STM32点灯实践（2）

一、前言：
二、HAL库
三、实验工具
- 1、STM32cubeMx的安装
- 2、安装HAL库
四、具体实验
- 1、keil仿真调试
- 2、上板即可
- 3、观察GPIO端口的输出波形
五、总结
六、参考

一、前言：

在这之前，我们介绍了stm32利用寄存器实现点灯实验，但是现在我们来看一下更加简单的方式利用HAL库实现该功能，调用库是我们学习STM32最重要的一个点，利用我们目前已经封装好的库，可以更加简单轻松的实现我们需要的功能。

二、HAL库

基于寄存器方式的开发，实质上就是查找手册配置寄存器的过程，通过寄存器完成引脚的配置初始化和对应的操作。使用HAL库可以简化配置寄存器的过程。

HAL库设计思想
HAL库借鉴面向对象的思想，将外设和引脚抽象为具有同样属性和操作的对象，定义数据类型和接口函数来描述片内外设，通过实例化数据和实现接口函数来操作引脚

HAL库实现方式

构造存储区域：设计相应的数据类型，用于存放配置到外设寄存器的参数
设计接口函数：将数据类型中的参数写入到对应的外设寄存器中

以GPIO模块为例
stm32f4xx_hal_gpio.h文件完成数据类型的定义及接口函数的声明
stm32f4xx_hal_gpio.c文件完成接口函数的实现

GPIO外设数据类型

引脚初始化：采用结构体类型实现，用于定义引脚的序号、工作模式、输出速度等基本特性，结构体成员变量的参数值通过宏定义实现
引脚电平状态：采用枚举类型实现，用于定义引脚的电平状态，采用枚举类型可限定变量取值范围。
引脚所属端口：采用结构体指针实现，用于访问该端口所对应的寄存器组。不同型号的微控制器数量不同，端口数据类型的定义在以芯片型号命名的头文件中。

GPIO外设接口函数
1.初始化函数

HAL_GPIO_Init:用于完成引脚的初始化
HAL_GPIO_DeInit:用于复位引脚到初始状态

2.控制函数

HAL_GPIO_ReadPin :用于读取引脚电平状态
HAL_GPIO_WritePin :用于设置引脚电平状态
HAL_GPIO_TogglePin :用于翻转引脚电平状态
3.配置函数
HAL_GPIO_LockPin:用于锁定引脚配置

**使用HAL库：**基于库函数开发，我们只需要了解库函数中相关接口函数的功能，按要求传入参数，利用返回值完成操作即可，不需要过多了解底层硬件。
库工程必要文件的调用关系：

**这个图省略了DSP 核和实时系统层部分的文件关系。**在实际的使用库开发工程的过程中，我们把位于CMSIS 层的文件包含进工程，除了特殊系统时钟需要修system_stm32f4xx.c，其它文件丝毫不用修改，也不建议修改。
对于位于用户层的几个文件，就是我们在使用库的时候，针对不同的应用对库文件进行增删（用条件编译的方法增删）和改动的文件。

三、实验工具

mcuisp： https://pan.baidu.com/s/1WyvtnCJad_BqXbwTzhcofw 提取码：h2xc
STM32F103C8T6的最小系统板
STM32cubeMx
USB To LLT
面板板、杜邦线、LED灯
全套买下来大概40块钱，感兴趣的朋友可以自己买来玩一玩

这里可以参考之前利用寄存器实现LED点亮实验，查看如何连接最小系统板：
寄存器点灯

1、STM32cubeMx的安装

下载可以通过官网下载，不过在官网需要邮箱等等，当时作者下载的时候就吃了点苦头，我百度网盘放了我下好的文件，可根据自己需求选择：
1.点击安装包一直点击NEXT，同意安装许可

（2）勾选第一个即可，第二个选项是是否同意ST公司收集你的个人使用信息等

（3）选择安装位置，默认位置是安装在C盘中（注意：安装位置不要出现中文）：

（4）直接点NEXT，其他不用设置之后开始安装：

（5）这里就安装完成了

2、安装HAL库

STM32 HAL固件库是Hardware Abstraction Layer的缩写，中文名称是：硬件抽象层。HAL库是ST公司为STM32的MCU最新推出的抽象层嵌入式软件，为更方便的实现跨STM32产品的最大可移植性。HAL库的推出，可以说ST也慢慢的抛弃了原来的标准固件库，这也使得很多老用户不满。但是HAL库推出的同时，也加入了很多第三方的中间件，有RTOS，USB，TCP / IP和图形等等。
和标准库对比起来，STM32的HAL库更加的抽象，ST最终的目的是要实现在STM32系列MCU之间无缝移植，甚至在其他MCU也能实现快速移植。
并且从16年开始，ST公司就逐渐停止了对标准固件库的更新，转而倾向于HAL固件库和 Low-layer底层库的更新，停止标准库更新，也就表示了以后使用STM32CubeMX配置HAL/LL库是主流配置环境；

（1）打开CuBEMx，点击HELP->Manage embedded software packages :

（2）会跳出来一个选择型号界面，选择你系统板的类型，勾选上你要安装的HAL库，点击“Install Now” 直到安装成功。如下图：

（3）安装好了HAL库之后，回到主页面，点击ACCESS TO MCU SELECTOR 建立新的工程，这里提前在D盘建立一个CuBe的工程文件夹，用于存放CuBe的工程，依然最好不要用中文命名。

（4）在part name里选择自己的芯片，点击信息栏中的具体芯片信息选中，点击start project：

（5）点击system core，进入SYS，在debug下选择serial wire：

（6）配置时钟，进入上面的rcc，有两个时钟，一个是hse和lse，我们要用是GPIO接口，而这些接口都在APB2里：

（7）接下来观察时钟架构，APB2总线的时钟由hse控制，同时在这个界面得把PLLCLK右边选上：

（8）将hse那里设为Crystal/Ceramic Resonator：

（9）接下来就是点击相应的引脚设置输出寄存器了，就是output那一项，一共选了三个，是PA5，PB9，PC14：

（10）点击project manager，配置好自己的路径和项目名，然后IDE那项改为MDK-ARM：

（11）进入 code generate界面，选择生成初始化.c/.h文件，后面点击generate code，选择open project，然后就到KEIL5了：

四、具体实验

1、keil仿真调试

（1）打开建立的文件，在MDK-ARM文件夹下打开 .uvprojx文件（或者在建好CuBe最后选择open project）

（2）打开main.c文件，滑倒主函数那一部分：

（3）将下面代码放入主函数中（替代里面的内容）

SystemClock_Config();//系统时钟初始化MX_GPIO_Init();//gpio初始化while (1){     HAL_GPIO_WritePin(GPIOA,GPIO_PIN_4,GPIO_PIN_RESET);//PA4亮灯HAL_GPIO_WritePin(GPIOB,GPIO_PIN_9,GPIO_PIN_SET);//PB9熄灯HAL_GPIO_WritePin(GPIOC,GPIO_PIN_15,GPIO_PIN_SET);//PC15熄灯HAL_Delay(1000);//延时1sHAL_GPIO_WritePin(GPIOA,GPIO_PIN_4,GPIO_PIN_SET);//PA4熄灯HAL_GPIO_WritePin(GPIOB,GPIO_PIN_9,GPIO_PIN_RESET);//PB9亮灯HAL_GPIO_WritePin(GPIOC,GPIO_PIN_15,GPIO_PIN_SET);//PC15熄灯HAL_Delay(1000);//延时1s        HAL_GPIO_WritePin(GPIOA,GPIO_PIN_4,GPIO_PIN_SET);//PA4熄灯HAL_GPIO_WritePin(GPIOB,GPIO_PIN_9,GPIO_PIN_SET);//PB9熄灯HAL_GPIO_WritePin(GPIOC,GPIO_PIN_15,GPIO_PIN_RESET);//PC15亮灯HAL_Delay(1000);//延时1s}

（4）即可点击调试按钮生成 . hex 文件
这一步可以翻看一下keil的基本设置，包括生成 .hex 文件等等。

2、上板即可

这里烧录与之前的文章相同，具体我就不解释了。如图：

3、观察GPIO端口的输出波形

（1）Target界面中，选择跟正确的晶振大小，我使用的是8MHz的外部晶振。这个选项在软件仿真中起到很重要的作用，如果选择错误，那么波形一定是错误的，因为时间不准确。

（2）Debug页的设置：
这里Parameter需要自己输入 -pSTM32F103c8

（3）点击Debug，进入调试界面，并选择逻辑分析仪：

（4）给逻辑分析仪中添加要观察的IO口

（5）添加要观察的引脚：

注意！！务必将Display Type处设置为Bit！！
（6）设置好之后，逻辑分析仪左侧会出现刚才设置的两个IO口，点击全速运行

执行一段时间后，点击停止按钮即可

（7）最终得到以下图像

五、总结

在这个过程中，利用CuBe建立工程比较复杂比较耗时间，最开始大家可能不太熟悉，所以可以多实验一下，不一定非要建立好工程，只是熟悉大概流程最后不用保存博客就行。
总之，对于利用HAL库实现点亮LED灯比寄存器容易，大家主要的问题就是不太熟悉过程，熟悉之后会好很多，通过这个过程可以学到很多东西，收获满满。

六、参考

嵌入式STM32入门之STM32点灯实践（2）——HAL库相关推荐

智能安全辅助驾驶系统 STM32——MQ3酒精传感器的应用（HAL库）
智能安全辅助驾驶系统 STM32--MQ3酒精传感器的应用(HAL库) 准备: MQ3酒精传感器一个.STM32开发板(本实验采用F103RCT6,其他型号可参考本文同理设置) 一.MQ3酒精传感器的 ...
嵌入式STM32入门之STM32基础串口通信
STM32基础串口通信一.前言二.串口协议 (1)浅谈设备通信方式 (2)具体串口协议 (3)STM32的串口通信 (4)RS-232通信协议 (5)USB To TTL(CH340) 5.1 C ...
基于STM32移植U8g2图形库——OLED显示（HAL库）
前言:本文主要内容为将优秀的图形库U8g2移植到STM32单片机上,用于OLED显示精美UI.其实,目前GitHub上有需要优秀的开源GUI库,但是大部分的GUI解决方案并不适合0.96 OLED(1 ...
STM32【H7】理论——综述、HAL库简述
文章目录 1. STM32H7芯片简介 1.1 STM32H7与STM32F1.F4系列芯片的区别 1.2 硬件框图 1.3 STM32H7各型号对比 1.4 总线框图和时钟 1.5 AXI总线 1. ...
STM32入门-学习STM32要掌握的内容
STM32芯片架构 STM32F103系列芯片的系统架构如下: STM32芯片基于ARM公司的Cortex-M3内核,由ST公司设计生产,内核与总线矩阵之间有I(指令).S(系统).D(数据)三条信号 ...
洋桃电子STM32物联网入门30步笔记一、HAL库和标准库的区别
基于STM32的ESP8266获取天气数据（HAL库）
一.介绍进入主题,下图正是购买的esp8266模块对于esp01,引脚图如下二.刷固件在使用AT指令时,有时候会无法进入AT模式,也就是在串口发送指令,无应答.除了检查引脚和TTL模块是否接错 ...
STM32入门1——STM32CubeMX使用说明
STM32入门1--STM32相关资源介绍常用网站 CubeMx使用介绍常用网站 Keil5 : http://www.keil.com/. pack包下载. IAR : https://www. ...
STM32的HAL库知识总结
已剪辑自: https://mp.weixin.qq.com/s/duV8sQGe-VwcPGTgSiBlAw STM32HAL库的几个点: 1.最大可移植性.2.提供了一整套一致的中间件组件,如RT ...

嵌入式STM32入门之STM32点灯实践（2）——HAL库