STM32F固件庫嵌入式系統(tǒng)研發(fā)成本主要內(nèi)容.5.6.7.固件庫簡介CMSIS簡介STM32F10xxx標(biāo)準(zhǔn)外設(shè)庫IO類型及數(shù)據(jù)類型異常與中斷的命名固件庫頭文件固件庫函數(shù)1.固件庫簡介?固件(Firmware)是介于軟件和硬件之間的產(chǎn)品，具有硬件抽象功能給開發(fā)者訪問底層硬件提供一個中間的API大大提高應(yīng)用程序開發(fā)效率STM32固件庫?ST公司固件庫：–STM32F10xxxFirmwareLibrary，STM32F10xFWLib–2007年，V1.0，MDK2.22之前使用–2008年，V2.0，最后版本V2.0.3，MDK3.23開始使用–2011年，V3.0，改名，與V1.0和V2.0相比，有較大改變

?STM32F10xxxFirmwareLibrary，STM32F10xFWLib，代表代表STM32F10xxx標(biāo)準(zhǔn)外設(shè)庫V2.0.3?STM32F10xxxStandardPeripherallibrary，STM32F10xxxStdPeriph_Lib，代表STM32F10xxx標(biāo)準(zhǔn)外設(shè)庫V3.0.0–最新版V3.5.0，MDK最新版4.2.1，兼容CMSIS（Cortex-M3微控制器軟件接口標(biāo)準(zhǔn)）2.CMSIS?CMSIS（Cortex-MTMMicrocontrollerSoftwareInterfaceStandard）Cortex微控制器軟件接口標(biāo)準(zhǔn)（CortexMicrocontrollerSoftwareInterfaceStandard）是ARM和一些編譯器廠家以及半導(dǎo)體廠家共同遵循的一套標(biāo)準(zhǔn)，是由ARM提出，專門針對CORTEX-M系列的標(biāo)準(zhǔn)。

在該標(biāo)準(zhǔn)的約定下，ARM和芯片廠商會提供一些通用的API接口來訪問CORTEX內(nèi)核以及一些專用外設(shè)，以減少更換芯片以及開發(fā)工具等移植工作所帶來的金錢以及時間上的消耗。只要都是基于M3的芯片，代碼均是可以復(fù)用的。2.CMSIS?CMSIS（Cortex-MTMSoftwareInterfaceStandard）ARM公司與多家不同芯片和軟件供應(yīng)商緊密合作定義的提供內(nèi)核與外設(shè)、實(shí)時操作系統(tǒng)和中間設(shè)備之間的通用接口CMSIS的軟件層次?CMSIS分為以下3個軟件層次：①內(nèi)核設(shè)備訪問層CorePeripheralAccessLayer(CPAL)–內(nèi)核寄存器設(shè)備名稱定義、地址定義、助手函數(shù)；–同時，為RTOS定義了獨(dú)立于微控制器的接口，包括調(diào)試通道②中間設(shè)備訪問層MiddlewareAccessLayer(MWAL)–為軟件提供訪問外設(shè)的通用方法；–芯片供應(yīng)商可修改中間設(shè)備訪問層，以適應(yīng)具體的微控制器上外設(shè)硬件的設(shè)計(jì)③微控制器外設(shè)備訪問層DevicePeripheralAccessLayer(DPAL)–提供片上所有外設(shè)的定義；–為外設(shè)提供額外的助手函數(shù)CMSIS的主要功能?CMSIS為Cortex-Mx微控制器系統(tǒng)定義了：訪問外設(shè)寄存器的通用方法和定義異常向量的通用方法。內(nèi)核設(shè)備的寄存器名稱和內(nèi)核異常向量的名稱獨(dú)立于微控制器的RTOS接口，帶調(diào)試通道中間設(shè)備組件接口(TCP/IP協(xié)議棧，閃存文件系統(tǒng))CMSIS的結(jié)構(gòu)CMSIS-外設(shè)訪問層的文件分為：①獨(dú)立于編譯器的文件：②編譯器供應(yīng)商+微控制器專用啟動文件CMSIS-外設(shè)訪問層的文件①獨(dú)立于編譯器的文件：?Cortex-M3內(nèi)核及其設(shè)備文件(core_cm3.h+core_cm3.c)訪問Cortex-M3內(nèi)核及其設(shè)備：NVIC，SysTick等訪問Cortex-M3的CPU寄存器和內(nèi)核外設(shè)的函數(shù)?微控制器專用頭文件(device.h)指定中斷號碼(與啟動文件一致)外設(shè)寄存器定義(寄存器的基地址和布局)控制微控制器其他特有的功能的函數(shù)(可選)?微控制器專用系統(tǒng)文件(system_device.c)函數(shù)SystemInit，用來初始化微控制器函數(shù)Sysem_ExtMemCtl，用來配置外部存儲器控制器。它位于文件startup_stm32f10x_xx.s/.c，在跳轉(zhuǎn)到main前調(diào)用SystemFrequncy，該值代表系統(tǒng)時鐘頻率微控制器的其他功能(可選)CMSIS-外設(shè)訪問層的文件②編譯器供應(yīng)商+微控制器專用啟動文件編譯器啟動代碼(匯編或者C)(startup_device.s)微控制器專用的中斷處理程序列表(與頭文件一致)弱定義(Weak)的中斷處理程序默認(rèn)函數(shù)(可以被用戶代碼覆蓋CMSIS文件名的定義標(biāo)準(zhǔn)–core_cm3.hCortex-M3globaldeclarationsanddefinitions,staticfunctiondefinitions–core_cm3.cCortex-M3globaldefinitions–<device>.hTop-levelheaderfile(devicespecific).Tobeincludedbyapplicationcode.Includescore_cm3.handsystem_<device>.h–system_<device>.hDevicespecificdeclarations–system_<device>.cDevicespecificdefinitions,e.g.SystemInit()CMSIS支持的工具鏈?CMSIS目前支持三大主流的工具鏈，即①ARMRealView(armcc),②IAREWARM(iccarm),③GNUCompilerCollection(gcc).CMSIS支持的工具鏈?在core_cm3.h中有如下定義：/*definecompilerspecificsymbols*/#ifdefined(__CC_ARM)#define__ASM__asm/*!<asmkeywordforarmcc*/#define__INLINE__inline/*!<inlinekeywordforarmcc*/#elifdefined(__ICCARM__)#define__ASM__asm/*!<asmkeywordforiarcc*/#define__INLINEinline/*!<inlinekeywordforiarcc.OnlyavaiableinHighoptimizationmode!*/#define__nop__no_operation/*!<nooperationintrinsiciniarcc*/#elifdefined(__GNUC__)#define__ASMasm/*!<asmkeywordforgcc*/#define__INLINEinline/*!<inlinekeywordforgcc#endif3.STM32F10xxx標(biāo)準(zhǔn)外設(shè)庫?V3.0開始，STM32F10xxx標(biāo)準(zhǔn)外設(shè)庫所有源文件按照Doxygen格式書寫；?用這種書寫格式的代碼能夠很便利地生成更加規(guī)范且內(nèi)在關(guān)聯(lián)性更強(qiáng)的文檔；?由Doxygen生成的CHM文件完整地描述了

ST32F10xxx標(biāo)準(zhǔn)外設(shè)庫全部組件，增強(qiáng)了程序的可讀性和可維護(hù)性。STM32F10xxx標(biāo)準(zhǔn)外設(shè)庫體系結(jié)構(gòu)?ST改進(jìn)了STM32F10xxx標(biāo)準(zhǔn)外設(shè)庫的體系結(jié)構(gòu)并支持CMSIS層。?根據(jù)應(yīng)用程序的需要，可以采取2種方法使用標(biāo)準(zhǔn)外設(shè)庫(StdPeriph_Lib)：使用外設(shè)驅(qū)動：這時應(yīng)用程序開發(fā)基于外設(shè)驅(qū)動的

API(應(yīng)用編程接口)。用戶只需要配置文 件”stm32f10x_conf.h”，并使用相應(yīng)的文 件”stm32f10x_ppp.h/.c”即可。不使用外設(shè)驅(qū)動：這時應(yīng)用程序開發(fā)基于外設(shè)的寄存器結(jié)構(gòu)和位定義文件。STM32F10xxx標(biāo)準(zhǔn)外設(shè)庫體系結(jié)構(gòu)?標(biāo)準(zhǔn)外設(shè)庫(StdPeriph_Lib)支持STM32F10xxx

系列全部成員：大容量，中容量和小容量產(chǎn)品。STM32F10x_LD：STM32小容量產(chǎn)品STM32F10x_MD：STM32中容量產(chǎn)品STM32F10x_HD：STM32大容量產(chǎn)品STM32F10xxx標(biāo)準(zhǔn)外設(shè)庫體系結(jié)構(gòu)?根據(jù)使用的STM32產(chǎn)品具體型號，用戶可以通過文 件”stm32f10x.h”中的預(yù)處理define來配置標(biāo)準(zhǔn)外設(shè) 庫(StdPeriph_Lib)，一個define對應(yīng)一個產(chǎn)品系列。 這些define的作用范圍是：文件”stm3210f.h”中的中斷IRQ定義啟動文件中的向量表，小容量，中容量，大容量產(chǎn)品各有一個啟動文件外設(shè)存儲器映像和寄存器物理地址產(chǎn)品設(shè)置：外部晶振(HSE)的值等系統(tǒng)配置函數(shù)非STM32全系列兼容或不同型號產(chǎn)品間有差異的功能特征STM32F10xxx標(biāo)準(zhǔn)外設(shè)庫體系結(jié)構(gòu)?文件包含關(guān)系STM32F10xxx標(biāo)準(zhǔn)外設(shè)庫包?為了使STM32F10xxx標(biāo)準(zhǔn)外設(shè)庫的使用更加靈活， 也為了改進(jìn)了庫的結(jié)構(gòu)，ST更新了STM32F10xxx固 件庫包，添加專用子文件夾來包含CMSIS及其外設(shè)訪問層相關(guān)文件。?STM32F10xxx標(biāo)準(zhǔn)外設(shè)庫包重命名為STM32F10x_StdPeriph_Lib_VX.Y.Z。STM32F10xxx標(biāo)準(zhǔn)外設(shè)庫包?STM32F10xxx標(biāo)準(zhǔn)外設(shè)庫包結(jié)構(gòu)STM32F10xxx標(biāo)準(zhǔn)外設(shè)庫包文件夾描述CMSIS文件夾結(jié)構(gòu)原STM32F10xxx固件庫包與新STM32F10xxx標(biāo)準(zhǔn)外設(shè)庫包對比4.IO類型及數(shù)據(jù)了哦性4.1IO類型?Cortex-MxHAL使用標(biāo)準(zhǔn)ANSIC頭文件<stdint.h>定義的標(biāo)準(zhǔn)類型。?特別用類型限定詞IO來訪問外設(shè)的變量。?類型限定詞IO還用于外設(shè)寄存器的調(diào)式信息的自動生成。4.2數(shù)據(jù)類型5.異常與中斷的命名異常的命名NVICSTM32F10xxx中斷IRQ命名?按照CMSIS的規(guī)范，修改了STM32F10xxx中斷號碼 定義命名。所有中斷號碼的#define在它們的名稱 中都添加了后綴_IRQn。CAN1IRQ通道名稱更新NVIC驅(qū)動?從STM32F10xxx標(biāo)準(zhǔn)外設(shè)庫中移除了NVIC驅(qū)動，因此應(yīng)用程序應(yīng)當(dāng)調(diào)用CMSIS的NVIC函數(shù)。NVIC驅(qū)動?STM32F10xxx標(biāo)準(zhǔn)外設(shè)庫不覆蓋其他的STM32F10xxx固件庫

NVIC函數(shù)。?為了簡化NVIC和STM32中斷設(shè)置，在文件”misc.h/.c”中保留 了原有NVIC驅(qū)動的一些函數(shù)。它們是：

voidNVIC_PriorityGroupConfig(uint32_tNVIC_PriorityGroup); voidNVIC_Init(NVIC_InitTypeDef*NVIC_InitStruct); voidNVIC_SetVectorTable(uint32_tNVIC_VectTab,uint32_tOffset);voidNVIC_SystemLPConfig(uint8_tLowPowerMode,FunctionalState

NewState); voidSysTick_CLKSourceConfig(uint32_tSysTick_CLKSource);?在應(yīng)用程序開發(fā)中進(jìn)行中斷設(shè)置時，用戶可以選用CMSIS的

NVIC函數(shù)，或者選用在文件”misc.h/.c”中原有固件庫函數(shù)。 這些函數(shù)的優(yōu)點(diǎn)是提供了相對簡單的中斷配置方法，使得用戶 無需深入研究NVIC規(guī)范。用戶程序開發(fā)6.固件庫頭文件固件庫頭文件7.固件庫函數(shù)?主要函數(shù)分類（詳見手冊）?????????????RRCResetandclockcontrolNVICNestedvectoredinterruptcontrollerEXTIExternalinterrupt/eventcontrollerSYSTICKCortexsystemtimerTIMAdvanced-controltimer, general-purposeandbasictimerGPIOGeneralpurposeI/ORTCReal-timeclockBKPBackupregistersPWRPowercontrolIWDGIndependentwatchdogWWDGWindowwatchdogDMADMAcontroller

固件庫函數(shù)主要函數(shù)分類（詳見手冊）ADCDACUSARTAnalog/digitalconverterDigital/analogconverterUniversalsynchronousasynchronousreceivertransmitterI2CSPISDIOCANFSMCFLASHDBGMCUCRCInter-integratedcircuitSerialperipheralinterfaceSDIOinterfaceController