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STM32固件库简介与使用指南

news 文章来源：https://blog.csdn.net/weixin_40345245/article/details/136140377 2024/9/22 0:51:34

1. STM32官方标准固件库简介

STM32官方标准固件库是由STMicroelectronics（ST）提供的一套软件开发工具，旨在简化STM32微控制器的软件开发过程。该固件库提供了丰富的功能和模块，涵盖了STM32微控制器的各种外设，包括但不限于GPIO、USART、SPI、I2C、定时器、中断控制器等。

主要特点：

丰富的外设支持： 官方固件库涵盖了STM32微控制器的各种外设，为开发者提供了便捷的接口和函数来控制和配置这些外设。
封装了底层寄存器操作： 固件库将底层寄存器的操作封装在函数内部，开发者无需直接访问底层寄存器，而是通过调用库中提供的函数来实现相应功能。
易于学习和使用： 固件库提供了清晰的API文档和示例代码，使得开发者能够轻松理解和使用库中的函数，加快软件开发的速度。
与CMSIS标准兼容： STM32官方标准固件库符合CMSIS（Cortex Microcontroller Software Interface Standard）标准，确保了不同厂家生产的Cortex-M系列微控制器在软件上的兼容性。

2. 库开发与寄存器开发的关系

许多用户从学习51单片机开发转向STM32开发时，常常感到困惑。他们习惯了直接操作寄存器的方式，而突然面对ST官方库时可能会一头雾水。

库开发与寄存器开发之间的区别主要体现在编程方法和代码复杂性上：

寄存器开发：
- 寄存器开发是直接操作芯片内部寄存器来配置和控制外设的工作模式和功能。
- 在寄存器开发中，程序员需要了解每个寄存器的作用、位域的含义以及相应的配置方法。
- 编写的代码是直接对硬件进行操作，因此具有更高的灵活性，但也更加复杂和繁琐。
- 寄存器开发需要程序员对硬件架构和寄存器的细节有较深的理解。
库开发：
- 库开发是将对硬件的操作封装成函数或接口，提供给用户调用，使得用户可以通过调用函数来完成对硬件的控制。
- 在库开发中，程序员不需要直接操作硬件寄存器，而是通过调用库函数来实现对外设的配置和控制。
- 库开发隐藏了底层寄存器的细节，使得编程更加简洁和方便，降低了程序员的学习和开发成本。
- 库开发通常提供了更高层次的抽象，使得用户可以更容易地理解和使用外设的功能。

总的来说，寄存器开发更加底层和灵活，适合对硬件有深入了解的开发者；而库开发则更加高级和方便，适合快速开发和应用程序的开发者。选择哪种开发方法取决于项目的需求、开发者的技术水平以及开发周期等因素。

3. STM32固件库与CMSIS标准

CMSIS（Cortex Microcontroller Software Interface Standard，Cortex 微控制器软件接口标准）是由ARM推出的一套用于Cortex-M系列微控制器的软件接口标准。它旨在提供一致的软件接口，使开发者能够更容易地编写可移植、可重用的嵌入式软件。CMSIS定义了一系列规范和API，包括：

核心（Core）功能： 定义了与Cortex-M处理器核心相关的功能，如处理器寄存器的访问、中断处理、系统控制和调试等。
设备（Device）功能： 定义了与特定Cortex-M系列微控制器相关的功能，如时钟控制、GPIO控制、定时器、中断控制等。每个微控制器厂商根据CMSIS规范提供自己的设备文件，以便开发者在不同的芯片上实现相同的功能。
软件包（Software Packs）： 包含了CMSIS规范所需的各种软件组件，如设备文件、启动文件、外设驱动等。软件包提供了一种统一的方式来管理和交换与Cortex-M系列微控制器相关的软件组件。

CMSIS的主要目标是提高嵌入式软件的可移植性和可重用性，简化嵌入式软件的开发过程，同时提高开发效率和软件质量。由于CMSIS是一种开放标准，因此可以广泛应用于不同厂商的Cortex-M系列微控制器上，使开发者能够更容易地进行跨平台开发。

STM32固件库符合CMSIS标准，这一节介绍了ARM公司提供的CMSIS标准，以及STM32固件库与CMSIS的关系。CMSIS定义了核内外设访问层、中间件访问层和外设访问层等功能，使得不同厂家生产的Cortex-M4芯片在软件上基本兼容。

4. STM32标准固件库下载

https://www.st.com/en/embedded-software/stsw-stm32054.html

5. STM32F1标准固件库介绍

以下是STM32F1标准固件库中的一些关键文件和文件夹：

CMSIS文件夹：
- core_cm3.h：CMSIS核心文件，提供了与Cortex-M3内核的接口。
- system_stm32f1xx.h：片上外设接入层系统头文件，用于设置系统及总线时钟相关的函数。
- stm32f1xx.h：STM32F1片上外设访问层头文件，包含了系统寄存器定义声明以及包装内存操作等。
STM32F1xx_StdPeriph_Driver文件夹：
- inc目录：包含了一系列头文件，如stm32f1xx_gpio.h、stm32f1xx_usart.h等，对应于不同外设的驱动。
- src目录：包含了与头文件对应的源文件，如stm32f1xx_gpio.c、stm32f1xx_usart.c等。
Project文件夹：
- STM32F1xx_StdPeriph_Examples文件夹：包含ST官方提供的固件实例源码，涵盖了各种常见应用场景和外设配置示例。
- STM32F1xx_StdPeriph_Template文件夹：存放工程模板，可作为新项目的起点。
Utilities文件夹：
- 包含一些官方评估板的源码，对于学习可以忽略不看。
根目录中的文件：
- stm32f1xx_stdperiph_lib_um.chm：固件库的帮助文档，提供了详细的函数说明和使用方法。

通过介绍这些文件和文件夹，读者可以了解STM32F1标准固件库的组成和结构，以及如何使用这些文件来开发STM32F1系列芯片的应用程序。