HAL库介绍

HAL 库（Hardware Abstraction Layer，硬件抽象层）和标准库（Standard Peripheral Library，标准外设库，又称为 SPL）都是 STM32 微控制器的固件库。它们的主要区别在于结构和抽象级别。

1.HAL 库： HAL 库是 STMicroelectronics（ST）提供的较新的库。它提供了一套统一的 API，用于访问 STM32 系列微控制器的外设。HAL 库的目的是简化固件开发，让开发者更加关注应用层逻辑，而无需深入了解底层硬件。

HAL 库的特点：

• 跨平台支持：支持 STM32 全系列微控制器。
• 结构统一：为所有外设提供统一的 API 和驱动结构。
• 易于使用：简化了许多硬件操作，使得开发者可以快速上手。
• 与 STM32CubeMX 工具集成：STM32CubeMX 可以自动生成 HAL 库的初始代码，方便开发者配置硬件。

2.标准库（SPL）： 标准库是 STMicroelectronics（ST）较早推出的库，提供了访问 STM32 外设的底层驱动。它在设计上更接近寄存器操作，为开发者提供了更多的控制权，但是相对复杂一些。

标准库的特点：

• 针对特定平台：针对不同的 STM32 系列提供相应的库。
• 底层驱动：为外设提供底层的驱动接口，更接近硬件操作。
• 控制精细：提供了更多的硬件控制选项，但相应地要求开发者具备较高的硬件知识。
• 学习曲线较陡：由于其底层性质，开发者需要花费更多的时间学习和理解。

总结： HAL 库和标准库都可以实现 STM32 的固件开发，但它们具有不同的抽象级别和设计哲学。HAL 库更加易于使用，与 STM32CubeMX 工具集成，并支持跨平台开发。相比之下，标准库提供了更底层的硬件控制，但学习曲线较陡。根据开发者的经验和项目需求，可以选择适合的库进行开发。

对于初学者来说，HAL库更容易学习。原因如下：

• 抽象级别：HAL库提供了更高级别的抽象，封装了许多底层的硬件操作。因此，初学者可以在较短的时间内掌握库的使用方法，并集中精力在应用层逻辑的开发上。
• 统一API：HAL库为STM32系列微控制器提供了统一的API和驱动结构。这使得初学者在学习一个系列的STM32微控制器后，可以更容易地迁移到其他系列。
• STM32CubeMX集成：STM32CubeMX是一个图形化的工具，可以帮助初学者快速配置硬件外设，并自动生成初始代码。这大大简化了项目的启动过程，提高了开发效率。
• 更丰富的文档和教程：由于HAL库是ST官方推荐的库，因此在网络上有大量的文档、教程和示例代码。这些资源可以帮助初学者更快地了解和学习HAL库的使用。

尽管HAL库在学习曲线上相对较平缓，但它并不是完美的。由于其抽象级别较高，某些情况下可能会遇到性能问题或者不够灵活的控制。然而，对于初学者来说，从HAL库开始学习是一个更好的选择，因为它可以让开发者更快地上手并专注于应用层逻辑。随着经验的积累，开发者可以逐渐深入了解底层硬件，以便在需要时进行更精细的控制。

HAL库的优点很多，但缺点也比较明显，由于HAL库为了硬件做了很多兼容工作，对代码的健壮性做了很多处理，因此HAL库硬件的运行效率没有标准库那么高。但通过LL库与HAL库的搭配使用，就可以解决我们对软件运行效率苛求的一些问题。

HAL属于驱动层，可以通过ST官方的CubeMX工具，通过HAL硬件抽象层接口就可以实现与中间层的第三方库耦合，进行添加和抽离。从而避免了中间层的组件直接与硬件打交道。这样大大提高了工程的复用性，可以使同一套代码在不同的硬件开发板中进行使用。

 

F4相对于F1芯片附带了DSP和FPU

• DPS：数字信号处理单元
• FPU：浮点运算单元

注：STM32单片机对于数字信号处理，是通过内核的DSP指令集来提供支持的。

• 固件包中的文件夹
  • 1、Documentation 文件夹：说明文档，如何使用HAL库固件包。
  • 2、Drivers 文件夹：包含BSP\CMSIS\HAL_Driver这三个文件夹。其中，BSP为官方开发板的支持库包。CMSIS为前面讲述的CMSIS 标准除外设驱动外的各种接口库。HAL_Driver就是HAL库驱动包了。
  • 3、Middlewares：中间件，提供一些对硬件的服务。其中ST文件夹下为ST官方的中间件，包含emWIN图形界面库和USB主\从机接口库。Third_Party为第三方的中间件，如FatFs文件系统、FreeRTOS实时系统、LwIP网络协议栈。
  • 4、Projects：官方开发板的各种工程实例，包含各种外设如何使用，以及外设与中间件的耦合。非常有参考价值。
  • 5、Utilities：通用的一些文件，比如官方实例中用到的一些音频、视频、字库资料。不重要。