STM32 固件库与 CMSIS 标准讲解

一： STM32 固件库就是函数的集合，那么对这些函数有什么要求呢？？这里就涉及到一个 CMSIS 标准的基础知识，这部分知识可以从《Cortex-M3 权威指南》中了解到，我们这里只是对权威指南的讲解做个概括性的介绍。经常有人问到 STM32 和 ARM 以及 ARM7是什么关系这样的问题，其实 ARM 是一个做芯片标准的公司，它负责的是芯片内核的架构设计，而 TI，ST 这样的公司，他们并不做标准，他们是芯片公司，他们是根据 ARM 公司提供的芯片内核标准设计自己的芯片。所以，任何一个做 Cortex-M3 芯片，他们的内核结构都是一样的，不同的是他们的存储器容量，片上外设，IO 以及其他模块的区别。所以你会发现，不同公司设计的 Cortex-M3 芯片他们的端口数量，串口数量，控制方法这些都是有区别的，这些资源他们可以根据自己的需求理念来设计。同一家公司设计的多种 Cortex-m3 内核芯片的片上外设也会有很大的区别，比如 STM32F103RBT 和 STM32F103ZET，他们的片上外设就有很大的区别。我们可以通过《Cortex-M3 权威指南》中的一个图来了解一下：

 

既然大家都使用的是 Cortex-M3 核，也就是说，本质上大家都是一样的，这样 ARM 公司为了能让不同的芯片公司生产的 Cortex-M3 芯片能在软件上基本兼容，和芯片生产商共同提出了一套标准 CMSIS 标准(Cortex  Microcontroller  Software  Interface  Standard)  ,翻译过来是“ARM Cortex™  微控制器软件接口标准”。 ST 官方库就是根据这套标准设计的。CMSIS 应用程序基本结构：

 

我们在使用 STM32 芯片的时候首先要进行系统初始化， CMSIS 规范就规定，系统初始化函数名字必须为 SystemInit，所以各个芯片公司写自己的库函数的时候就必须用 SystemInit 对系统进行初始化。CMSIS 还对各个外设驱动文件的文件名字规范化，以及函数名字规范化等等一系列规定。上一节讲的函数GPIO_ResetBits 这个函数名字也是不能随便定义的，是要遵循 CMSIS 规范的。我们使用的是 V3.5 版本的固件库，Libraries 文件夹下面有 CMSIS 和 STM32F10x_StdPeriph_Driver 两个目录，这两个目录包
含 固 件 库 核 心 的 所 有 子 文 件 夹 和 文 件 。 其 中 CMSIS 目 录 下 面 是 启 动 文 件 ，STM32F10x_StdPeriph_Driver 放的是 STM32 固件库源码文件。源文件目录下面的 inc 目录存放的是 stm32f10x_xxx.h 头文件,无需改动。src 目录下面放的是 stm32f10x_xxx.c 格式的固件库源码文件。每一个.c 文件和一个相应的.h 文件对应。这里的文件也是固件库的核心文件，每个外设对应一组文件。

二：在 STM32 中，有五个时钟源，为 HSI、HSE、LSI、LSE、PLL。从时钟频率来分可以分为高速时钟源和低速时钟源，在这 5 个中 HIS，HSE 以及 PLL 是高速时钟，LSI 和 LSE 是低速时钟。从来源可分为外部时钟源和内部时钟源，外部时钟源就是从外部通过接晶振的方式获取时钟源，其中 HSE 和 LSE 是外部时钟源，其他的是内部时钟源。下面我们看看 STM32 的 5 个时钟源，我们讲解顺序是按图中红圈标示的顺序：
①、HSI 是高速内部时钟，RC 振荡器，频率为 8MHz。
② 、 HSE 是高速外部时钟，可接石英 / 陶瓷谐振器，或者接外部时钟源，频率范围为
4MHz~16MHz。我们的开发板接的是 8M 的晶振。
③、LSI 是低速内部时钟，RC 振荡器，频率为 40kHz。独立看门狗的时钟源只能是 LSI，同
时 LSI 还可以作为 RTC 的时钟源。
④、LSE 是低速外部时钟，接频率为 32.768kHz 的石英晶体。这个主要是 RTC 的时钟源。
⑤、PLL 为锁相环倍频输出，其时钟输入源可选择为 HSI/2、HSE 或者 HSE/2。倍频可选择为2~16 倍，但是其输出频率最大不得超过 72MHz

三：端口重映射

为了使不同器件封装的外设 IO 功能数量达到最优，可以把一些复用功能重新映射到其他一些引脚上。在 STM32 中引入了外设引脚重映射的概念，即一个
外设的引脚除了具有默认的端口外，还可以通过设置重映射寄存器的方式，把这个外设的引脚映射到其它的端口。

四：中断优先级管理

CM3 内核支持 256 个中断，其中包含了 16 个内核中断和 240 个外部中断，并且具有 256级的可编程中断设置。但 STM32 并没有使用 CM3 内核的全部东西，而是只用了它的一部分。STM32 有 84 个中断，包括 16 个内核中断和 68 个可屏蔽中断，具有 16 级可编程的中断优先级。而我们常用的就是这 68 个可屏蔽中断，但是 STM32 的 68 个可屏蔽中断，在 STM32F103 系列上面，又只有 60 个（在 107 系列才有 68 个）。因为我们开发板选择的芯片是 STM32F103 系列的所以我们就只针对 STM32F103 系列这 60 个可屏蔽中断进行介绍。

五：结构体：

声明结构体类型：
Struct  结构体名{
成员列表;
}变量名列表；
例如： 
Struct U_TYPE {
Int BaudRate
Int   WordLength; 
}usart1,usart2;

在结构体申明的时候可以定义变量，也可以申明之后定义，方法是：
Struct  结构体名字    结构体变量列表  ;
例如：struct U_TYPE usart1,usart2; 

结构体成员变量的引用方法是：
结构体变量名字.成员名

结构体指针变量定义也是一样的，跟其他变量没有啥区别。
例如：struct U_TYPE *usart3；//定义结构体指针变量 usart1;
结构体指针成员变量引用方法是通过“->”符号实现，比如要访问 usart3 结构体指针指向的结
构体的成员变量 BaudRate,方法是：
Usart3->BaudRate;

六：MDK 中寄存器地址名称映射分析：

GPIOA 的寄存器的地址=GPIOA 基地址+寄存器相对 GPIOA 基地址的偏移值=PB2 总线的基地址+GPIOA 在 APB2 总线上的偏移地址+寄存器相对 GPIOA 基地址的偏移值；

七 ：STM32每个通用定时器都是完全独立，没有互享任何资源。