寄存器开发，HAL开发和LL开发的区别和参考代码

1，寄存器开发【难度值：难】

寄存器开发是一种直接访问微控制器寄存器的编程方法，它提供了对硬件的极大灵活性和直接控制。在寄存器级开发中，程序员通过直接写入和读取寄存器来配置和控制微控制器的外设，而不依赖高级的抽象层。

以下是寄存器级开发的一般步骤和示例：

1. 包含头文件

在程序中包含与目标微控制器系列相关的寄存器定义头文件。

#include "stm32f4xx.h"

2. 初始化时钟

配置系统时钟和外设时钟。

// 配置系统时钟
RCC->CR |= RCC_CR_HSEON;  // 启动外部高速时钟
// 等待HSE稳定
while (!(RCC->CR & RCC_CR_HSERDY)) {}
RCC->CFGR |= RCC_CFGR_SW_HSE;  // 切换系统时钟到HSE

3. 配置外设

直接写入外设寄存器进行配置。例如，配置GPIO引脚：

// 配置GPIO引脚
GPIOA->MODER |= GPIO_MODER_MODER5_0;  // 将引脚5配置为通用输出模式
GPIOA->OTYPER &= ~GPIO_OTYPER_OT_5;   // 将引脚5配置为推挽输出

4. 中断处理

如果使用中断，配置和实现中断处理函数。例如，配置USART中断：

// 配置USART中断
NVIC_SetPriority(USART1_IRQn, 0);
NVIC_EnableIRQ(USART1_IRQn);

5. 主循环

在主循环中进行任务处理。例如，使用USART进行通信：

while (1) 
{
  // 等待发送缓冲区就绪
  while (!(USART1->SR & USART_SR_TXE)) {}
  // 发送数据
  USART1->DR = data_to_send;
  // 等待接收缓冲区非空
  while (!(USART1->SR & USART_SR_RXNE)) {}
  // 接收数据
  received_data = USART1->DR;
}

在寄存器级开发中，程序员需要仔细阅读芯片手册和寄存器定义，了解寄存器的功能和配置方式。这样做的好处是可以对硬件有更直接的控制，但同时也需要更多的了解和小心处理硬件细节。

2，HAL库开发【难度值：易】

当使用HAL库进行开发时，主要是通过调用HAL库提供的函数来配置和控制STM32微控制器的外设。HAL库旨在提供一种跨STM32系列通用的接口，使得开发者可以以相对高层次的抽象水平来进行开发，而不必深入了解底层硬件的细节。

以下是使用HAL库进行开发的一般步骤：  

1. 初始化：在程序的开始阶段，通常会调用 `HAL_Init()` 来初始化HAL库。这个函数执行一些底层的初始化工作，包括设置系统时钟。

HAL_Init();

2. 系统时钟配置：使用 `HAL_RCC_ClockConfig()` 等函数来配置系统时钟。这涉及到选择和配置时钟源、设置分频器等。

// 配置系统时钟为最大频率
 HAL_RCC_ClockConfig(&RCC_ClkInitStruct, FLASH_LATENCY_5);

3. 外设初始化

对需要使用的外设进行初始化。这通常涉及使用 `HAL_InitTick()` 和 `HAL_MspInit()` 等函数来初始化一些必要的外设和中断。

// 初始化系统滴答定时器
HAL_InitTick(TICK_INT_PRIORITY);

4. 外设配置

使用HAL库提供的配置函数，例如 `HAL_UART_Init()`、`HAL_GPIO_Init()` 等，对外设进行配置。    

// 配置UART
UART_HandleTypeDef uart;
uart.Instance = USART1;
uart.Init.BaudRate = 115200;
uart.Init.WordLength = UART_WORDLENGTH_8B;
uart.Init.StopBits = UART_STOPBITS_1;
uart.Init.Parity = UART_PARITY_NONE;
uart.Init.Mode = UART_MODE_TX_RX;
uart.Init.HwFlowCtl = UART_HWCONTROL_NONE;
uart.Init.OverSampling = UART_OVERSAMPLING_16;
HAL_UART_Init(&uart);

5. 中断处理

如果使用中断，需要配置和实现相应的中断处理函数。HAL库提供了 `HAL_NVIC_SetPriority()` 等函数来配置中断优先级。

// 配置USART中断
    HAL_NVIC_SetPriority(USART1_IRQn, 0, 1);
    HAL_NVIC_EnableIRQ(USART1_IRQn);

6. 主循环

在主循环中处理任务。通常使用 `HAL_UART_Transmit()`、`HAL_UART_Receive()` 等函数来进行通信。

while (1) 
  {
    // 接收数据
    HAL_UART_Receive(&uart, rx_buffer, 1, HAL_MAX_DELAY);
    // 处理数据
    
    // 发送数据
    HAL_UART_Transmit(&uart, tx_buffer, sizeof(tx_buffer), HAL_MAX_DELAY);
  }

以上是使用HAL库进行STM32开发的一般步骤。HAL库提供了大量的函数和抽象，使得开发者能够相对轻松地进行STM32微控制器的开发，而不必深入研究底层硬件的复杂性。

3，LL库开发【难度值：中】  

LL库是HAL库的底层实现，提供了对STM32微控制器的底层寄存器级别的直接访问。LL库是HAL库的一部分，它的目标是提供对硬件的底层控制，同时保持相对较高的可移植性。

以下是使用LL库进行开发的一般步骤和示例：

1.包含头文件在程序中包含LL库相关的头文件。

#include "stm32f4xx_ll_gpio.h"
    #include "stm32f4xx_ll_rcc.h"

2. 初始化时钟

配置系统时钟和外设时钟。

LL_Init1msTick(SystemCoreClock);
    LL_SYSTICK_EnableIT();

3.配置外设

直接写入寄存器进行配置。例如，配置GPIO引脚：

// 配置GPIO引脚    
    LL_AHB1_GRP1_EnableClock(LL_AHB1_GRP1_PERIPH_GPIOA);
    LL_GPIO_SetPinMode(GPIOA, LL_GPIO_PIN_5, LL_GPIO_MODE_OUTPUT);
    LL_GPIO_SetPinSpeed(GPIOA, LL_GPIO_PIN_5, LL_GPIO_SPEED_FREQ_LOW);

4.中断处理

如果使用中断，配置和实现中断处理函数。例如，配置USART中断：

// 配置USART中断
    NVIC_SetPriority(USART1_IRQn, 0);
    NVIC_EnableIRQ(USART1_IRQn);

5. 主循环

在主循环中进行任务处理。例如，使用USART进行通信：

while (1) {
        // 发送数据
        while (!LL_USART_IsActiveFlag_TXE(USART1)) {}
        LL_USART_TransmitData8(USART1, data_to_send);


        // 等待接收数据
        while (!LL_USART_IsActiveFlag_RXNE(USART1)) {}
        received_data = LL_USART_ReceiveData8(USART1);
    }

使用LL库进行开发相对于使用寄存器级别的开发提供了更高的抽象层次，但仍然直接操作硬件寄存器。这使得LL库的使用更加直观，同时保持了相对较高的性能。

总的来说，新手推荐学习HAL，因为简单，网上资料也多，等对HAL有一定的基础之后，再学习LL库，LL库是直接操作寄存器的，代码比较精简，运行效率比较高，也是一种趋势。寄存器现在完全不推荐，因为ST官方都放弃了。   

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