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STM32固件库详解

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STMCU-管管 发布时间:2020-9-4 09:58
以下内容请大家打开STM32标准库文件配合阅读。: F  _9 G8 w0 E6 f( ^

解压库文件后进入其目录:

"STM32F4xx_DSP_StdPeriph_Lib_V1.5.1\"


; n2 Y5 @' t& o3 o

软件库各文件夹的内容说明见图 92。

92.png

* P) P4 T% U* I- V

图 92 ST标准库    目录:STM32F4xx_DSP_StdPeriph_Lib_V1.5.1\


# t/ y# }- ]- O# F

    Libraries:文件夹下是驱动库的源代码及启动文件。

    Project :文件夹下是用驱动库写的例子和工程模板。

    Utilities:包含了基于ST官方实验板的例程,以及第三方软件库,如emwin图形软件库、fatfs文件系统。

    MCD-ST Liberty…:库文件的License说明。

    Release_Note.html::库的版本更新说明。

    stm32f4xx_dsp_stdperiph…: 库帮助文档,这是一个已经编译好的HTML文件,主要讲述如何使用驱动库来编写自己的应用程序。说得形象一点,这个HTML就是告诉我们:ST公司已经为你写好了每个外设的驱动了,想知道如何运用这些例子就来向我求救吧。不幸的是,这个帮助文档是英文的,这对很多英文不好的朋友来说是一个很大的障碍。但这里要告诉大家,英文仅仅是一种工具,绝对不能让它成为我们学习的障碍。其实这些英文还是很简单的,我们需要的是拿下它的勇气。

% l6 b# E  `( j. A2 |  k2 u

在使用库开发时,我们需要把libraries目录下的库函数文件添加到工程中,并查阅库帮助文档来了解ST提供的库函数,这个文档说明了每一个库函数的使用方法。

" ~+ U  L) I  Z

进入Libraries文件夹看到,关于内核与外设的库文件分别存放在CMSIS和STM32F4xx_StdPeriph_Driver文件夹中。

先看看CMSIS文件夹。


+ m  N/ z3 X6 U( K* D' C# s. r2 b

STM32F4xx_DSP_StdPeriph_Lib_V1.5.1\Libraries\CMSIS\文件夹下内容见图 93。


0 I- k8 r# `/ \3 N5 \

93.png


5 p9 O( c, |& M6 ~$ W6 h

图 93 CMSIS文件夹内容目录:Libraries\CMSIS\


4 ?% b1 t- g- N0 E

其中Device与Include中的文件是我们使用得最多的,先讲解这两个文件夹中的内容。

; r- V1 r" X0 A2 w0 d8 X7 y

1.    Include文件夹- R1 c7 u& k* O) z

在Include文件夹中包含了的是位于CMSIS标准的核内设备函数层的Cortex-M核通用的头文件,它们的作用是为那些采用Cortex-M核设计SOC的芯片商设计的芯片外设提供一个进入内核的接口,定义了一些内核相关的寄存器(类似我们前面写的stm32f4xx.h文件,但定义的是内核部分的寄存器)。这些文件在其它公司的Cortex-M系列芯片也是相同的。至于这些功能是怎样用源码实现的,可以不用管它,只需把这些文件加进我们的工程文件即可,有兴趣的朋友可以深究,关于内核的寄存器说明,需要查阅《cortex_m4_Technical Reference Manual》及《Cortex™-M4内核参考手册》文档,《STM32参考手册》只包含片上外设说明,不包含内核寄存器。

8 U" u. g3 D- ^4 g: J4 V

我们写STM32F4的工程,必须用到其中的四个文件:core_cm4.h、core_cmFunc.h、corecmInstr.h、core_cmSimd.h,其它的文件是属于其它内核的,还有几个文件是DSP函数库使用的头文件。

0 r6 p1 s5 S' Q  a/ |

core_cm4.c文件有一些与编译器相关条件编译语句,用于屏蔽不同编译器的差异。里面包含了一些跟编译器相关的信息,如:"__CC_ARM "(本书采用的RVMDK、KEIL),"__GNUC__ "(GNU编译器)、"ICC Compiler" (IAR编译器)。这些不同的编译器对于C嵌入汇编或内联函数关键字的语法不一样,这段代码统一使用"__ASM、__INLINE"宏来定义,而在不同的编译器下,宏自动更改到相应的值,实现了差异屏蔽,见代码清单91。

% R; Y% ^9 [. v/ _  G. e; w9 l# h$ W
93.5.png
$ W% r( M3 Q5 ~7 p7 |8 ]


% x5 C% r3 I  a) E

代码清单91:core_cm3.c文件中对编译器差异的屏蔽

8 p$ F# w0 g/ o  M

  1. 1 #if defined ( __CC_ARM )
    : c1 T. J! N( z+ @

  2. $ d! K# q. }* V4 A
  3. 2 #define __ASM __asm /*!< asm keyword for ARM Compiler *// _0 v% g% I2 F" @

  4. & f8 s6 q) O. h3 J/ Y
  5. 3 #define __INLINE __inline /*!< inline keyword for ARM Compiler*/
    ' r' u  p, i7 R) K2 e, f4 G
  6. ; \1 }/ _- n/ O: {6 `4 D4 K
  7. 4 #define __STATIC_INLINE static __inline/ V& D  o- ~; h5 y; ~- I4 q6 w! E1 F
  8. 5 F8 g4 j) ?, k8 M8 |8 I
  9. 5
    + N3 Z9 w' @8 K3 w4 V

  10. - _, _0 S5 p' i7 P
  11. 6 #elif defined ( __GNUC__ )0 ~$ A0 n$ F( r" o* V. o5 d, g/ P
  12. ; h9 H! Z  S% g& G2 O/ [7 q
  13. 7 #define __ASM __asm /*!< asm keyword for GNU Compiler *// u8 t- z4 c, {- z

  14. 0 _0 j' V6 i0 B) w; h
  15. 8 #define __INLINE inline /*!< inline keyword for GNU Compiler */( |, L8 @3 Y- D5 h+ X! p. [

  16. ! W8 a; Q7 W! g
  17. 9 #define __STATIC_INLINE static inline
    ' O* S9 q/ D% U& p6 Q

  18. 2 G! `/ y  X( Y2 {% o4 V
  19. 101 u$ j* }6 z$ s& p+ J+ D+ P- f) @

  20. & Q3 u  z1 l, M' `
  21. 11 #elif defined ( __ICCARM__ )4 D6 N' r/ m" U& s  `1 r

  22. , _/ G( K4 o" e% a( {6 Y7 {" y- T
  23. 12 #define __ASM __asm /*!< asm keyword for IAR Compiler */6 M& i  e; |! x: T0 Y" ~
  24. ( f/ W* w* r. j
  25. 13 /*!< inline keyword for IAR Compiler. */
    8 |- B- o$ s5 y, u

  26. % d" Y* P" s( d) w! d9 g7 V
  27. 14 #define __STATIC_INLINE static inline) ~4 {1 a. @" Q% C% j
  28. 8 q2 E8 i9 L8 ^) Q) e0 O4 X" S
  29. 15 #define __INLINE inline2 b' b/ B: j4 I1 A/ H. q9 z5 c

  30. 0 }6 h' s! e% K0 W& J4 g
  31. 16
    # Q+ }  ?6 z( e9 G; r& Y1 @
  32. 0 @% r: p1 y: ]/ g4 S6 S4 Z- x
  33. 17 #elif defined ( __TMS470__ )) u" `6 z" j& E7 s
  34. 7 {, r9 x0 Y3 n9 K" p
  35. 18 #define __ASM __asm /*!< asm keyword for TI CCS Compiler */5 M5 f' L9 a9 L: f3 }
  36. 6 P6 l' ?! H2 T4 s
  37. 19 #define __STATIC_INLINE static inline8 ?7 A2 X, T% Q/ n/ K) J$ u) R
  38. ' T( I: [6 ?6 S# `" T! }
  39. 20
    ) Q  g1 G# k# b7 E

  40. $ `- P* }/ p/ b  K0 n$ I( ?$ w
  41. 21 #elif defined ( __TASKING__ )& S% J0 A4 y- L) V

  42. ) f8 I/ B% S9 x2 z6 w' e
  43. 22 #define __ASM __asm /*!< asm keyword for TASKING Compiler */
    1 I! M. x2 m" q6 k9 I

  44.   ]9 \  w- I$ s& S5 y6 A
  45. 23 #define __INLINE inline /*!< inline keyword for TASKING Compiler */) q8 t* c/ X9 L8 Z$ T

  46. ! g  [) L* c4 j# H: `8 p
  47. 24 #define __STATIC_INLINE static inline4 ^2 a; I/ c% r: c9 u2 j$ h: U6 f

  48. - x/ z( ^) _! {2 ^! J9 `
  49. 25
    ( e( [& c) l* u4 j1 Y, ~# k+ s
  50. % X+ `0 Y1 U; P7 H9 m8 U
  51. 26 #elif defined ( __CSMC__ )& o; ~2 i! U1 z
  52. " z1 {/ ]2 `( @6 m) n5 v2 x
  53. 27 #define __packed
    8 ]) h/ C, j/ D8 a
  54.   G, G+ `) `) P5 Y" u
  55. 28 #define __ASM _asm /*!< asm keyword for COSMIC Compiler */
    + ?6 @. W$ e: E' g
  56. * z4 i  k& c  ]7 y. b+ ~) g
  57. 29 /*use -pc99 on compile line !< inline keyword for COSMIC Compiler */
    & m2 ^  v/ j' u  ^: {( ^
  58. ( \/ Z7 ]* F3 @8 d9 J3 J9 i
  59. 30 #define __INLINE inline
    ; G. t2 T- s- b" X3 H- `2 Y

  60.   C8 [# L8 \9 v3 v
  61. 31 #define __STATIC_INLINE static inline# g9 R+ E! R' L6 ?$ n1 a5 L1 _$ t

  62. % N& i5 m9 a6 u' e2 W
  63. 325 y. C& z& \4 ~. d
  64. ) A9 }, K  l5 B. u& e* V8 P7 U3 T6 n
  65. 33 #endif
复制代码
1 c: N. i, o9 y8 W+ k; J

较重要的是在core_cm4.c文件中包含了"stdint.h"这个头文件,这是一个ANSI C 文件,是独立于处理器之外的,就像我们熟知的C语言头文件"stdio.h"文件一样。位于RVMDK这个软件的安装目录下,主要作用是提供一些类型定义。见代码清单92。

0 a' @/ ^2 Z& f  A. m/ g9 A/ M

代码清单92:stdint.c文件中的类型定义


8 o- W; e2 F& Z; }+ |

  1. 1.    /* exact-width signed integer types */  
    4 }. N& q9 o4 w& R$ F1 E+ ~5 Q
  2. : D# b8 V! [' C* H, t, h
  3. 2.    typedef   signed          char int8_t;   
    - k; i8 S" N$ n( S  D

  4. 9 p9 p3 z% D+ s, g. [0 O7 `
  5. 3.    typedef   signed short     int int16_t;   6 j1 f2 V/ @* x2 U

  6. ' o( ^% X6 j" b" ~7 L% @0 U8 j
  7. 4.    typedef   signed           int int32_t;   3 c0 u9 O& v3 p0 [

  8. 6 V# u# x* J0 W2 j- l1 v6 K, p
  9. 5.    typedef   signed       __int64 int64_t;   8 Q5 e- v( Q3 o3 r+ L1 L2 W4 X
  10. 8 }2 Z/ j: s2 Y8 o* p
  11. 6.      , P( g) Q! o4 u
  12. ' r) z5 I& E" w8 B% s! a" l( E
  13. 7.    /* exact-width unsigned integer types */  ) H5 v$ S9 o. j8 [- Y1 b  r9 \

  14. & H5 b+ Z1 f# p6 V
  15. 8.    typedef unsigned          char uint8_t;   
    4 F4 }* \' E% ?3 I$ s2 w% @

  16. : J7 F* |: X' j
  17. 9.    typedef unsigned short     int uint16_t;   9 J$ h  s0 ?2 ]$ j% E) O: k8 M: r/ T
  18. & V1 ]' S- i* |8 y' b' L! l4 S
  19. 10.    typedef unsigned           int uint32_t;     }7 \+ W0 ~" u1 W

  20. & Y; V' a& s7 s$ n7 A9 H* f
  21. 11.    typedef unsigned       __int64 uint64_t;  
复制代码

2 q$ |, k. S/ T# h: P) H9 W0 u+ {+ p% a* v. V  }2 V3 C

这些新类型定义屏蔽了在不同芯片平台时,出现的诸如int的大小是16位,还是32位的差异。所以在我们以后的程序中,都将使用新类型如uint8_t 、uint16_t等。

% D' o# m& P. i' R4 _1 Q& L) s) _8 I$ Y

在稍旧版的程序中还经常会出现如u8、u16、u32这样的类型,分别表示的无符号的8位、16位、32位整型。初学者碰到这样的旧类型感觉一头雾水,它们定义的位置在STM32f4xx.h文件中。建议在以后的新程序中尽量使用uint8_t 、uint16_t类型的定义。

9 c  D7 \  O* Y* w: }* j4 m

core_cm4.c跟启动文件一样都是底层文件,都是由ARM公司提供的,遵守CMSIS标准,即所有CM4芯片的库都带有这个文件,这样软件在不同的CM4芯片的移植工作就得以简化。

# d- p% n' r1 a

2.    Device文件夹# H4 P/ j7 p) w+ H, J1 u; {

在Device文件夹下的是具体芯片直接相关的文件,包含启动文件、芯片外设寄存器定义、系统时钟初始化功能的一些文件,这是由ST公司提供的。

1 o$ M2 K, C1 h' F8 m3 P) c7 [

    system_stm32f4xx.c文件


3 L: \& x+ w8 `3 O" l0 Z

文件目录:\Libraries\CMSIS\Device\ST\STM32F4xx\Source\Templates

6 b2 e4 r" \$ w6 Y

这个文件包含了STM32芯片上电后初始化系统时钟、扩展外部存储器用的函数,例如我们前两章提到供启动文件调用的"SystemInit"函数,用于上电后初始化时钟,该函数的定义就存储在system_stm32f4xx.c文件。STM32F429系列的芯片,调用库的这个SystemInit函数后,系统时钟被初始化为180MHz,如有需要可以修改这个文件的内容,设置成自己所需的时钟频率。


' g& \+ L, ~9 @5 i; t0 m

    启动文件

* P8 ~1 g. i5 c7 q- r7 h, ?

文件目录:Libraries\CMSIS\Device\ST\STM32F4xx\Source\Templates


- j! d9 R& l8 o9 {) q

在这个目录下,还有很多文件夹,如"ARM"、"gcc_ride7"、"iar"等,这些文件夹下包含了对应编译平台的汇编启动文件,在实际使用时要根据编译平台来选择。我们使用的MDK启动文件在"ARM"文件夹中。其中的"strartup_stm32f429_439xx.s"即为STM32F429芯片的启动文件,前面两章工程中使用的启动文件就是从这里复制过去的。如果使用其它型号的芯片,要在此处选择对应的启动文件,如STM32F446型号使用"startup_stm32f446xx.s"文件。


- Q9 R2 A( n# V- L  t

    stm32f4xx.h文件


7 x: K6 Q" q! P. m2 y0 ^6 @

文件目录: Libraries\CMSIS\Device\ST\STM32F4xx\Include


* v1 p4 x, ^- y' I  i8 B- s

stm32f4xx.h 这个文件非常重要,是一个STM32芯片底层相关的文件。它是我们前两章自己定义的"stm32f4xx.h"文件的完整版,包含了STM32中所有的外设寄存器地址和结构体类型定义,在使用到STM32标准库的地方都要包含这个头文件。

CMSIS文件夹中的主要内容就是这样,接下来我们看看STM32F4xx_StdPeriph_Driver文件夹。

' t& s6 P8 c3 m% s% k, d) G7 R1 W

3.    STM32F10x_StdPeriph_Driver文件夹; C' @; d# Q! u5 s) O+ F

文件目录:Libraries\STM32F4xx_StdPeriph_Driver


6 O# E: ~% e" d- k, f

进入libraries目录下的STM32F4xx_StdPeriph_Driver文件夹,见图 94。

94.png

图 94 外设驱动

7 N1 a; @( @- N2 i1 k" [3 Y

STM32F4xx_StdPeriph_Driver文件夹下有inc(include的缩写)跟src(source的简写)这两个文件夹,这里的文件属于CMSIS之外的的、芯片片上外设部分。src里面是每个设备外设的驱动源程序,inc则是相对应的外设头文件。src及inc文件夹是ST标准库的主要内容,甚至不少人直接认为ST标准库就是指这些文件,可见其重要性。


0 R. G5 n1 N  i, t& i4 \$ A4 k

在src 和inc文件夹里的就是ST公司针对每个STM32外设而编写的库函数文件,每个外设对应一个 .c 和 .h 后缀的文件。我们把这类外设文件统称为:stm32f4xx_ppp.c 或stm32f4xx_ppp.h文件,PPP表示外设名称。如在上一章中我们自建的stm32f4xx_gpio.c及stm32f4xx_gpio.h文件,就属于这一类。


) ?1 c! a, a& P) f

如针对模数转换(ADC)外设,在src文件夹下有一个stm32f4xx_adc.c源文件,在inc文件夹下有一个stm32f4xx_adc.h头文件,若我们开发的工程中用到了STM32内部的ADC,则至少要把这两个文件包含到工程里。见图 95。

' d/ }5 C6 V8 m  }3 y

95.png

图 95 驱动的源文件及头文件


0 z1 d' }+ d- X

这两个文件夹中,还有一个很特别的misc.c文件,这个文件提供了外设对内核中的NVIC(中断向量控制器)的访问函数,在配置中断时,我们必须把这个文件添加到工程中。

% R; G1 I* H# Q0 S6 ]& E

4.    stm32f4xx_it.c、 stm32f4xx_conf.h文件$ y4 m6 I9 ?1 w! e, ~

文件目录:STM32F4xx_DSP_StdPeriph_Lib_V1.5.1\Project\STM32F4xx_StdPeriph_Templates


  O" w7 j; |& ~8 K6 V. E

在这个文件目录下,存放了官方的一个库工程模板,我们在用库建立一个完整的工程时,还需要添加这个目录下的stm32f4xx_it.c、stm32f4xx_it.h、stm32f4xx_conf.h这三个文件。


2 S; C" Y$ l7 Z

stm32f4xx_it.c:这个文件是专门用来编写中断服务函数的,在我们修改前,这个文件已经定义了一些系统异常(特殊中断)的接口,其它普通中断服务函数由我们自己添加。但是我们怎么知道这些中断服务函数的接口如何写?是不是可以自定义呢?答案当然不是的,这些都有可以在汇编启动文件中找到,在学习中断和启动文件的时候我们会详细介绍

$ D7 {# r% D: ?: h1 R

stm32f4xx_conf.h:这个文件被包含进stm32f4xx.h 文件。ST标准库支持所有STM32F4型号的芯片,但有的型号芯片外设功能比较多,所以使用这个配置文件根据芯片型号增减ST库的外设文件。见代码清单93,针对STM32F429和STM32F427型号芯片的差异,它们实际包含不一样的头文件,我们通过宏来指定芯片的型号。

0 F4 {8 L2 `+ \, m  G' M3 Y) \" I

代码清单93 stm32f4xx_conf.h文件配置软件库

  1. 1' J1 U: g& q- G7 a, Q
  2. , t/ }5 y$ U% e7 W4 Z$ N0 D1 h
  3. 2 #if defined (STM32F429_439xx) || defined(STM32F446xx)7 a9 [  u8 u# a9 [8 {: R. A) w# E

  4. ) L& j/ N8 V  b% \& Q3 r
  5. 3 #include "stm32f4xx_cryp.h"( _) @6 K) Y; Q. ^
  6. ' D) c, l1 Z0 u% N3 g# l
  7. 4 #include "stm32f4xx_hash.h"
    9 p7 f& e8 Z) `( X2 t
  8. ; G& @; y$ ]6 S
  9. 5 #include "stm32f4xx_rng.h"
      g) [1 u6 M+ W6 W% [
  10. & x- G8 M! V! r2 W3 P7 T" e
  11. 6 #include "stm32f4xx_can.h"/ Q. I$ J' a0 ]/ d) ~$ S* Q+ n( t
  12. 5 D# ?1 ~5 V( f+ C
  13. 7 #include "stm32f4xx_dac.h") v* H5 Q2 ?* L0 [' m) K
  14. - u% a1 u7 s1 {4 P8 [, ]
  15. 8 #include "stm32f4xx_dcmi.h"! a6 E. c3 A, e

  16. & u3 O8 R6 h7 T
  17. 9 #include "stm32f4xx_dma2d.h"
    3 O5 d7 I- h( I4 [1 ]; g' S

  18. ! S& k+ n, ^/ R
  19. 10 #include "stm32f4xx_fmc.h"
    " Y; x8 s0 S2 J% E

  20. 5 B# M; j) C- ]2 b; Z: H) a
  21. 11 #include "stm32f4xx_ltdc.h"
    * A7 W) R5 ~" o! F1 \

  22. 6 ^6 `' {) R9 h& u- F* ?
  23. 12 #include "stm32f4xx_sai.h"6 a- l* F) I* ^/ j
  24. ; ^; R9 w! a5 P  z: N7 b' z% q
  25. 13 #endif /* STM32F429_439xx || STM32F446xx */, S. t; R/ R3 ~/ |3 \) K
  26. ' |. I- y! d0 E  u! }% f7 Z  T
  27. 142 X% a' G4 G, y+ m" a
  28. 2 s$ c) p' x6 g1 b, }' `
  29. 15 #if defined (STM32F427_437xx)+ _/ r. H& t. U9 e

  30. / f; B1 X( a. l" Q
  31. 16 #include "stm32f4xx_cryp.h"
    9 o1 h1 R% k5 }: A

  32. 5 y" b) p3 M$ \/ o
  33. 17 #include "stm32f4xx_hash.h"; t0 M: H0 L4 t- w8 z( }

  34. 4 n  Y0 c7 n6 y2 j. d
  35. 18 #include "stm32f4xx_rng.h") K' J4 e% u' N, t% D9 h% N
  36. % s( H1 E: y* d& S. X
  37. 19 #include "stm32f4xx_can.h"
    / ?6 E0 E7 @# u" V( X( o

  38. 2 n1 l: s, _' M
  39. 20 #include "stm32f4xx_dac.h"' w9 s' N- @7 O2 K

  40. ' c1 w. F: j, }' i( |5 k& P
  41. 21 #include "stm32f4xx_dcmi.h"
    / n" Z+ y) G$ P- c7 k# O7 |

  42. ) Y# i: @8 s/ l) Y
  43. 22 #include "stm32f4xx_dma2d.h"
    ( u! l, Y; V" k& F& X3 E# s* g# a" e+ ]

  44.   `% W: _" B" k: X1 u
  45. 23 #include "stm32f4xx_fmc.h"0 |5 l' j+ k( |; M. K! e2 a& G6 p

  46. 8 e: p4 n! M7 u# h  E  ~7 n, K
  47. 24 #include "stm32f4xx_sai.h"! b( {# a- J2 P# }1 a

  48. ( C. e' u2 ~- m) ~; O' _% a
  49. 25 #endif /* STM32F427_437xx */& ]. M* {3 r0 g

  50. ( @! }- S5 g0 u1 g0 O0 A9 U$ {& c
  51. 26& u, l# @9 Y& o' ]

  52. ) E2 _2 {# a; P5 N" K$ ~4 n+ y
  53. 27 #if defined (STM32F40_41xxx)
复制代码
' v* k7 [( a% ^1 H7 G  w- W& Q8 N  t

7 u7 t, k4 C  G' m8 Z

stm32f4xx_conf.h这个文件还可配置是否使用"断言"编译选项,见代码清单 94。

; H% Q/ O0 ?" H) w$ D9 B7 A7 ~0 s

代码清单 94 断言配置

" _$ |# M7 v6 s

  1. 1 #ifdef USE_FULL_ASSERT
    2 _$ L- ^0 s# ?7 x0 Z, g

  2. / T5 I/ F0 u( N4 B
  3. 2
    % Q. _8 f0 j1 I0 U; T% J
  4. ! [" u. p6 y' y3 R1 _' [" n
  5. 3 /**' R! `9 Y  U' o& p6 b
  6. 3 L: c0 H/ c7 \* R
  7. 4 * @brief The assert_param macro is used for parameters check.1 Q2 m( f6 u9 ]. Y/ m9 i9 e
  8. 6 x4 Z8 x' P& N# a
  9. 5 * @param expr: If expr is false, it calls assert_failed function
    & }+ V$ b& b6 v5 N' x
  10. % C! P2 E8 Z, Y2 G/ J
  11. 6 * which reports the name of the source file and the source
    % R5 [3 y% l5 y6 q
  12. : a* }* M  M1 g  Q) E9 Y* E
  13. 7 * line number of the call that failed.
    3 s7 |5 E* N8 L9 V
  14. 0 H0 r6 h& M7 z! b
  15. 8 * If expr is true, it returns no value.
    9 l; K% H4 G  m! x5 ?& q& p" r
  16. 2 G6 {  t0 A7 Q7 V
  17. 9 * @retval None. t+ h5 v/ M/ X

  18.   N9 C* T5 P( N/ m
  19. 10 */
    ' r- a1 w5 v0 ^$ F
  20. 3 ]/ W- V; w7 }( W
  21. 11 #define assert_param(expr) ((expr) ? (void)0 : assert_failed((uint8_t *)__FILE__, __LINE__))
    - S3 t7 E6 K' M: x* U
  22. " y1 u# `% u, S: c* B! x  C
  23. 12 /* Exported functions ---------------------------------- */6 H& m' R$ T2 E  }/ u

  24. ' e5 e5 ^+ @+ H  Y5 s
  25. 13 void assert_failed(uint8_t* file, uint32_t line);7 M% r1 _. A. D, J
  26. - z2 B' y1 {* r. s2 D
  27. 14 #else8 `4 q2 o# n& i, X$ V
  28. ! L: C! _( a7 T- V9 k- P# A
  29. 15 #define assert_param(expr) ((void)0)
    + W8 {; |7 o( d6 u
  30. - J5 K3 w. v8 G) F: _; a# F
  31. 16 #endif /* USE_FULL_ASSERT */
复制代码

- S3 \1 d' Z8 q
2 j8 I$ ~% k. h$ I/ e' U6 M

在ST标准库的函数中,一般会包含输入参数检查,即上述代码中的"assert_param"宏,当参数不符合要求时,会调用"assert_failed"函数,这个函数默认是空的。


) N+ F0 }# t' P! t& c4 O

实际开发中使用断言时,先通过定义USE_FULL_ASSERT宏来使能断言,然后定义"assert_failed"函数,通常我们会让它调用printf函数输出错误说明。使能断言后,程序运行时会检查函数的输入参数,当软件经过测试,可发布时,会取消USE_FULL_ASSERT宏来去掉断言功能,使程序全速运行。

+ W, o" B* Q: z+ d4 ^

9.1.2 库各文件间的关系
5 F% N6 l5 @/ r! f1 x5 _! m% C& {

前面向大家简单介绍了各个库文件的作用,库文件是直接包含进工程即可,丝毫不用修改,而有的文件就要我们在使用的时候根据具体的需要进行配置。接下来从整体上把握一下各个文件在库工程中的层次或关系,这些文件对应到CMSIS标准架构上。见图 96。


! \: d" |: s3 H* Y) H4 \


+ `( G3 W! r( N" m9 f% e% m

96.png

                                                                 
      图 96 库各文件关系

3 L  u6 q6 c* f4 o

图 96描述了STM32库各文件之间的调用关系,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改system_stm32f4xx.c,其它文件丝毫不用修改,也不建议修改。


/ q- B. c7 }: x) a, Z

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。


0 z  S# y7 N. v% M- q% ]

9.2 使帮助文档
1 x9 k% |" w* O; g1 B+ i' ?

我坚信,授之以鱼不如授之以渔。官方资料是所有关于STM32知识的源头,所以在本小节介绍如何使用官方资料。官方的帮助手册,是最好的教程,几乎包含了所有在开发过程中遇到的问题。这些资料已整理到了本书附录资料中。

4 d7 m. s1 ^" t: y; ]

9.2.1 常用官方资料
# V5 f$ W9 p8 Q9 x  J

    《STM32F4xx参考手册》

这个文件全方位介绍了STM32芯片的各种片上外设,它把STM32的时钟、存储器架构、及各种外设、寄存器都描述得清清楚楚。当我们对STM32的外设感到困惑时,可查阅这个文档。以直接配置寄存器方式开发的话,查阅这个文档寄存器部分的频率会相当高,但这样效率太低了。


- _$ q* p5 @4 t; Y9 {9 c

    《STM32F4xx规格书》

本文档相当于STM32的datasheet,包含了STM32芯片所有的引脚功能说明及存储器架构、芯片外设架构说明。后面我们使用STM32其它外设时,常常需要查找这个手册,了解外设对应到STM32的哪个GPIO引脚。

4 w: }) p8 p, A4 y4 f" d

    《Cortex™-M4内核参考手册》

本文档由ST公司提供,主要讲解STM32内核寄存器相关的说明,例如系统定时器、中断等寄存器。这部分的内容是《STM32F4xx参考手册》没涉及到的内核部分的补充。相对来说,本文档虽然介绍了内核寄存器,但不如以下两个文档详细,要了解内核时,可作为以下两个手册的配合资料使用。

& T1 T( p( Q* I* r1 F  d$ x. p

    《Cortex-M3权威指南》、《cortex_m4_Technical Reference Manual》。

这两个手册是由ARM公司提供的,它详细讲解了Cortex内核的架构和特性,要深入了解Cortex-M内核,这是首选,经典中的经典,其中Cortex-M3版本有中文版,方便学习。因为Cortex-M4内核与Cortex-M3内核大部分相同,可用它来学习,而Cortex-M4新增的特性,则必须参考《cortex_m4_Technical Reference Manual》文档了,目前只有英文版。


* a4 F6 x' x! k, S& S/ K) e

    《stm32f4xx_dsp_stdperiph_lib_um.chm》

这个就是本章提到的库的帮助文档,在使用库函数时,我们最好通过查阅此文件来了解标准库提供了哪些外设、函数原型或库函数的调用的方法。也可以直接阅读源码里面的函数的函数说明。

% G/ D$ x( b6 _2 k! K  i! l

9.2.2 初识库函数* e/ Y+ d3 V6 j- P  d

所谓库函数,就是STM32的库文件中为我们编写好的函数接口,我们只要调用这些库函数,就可以对STM32进行配置,达到控制目的。我们可以不知道库函数是如何实现的,但我们调用函数必须要知道函数的功能、可传入的参数及其意义、和函数的返回值。

于是,有读者就问那么多函数我怎么记呀?我的回答是:会查就行了,哪个人记得了那么多。所以我们学会查阅库帮助文档是很有必要的。


( m1 `6 S, Z" j) M

打开库帮助文档《stm32f4xx_dsp_stdperiph_lib_um.chm》见图 97


% @* f# J; ^/ B# ?! p

97.png


: I# {* V# t6 h: a

图 97 库帮助文档


; A, |% G$ q7 W# B3 U0 E

层层打开文档的目录标签:

标签目录:Modules\STM32F4xx_StdPeriph_Driver\

可看到STM32F4xx _StdPeriph_Driver标签下有很多外设驱动文件的名字MISC、ADC、BKP、CAN等标签。

) V; ?: s7 H1 q/ S; P0 W  @

我们试着查看GPIO的"位设置函数GPIO_SetBits"看看,打开标签:

标签目录:Modules\STM32F4xx_StdPeriph_Driver\GPIO\Functions\GPIO_SetBits 见图 98。

: o0 L3 P0 V: |+ L# q6 Z

98.png


- C% v4 \9 a: m! n

图 98 库帮助文档的函数说明


" S5 i: w- c) u

利用这个文档,我们即使没有去看它的具体源代码,也知道要怎么利用它了。


$ I! }1 m  L0 h

如GPIO_SetBits,函数的原型为void GPIO_SetBits(GPIO_TypeDef * GPIOx , uint16_t GPIO_Pin)。它的功能是:输入一个类型为GPIO_TypeDef的指针GPIOx参数,选定要控制的GPIO端口;输入GPIO_Pin_x宏,其中x指端口的引脚号,指定要控制的引脚。

. X1 D* {0 p# J" K  W0 E

其中输入的参数 GPIOx为ST标准库中定义的自定义数据类型,这两个传入参数均为结构体指针。初学时,我们并不知道如GPIO_TypeDef这样的类型是什么意思,可以点击函数原型中带下划线的 GPIO_TypeDef 就可以查看这个类型的声明了。


% ?. g! U! s8 a7 i

就这样初步了解了一下库函数,读者就可以发现STM32的库是写得很优美的。每个函数和数据类型都符合见名知义的原则,当然,这样的名称写起来特别长,而且对于我们来说要输入这么长的英文,很容易出错,所以在开发软件的时候,在用到库函数的地方,直接把库帮助文档中的函数名称复制粘贴到工程文件就可以了。而且,配合MDK软件的代码自动补全功能,可以减少输入量。

. z, H" I/ c1 a8 g4 ~0 {

有的用户觉得使用库文档麻烦,也可以直接查阅STM32标准库的源码,库帮助文档的说明都是根据源码生成的,所以直接看源码也可以了解函数功能

! `' f8 [% v3 H
3 D: A, T" _: r5 [2 L0 s( C; W

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1 收藏 2 评论1 发布时间:2020-9-4 09:58

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慎微 回答时间:2020-9-4 10:39:24
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