HAL 固件庫結構整理

提示：本文以STM32Cube_FW_H7_V1.5.0爲例

部分解釋

• CMSIS：微控制器軟件接口標準 (CMSIS) 是 Cortex-M 處理器系列的與供應商無關的硬件抽象層。CMSIS 可實現與處理器和外設之間的一致且簡單的軟件接口，從而簡化軟件的重用，縮短微控制器開發人員新手的學習過程，並縮短新設備的上市時間。
• CMSIS-CORE：提供與 Cortex-M0、Cortex-M3、Cortex-M4、SC000 和 SC300 處理器與外圍寄存器之間的接口
• CMSIS-DSP：是一個經過深入優化(手工)的通用數字信號處理函數庫
• CMSIS-DAP：是USB調試器設備單元的一種固件實現
• CMSIS-NN：是一系列高效神經網絡內核的集合

一、HAL 庫根目錄

文件夾名稱	作用	備註
Documentation	HAL庫幫助文檔	講述如何使用固件庫編寫程序
Drivers	官方的 CMSISI 庫，HAL 庫，板載外設驅動	主要使用
Middlewares	中間件，包含 ST 官方的 STemWin、 STM32_Audio、STM32_USB_Device_Library、STM32_USB_Host_Library；也有第三方的 fatfs 文件系統等等	-
Projects	用驅動庫寫的針對官方發行 demo 板的例子和工程模板	可以以這裏的模板爲框架
Utilities	實用的公用組件	如 LCD_LOG 實用液晶打印調試信息
其他	版本說明，固件庫介紹等

二、主要文件介紹

1、Drivers

a、CMSIS（編程必用）

• CMSIS/Core*
  • CMSIS-Core 的相關文件
• CMSIS/DAP
  • CMSIS-DAP 相關的文件和例子
• CMSIS/DSP
  • CMSIS-DSP 相關文件
• CMSIS/Lib
  • DSP函數庫
• CMSIS/NN
  • CMSIS-NN 相關文件
• CMSIS/RTOS
  • 實時操作系統頭文件（Cortex-M）
• CMSIS/RTOS2
  • 實時操作系統相關文件（Cortex-M和Armv8-M）
• CMSIS/docs
  • CMSIS下文件的文檔，網頁版的

• CMSIS/Driver（使用最多）
  • 芯片直接相關的文件，包含啓動文件，芯片外設寄存器定義，系統時鐘初始化功能的一些文件
  • system_stm32h7xx.c 文件
    • 文件路徑：Drivers\CMSIS\Device\ST\STM32H7xx\Source\Templates
    • 該文件包含STM32芯片上電後初始化系統時鐘，擴展外部存儲器用的函數
  • 啓動文件
    • 文件路徑：Drivers\CMSIS\Device\ST\STM32H7xx\Source\Templates
    • 該文件夾下還包含arm，gcc，iar文件夾，這些文件夾下包含了對應編譯平臺下的彙編啓動文件，比如startup_stm32h743xx.s文件
  • stm32h7xx.h文件
    • 文件路徑：Drivers\CMSIS\Device\ST\STM32H7xx\Include
    • 是STM32芯片底層相關的文件，包含了STM32中所有的外設寄存器地址和結構體類型定義，在使用HAL庫的地方都需要包含這個頭文件
• CMSIS/Include（使用最多）
  • 是位於CMSIS標準的核內設備函數層的Cortex-M核通用的頭文件
  • 作用是爲那些採用Cortex-M核設計的芯片外設提供一個進入內核的接口，定義了一些內核相關的寄存器。
  • 這些文件在其他公司的Cortex-M系列芯片也是相同的
  • 在core_cm7.h文件中包含了“stdint.h”頭文件，該文件是一個ANSI C文件，是獨立於處理器之外的，位於RVMDK軟件的安裝目錄下，主要是提供一些類型定義
    • 文件路徑：keil5.3\ARM\ARMCC\include
    • 建議以後編程中使用int8_t這種類型定義

b、STM32H7xx_HAL_Driver（編程常用）

• 作用
  • 這部分的文件屬於CMSIS之外的，芯片片上外設部分，是ST的HAL庫的主要內容，操作外設就需要這裏的文件
    • 每個外設對應一個.c和.h文件，比如GPIO的操作
  • src
    • 每個外設設備的驅動源程序
  • inc
    • src中文件對應的頭文件

2、Projects（參考模板）

• \Projects\STM32H743I-EVAL\Templates 下有一些模板，在編程的時候可以用到，比如下面的比較常用
  • Projects\STM32H743I-EVAL\Templates\Src下的stm32h7xx_it.c
    • 該文件是專門用來編寫中斷服務函數的，期中該文件已經定義了一些系統異常的接口，其他的普通中斷服務函數由自己添加，接口的名字在彙編啓動文件中可以找到
  • Projects\STM32H743I-EVAL\Templates\Inc下的stm32h7xx_hal_conf.h和stm32h7xx_it.h
    • stm32h7xx_hal_conf.h文件是個配置文件，可以根據芯片用於增減ST庫的外設文件
    • stm32h7xx_hal_conf.h中還有一些關於函數入參檢查的函數定義，內容是空的，可以自己來寫功能，待測試完成後在這裏將調試關閉即可

3、其他

• 目前未使用，用到再寫

三、附接口調用關係圖

參考資料：

1、【野火】《STM32 HAL 庫開發實戰指南—基於H743_Pro》.pdf

2、STM32Cube_FW_H7_V1.5.0

3、https://www.eefocus.com/freescale007/blog/13-07/295486_07c15.html