HAL 固件库结构整理

提示：本文以STM32Cube_FW_H7_V1.5.0为例

部分解释

• CMSIS：微控制器软件接口标准 (CMSIS) 是 Cortex-M 处理器系列的与供应商无关的硬件抽象层。CMSIS 可实现与处理器和外设之间的一致且简单的软件接口，从而简化软件的重用，缩短微控制器开发人员新手的学习过程，并缩短新设备的上市时间。
• CMSIS-CORE：提供与 Cortex-M0、Cortex-M3、Cortex-M4、SC000 和 SC300 处理器与外围寄存器之间的接口
• CMSIS-DSP：是一个经过深入优化(手工)的通用数字信号处理函数库
• CMSIS-DAP：是USB调试器设备单元的一种固件实现
• CMSIS-NN：是一系列高效神经网络内核的集合

一、HAL 库根目录

文件夹名称	作用	备注
Documentation	HAL库帮助文档	讲述如何使用固件库编写程序
Drivers	官方的 CMSISI 库，HAL 库，板载外设驱动	主要使用
Middlewares	中间件，包含 ST 官方的 STemWin、 STM32_Audio、STM32_USB_Device_Library、STM32_USB_Host_Library；也有第三方的 fatfs 文件系统等等	-
Projects	用驱动库写的针对官方发行 demo 板的例子和工程模板	可以以这里的模板为框架
Utilities	实用的公用组件	如 LCD_LOG 实用液晶打印调试信息
其他	版本说明，固件库介绍等

二、主要文件介绍

1、Drivers

a、CMSIS（编程必用）

• CMSIS/Core*
  • CMSIS-Core 的相关文件
• CMSIS/DAP
  • CMSIS-DAP 相关的文件和例子
• CMSIS/DSP
  • CMSIS-DSP 相关文件
• CMSIS/Lib
  • DSP函数库
• CMSIS/NN
  • CMSIS-NN 相关文件
• CMSIS/RTOS
  • 实时操作系统头文件（Cortex-M）
• CMSIS/RTOS2
  • 实时操作系统相关文件（Cortex-M和Armv8-M）
• CMSIS/docs
  • CMSIS下文件的文档，网页版的

• CMSIS/Driver（使用最多）
  • 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
  • system_stm32h7xx.c 文件
    • 文件路径：Drivers\CMSIS\Device\ST\STM32H7xx\Source\Templates
    • 该文件包含STM32芯片上电后初始化系统时钟，扩展外部存储器用的函数
  • 启动文件
    • 文件路径：Drivers\CMSIS\Device\ST\STM32H7xx\Source\Templates
    • 该文件夹下还包含arm，gcc，iar文件夹，这些文件夹下包含了对应编译平台下的汇编启动文件，比如startup_stm32h743xx.s文件
  • stm32h7xx.h文件
    • 文件路径：Drivers\CMSIS\Device\ST\STM32H7xx\Include
    • 是STM32芯片底层相关的文件，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HAL库的地方都需要包含这个头文件
• CMSIS/Include（使用最多）
  • 是位于CMSIS标准的核内设备函数层的Cortex-M核通用的头文件
  • 作用是为那些采用Cortex-M核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。
  • 这些文件在其他公司的Cortex-M系列芯片也是相同的
  • 在core_cm7.h文件中包含了“stdint.h”头文件，该文件是一个ANSI C文件，是独立于处理器之外的，位于RVMDK软件的安装目录下，主要是提供一些类型定义
    • 文件路径：keil5.3\ARM\ARMCC\include
    • 建议以后编程中使用int8_t这种类型定义

b、STM32H7xx_HAL_Driver（编程常用）

• 作用
  • 这部分的文件属于CMSIS之外的，芯片片上外设部分，是ST的HAL库的主要内容，操作外设就需要这里的文件
    • 每个外设对应一个.c和.h文件，比如GPIO的操作
  • src
    • 每个外设设备的驱动源程序
  • inc
    • src中文件对应的头文件

2、Projects（参考模板）

• \Projects\STM32H743I-EVAL\Templates 下有一些模板，在编程的时候可以用到，比如下面的比较常用
  • Projects\STM32H743I-EVAL\Templates\Src下的stm32h7xx_it.c
    • 该文件是专门用来编写中断服务函数的，期中该文件已经定义了一些系统异常的接口，其他的普通中断服务函数由自己添加，接口的名字在汇编启动文件中可以找到
  • Projects\STM32H743I-EVAL\Templates\Inc下的stm32h7xx_hal_conf.h和stm32h7xx_it.h
    • stm32h7xx_hal_conf.h文件是个配置文件，可以根据芯片用于增减ST库的外设文件
    • stm32h7xx_hal_conf.h中还有一些关于函数入参检查的函数定义，内容是空的，可以自己来写功能，待测试完成后在这里将调试关闭即可

3、其他

• 目前未使用，用到再写

三、附接口调用关系图

参考资料：

1、【野火】《STM32 HAL 库开发实战指南—基于H743_Pro》.pdf

2、STM32Cube_FW_H7_V1.5.0

3、https://www.eefocus.com/freescale007/blog/13-07/295486_07c15.html