吧，簡單，高效，可移植性強。
