stm32f2xx.h 主要包含STM32同系列芯片的不同具體型號的定義，是否使用HAL庫等的定義，接著，其會根據(jù)定義的芯片信號包含具體的芯片型號的頭文件：

#ifdefined(STM32F205xx)
#include"stm32f205xx.h"
#elifdefined(STM32F215xx)
#include"stm32f215xx.h"
#elifdefined(STM32F207xx)
#include"stm32f207xx.h"
#elifdefined(STM32F217xx)
#include"stm32f217xx.h"
#else
#error"PleaseselectfirstthetargetSTM32F2xxdeviceusedinyourapplication(instm32f2xx.hfile)"
#endif

緊接著，其會包含 stm32f2xx_hal.h。

• stm32f2xx_hal.h：stm32f2xx_hal.c/h 主要實現(xiàn)HAL庫的初始化、系統(tǒng)滴答相關(guān)函數(shù)、及CPU的調(diào)試模式配置

• stm32f2xx_hal_conf.h ：該文件是一個用戶級別的配置文件，用來實現(xiàn)對HAL庫的裁剪，其位于用戶文件目錄，不要放在庫目錄中。

接下來對于HAL庫的源碼文件進行一下說明，HAL庫文件名均以stm32f2xx_hal開頭，后面加上_外設(shè)或者模塊名（如：stm32f2xx_hal_adc.c）：

庫文件：
stm32f2xx_hal_ppp.c/.h//主要的外設(shè)或者模塊的驅(qū)動源文件，包含了該外設(shè)的通用API
stm32f2xx_hal_ppp_ex.c/.h//外圍設(shè)備或模塊驅(qū)動程序的擴展文件。這組文件中包含特定型號或者系列的芯片的特殊API。以及如果該特定的芯片內(nèi)部有不同的實現(xiàn)方式，則該文件中的特殊API將覆蓋_ppp中的通用API。
stm32f2xx_hal.c/.h//此文件用于HAL初始化，并且包含DBGMCU、重映射和基于systick的時間延遲等相關(guān)的API
其他庫文件
用戶級別文件：
stm32f2xx_hal_msp_template.c//只有.c沒有.h。它包含用戶應(yīng)用程序中使用的外設(shè)的MSP初始化和反初始化（主程序和回調(diào)函數(shù)）。使用者復(fù)制到自己目錄下使用模板。
stm32f2xx_hal_conf_template.h//用戶級別的庫配置文件模板。使用者復(fù)制到自己目錄下使用
system_stm32f2xx.c//此文件主要包含SystemInit()函數(shù)，該函數(shù)在剛復(fù)位及跳到main之前的啟動過程中被調(diào)用。**它不在啟動時配置系統(tǒng)時鐘（與標準庫相反）**。時鐘的配置在用戶文件中使用HAL API來完成。
startup_stm32f2xx.s//芯片啟動文件，主要包含堆棧定義，終端向量表等
stm32f2xx_it.c/.h//中斷處理函數(shù)的相關(guān)實現(xiàn)
main.c/.h

根據(jù)HAL庫的命名規(guī)則，其API可以分為以下三大類：

• 初始化/反初始化函數(shù)：HAL_PPP_Init(), HAL_PPP_DeInit()
• IO 操作函數(shù)：HAL_PPP_Read(), HAL_PPP_Write(),HAL_PPP_Transmit(), HAL_PPP_Receive()
• 控制函數(shù)：HAL_PPP_Set (), HAL_PPP_Get ().
• 狀態(tài)和錯誤：HAL_PPP_GetState (), HAL_PPP_GetError ().

“

注意：目前 LL 庫是和 HAL 庫捆綁發(fā)布的，所以在 HAL 庫源碼中，還有一些名為 stm32f2xx_ll_ppp 的源碼文件，這些文件就是新增的LL庫文件。使用 CubeMX 生產(chǎn)項目時，可以選擇LL庫。

”

HAL 庫最大的特點就是對底層進行了抽象。在此結(jié)構(gòu)下，用戶代碼的處理主要分為三部分：

處理外設(shè)句柄（實現(xiàn)用戶功能） 處理MSP 處理各種回調(diào)函數(shù) 外設(shè)句柄定義 ??用戶代碼的第一大部分：對于外設(shè)句柄的處理。HAL庫在結(jié)構(gòu)上，對每個外設(shè)抽象成了一個稱為ppp_HandleTypeDef的結(jié)構(gòu)體，其中ppp就是每個外設(shè)的名字。*所有的函數(shù)都是工作在ppp_HandleTypeDef指針之下。

1. 多實例支持：每個外設(shè)/模塊實例都有自己的句柄。因此，實例資源是獨立的

2. 外圍進程相互通信：該句柄用于管理進程例程之間的共享數(shù)據(jù)資源。

下面，以ADC為例

/**
*@briefADChandleStructuredefinition
*/
typedefstruct
{
ADC_TypeDef*Instance;/*!
ADC_InitTypeDefInit;/*!
__IOuint32_tNbrOfCurrentConversionRank;/*!
DMA_HandleTypeDef*DMA_Handle;/*!
HAL_LockTypeDefLock;/*!
__IOuint32_tState;/*!
__IOuint32_tErrorCode;/*!
}ADC_HandleTypeDef;

從上面的定義可以看出，ADC_HandleTypeDef中包含了ADC可能出現(xiàn)的所有定義，對于用戶想要使用ADC只要定義一個ADC_HandleTypeDef的變量，給每個變量賦好值，對應(yīng)的外設(shè)就抽象完了。接下來就是具體使用了。

當然，對于那些共享型外設(shè)或者說系統(tǒng)外設(shè)來說，他們不需要進行以上這樣的抽象，這些部分與原來的標準外設(shè)庫函數(shù)基本一樣。例如以下外設(shè)：

• GPIO
• SYSTICK
• NVIC
• RCC
• FLASH

以GPIO 為例，對于HAL_GPIO_Init()函數(shù)，其只需要GPIO地址以及其初始化參數(shù)即可。

1. 三種編程方式

HAL庫對所有的函數(shù)模型也進行了統(tǒng)一。在HAL庫中，支持三種編程模式：輪詢模式、中斷模式、DMA模式（如果外設(shè)支持）。其分別對應(yīng)如下三種類型的函數(shù)（以ADC為例）：

HAL_StatusTypeDefHAL_ADC_Start(ADC_HandleTypeDef*hadc);
HAL_StatusTypeDefHAL_ADC_Stop(ADC_HandleTypeDef*hadc);

HAL_StatusTypeDefHAL_ADC_Start_IT(ADC_HandleTypeDef*hadc);
HAL_StatusTypeDefHAL_ADC_Stop_IT(ADC_HandleTypeDef*hadc);

HAL_StatusTypeDefHAL_ADC_Start_DMA(ADC_HandleTypeDef*hadc,uint32_t*pData,uint32_tLength);
HAL_StatusTypeDefHAL_ADC_Stop_DMA(ADC_HandleTypeDef*hadc);

其中，帶_IT的表示工作在中斷模式下；帶_DMA的工作在DMA模式下（注意：DMA模式下也是開中斷的）；什么都沒帶的就是輪詢模式（沒有開啟中斷的）。至于使用者使用何種方式，就看自己的選擇了。

此外，新的HAL庫架構(gòu)下統(tǒng)一采用宏的形式對各種中斷等進行配置（原來標準外設(shè)庫一般都是各種函數(shù)）。針對每種外設(shè)主要由以下宏：

• __HAL_PPP_ENABLE_IT(HANDLE,INTERRUPT)：使能一個指定的外設(shè)中斷
• __HAL_PPP_DISABLE_IT(HANDLE,INTERRUPT)：失能一個指定的外設(shè)中斷
• __HAL_PPP_GET_IT (HANDLE, __ INTERRUPT __)：獲得一個指定的外設(shè)中斷狀態(tài)
• __HAL_PPP_CLEAR_IT (HANDLE, __ INTERRUPT __)：清除一個指定的外設(shè)的中斷狀態(tài)
• __HAL_PPP_GET_FLAG (HANDLE,FLAG)：獲取一個指定的外設(shè)的標志狀態(tài)
• __HAL_PPP_CLEAR_FLAG (HANDLE,FLAG)：清除一個指定的外設(shè)的標志狀態(tài)
• __HAL_PPP_ENABLE(HANDLE) ：使能外設(shè)
• __HAL_PPP_DISABLE(HANDLE) ：失能外設(shè)
• __HAL_PPP_XXXX (HANDLE,PARAM) ：指定外設(shè)的宏定義
• _HAL_PPP_GETIT_SOURCE (HANDLE, __ INTERRUPT __)檢查中斷源

2. 三大回調(diào)函數(shù)

在 HAL 庫的源碼中，到處可見一些以__weak開頭的函數(shù)，而且這些函數(shù)，有些已經(jīng)被實現(xiàn)了，比如：

__weakHAL_StatusTypeDefHAL_InitTick(uint32_tTickPriority)
{
/*ConfiguretheSysTicktohaveinterruptin1mstimebasis*/
HAL_SYSTICK_Config(SystemCoreClock/1000U);
/*ConfiguretheSysTickIRQpriority*/
HAL_NVIC_SetPriority(SysTick_IRQn,TickPriority,0U);
/*Returnfunctionstatus*/
returnHAL_OK;
}

有些則沒有被實現(xiàn)，例如：

__weakvoidHAL_SPI_TxCpltCallback(SPI_HandleTypeDef*hspi)
{
/*Preventunusedargument(s)compilationwarning*/
UNUSED(hspi);
/*NOTE:Thisfunctionshouldnotbemodified,whenthecallbackisneeded,theHAL_SPI_TxCpltCallbackshouldbeimplementedintheuserfile
*/
}

所有帶有__weak關(guān)鍵字的函數(shù)表示，就可以由用戶自己來實現(xiàn)。如果出現(xiàn)了同名函數(shù)，且不帶__weak關(guān)鍵字，那么連接器就會采用外部實現(xiàn)的同名函數(shù)。通常來說，HAL庫負責(zé)整個處理和MCU外設(shè)的處理邏輯，并將必要部分以回調(diào)函數(shù)的形式給出到用戶，用戶只需要在對應(yīng)的回調(diào)函數(shù)中做修改即可。HAL 庫包含如下三種用戶級別回調(diào)函數(shù)(PPP為外設(shè)名)：

1. 外設(shè)系統(tǒng)級初始化/解除初始化回調(diào)函數(shù)（用戶代碼的第二大部分：對于MSP的處理）：HAL_PPP_MspInit()和HAL_PPP_MspDeInit例如：__weak void HAL_SPI_MspInit(SPI_HandleTypeDef *hspi)。在HAL_PPP_Init() 函數(shù)中被調(diào)用，用來初始化底層相關(guān)的設(shè)備（GPIOs, clock, DMA, interrupt）

2. 處理完成回調(diào)函數(shù)：HAL_PPP_ProcessCpltCallback（Process指具體某種處理，如UART的Tx），例如：__weak void HAL_SPI_RxCpltCallback(SPI_HandleTypeDef *hspi)。當外設(shè)或者DMA工作完成后時，觸發(fā)中斷，該回調(diào)函數(shù)會在外設(shè)中斷處理函數(shù)或者DMA的中斷處理函數(shù)中被調(diào)用

3. 錯誤處理回調(diào)函數(shù)：HAL_PPP_ErrorCallback例如：__weak void HAL_SPI_ErrorCallback(SPI_HandleTypeDef *hspi)。當外設(shè)或者DMA出現(xiàn)錯誤時，觸發(fā)終端，該回調(diào)函數(shù)會在外設(shè)中斷處理函數(shù)或者DMA的中斷處理函數(shù)中被調(diào)用。

參考文檔及網(wǎng)文鏈接

ST-Description of STM32F4 HAL and LL drivers.pdf
ST-en.stm32_embedded_software_offering.pdf
https://mp.weixin.qq.com/s/GxvIvbxagSPvKuYSXcSVTw

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