STM32标准外设库迁移至STM32Cube底层库

引言

STM32价值主张倡导提供完整和全面的固件库，为开发人员提供构建嵌入式应用程序的初始框架。

该框架的核心是众所周知的标准外设库（SPL），所有中间件组件都使用SPL来访问STM32外设。

多年来，STM32产品不断发展，为开发人员提供各种解决方案以平衡成本，功耗和性能，其中尤为出名的是STM32Cube底层（LL）驱动程序。

对于STM32微控制器应用的设计人员而言，轻松地升级微控制器型号和/或更换为另一种固件解决方案是一件至关重要的事情。由于SPL已经停止研发，随着产品需求和规格不断增长，对所使用的各种外设提出了额外的要求，因此，这种迁移通常必不可少。

本应用笔记介绍了从现有使用STM32 SPL开发的基于STM32的应用程序迁移到使用STM32Cube LL驱动程序的任何其他类型的微控制器的步骤。

本应用笔记汇总了将基于STM32 SPL的应用程序成功迁移到使用STM32Cube LL API所需的所有最重要信息。

它包含三个部分。

• STM32 SPL与STM32Cube LL架构概述：介绍两种解决方案以及二者之间的比较。
• STM32 SPL至STM32Cube LL手动迁移：详细说明了手动迁移基于标准外设库应用程序的步骤。
• STM32 SPL至STM32Cube LL自动迁移：利用SPL2LL-转换器迁移工具作为解决方案，自动迁移基于标准外设的应用程序。
  

1 STM32 SPL与STM32Cube LL架构概述

本节介绍STM32标准外设库（SPL）和STM32Cube LL的架构，对两种解决方案之间的主要差异进行对比和总结。

1.1 STM32 SPL

1.1.1 概述

CMSIS

STM32 SPL的CMSIS由两层组成：第一层是内核外设访问层，包含名称定义、地址定义和辅助API，用于访问内核Cortex-Mx寄存器和外设。第二层是STM32外设访问层，定义了设备的所有外设寄存器、位域和存储器映射。

STM32 SPL驱动程序

该库基于模块化编程方法构建，确保构建主应用程序的多个组件之间保持独立。使用此库即可在广泛的产品系列和评估板上实现轻松移植，只需对公共部分的代码进行最小的更改。

STM32 SPL驱动程序为每个外设提供驱动程序和头文件。每个驱动程序都包含一组涵盖所有外设功能的API。

通过检查所有库函数的输入值，还可以实现运行时故障检测。此类动态检查有助于增强软件的稳健性。因此，它适用于开发和调试用户应用程序。

1.1.2 包含模型

图 1 基于STM32 SPL的默认用户应用程序，介绍了文件包含模型。

每个STM32嵌入式外设都有一个源代码文件stm32yyxx_ppp.c和一个头文件stm32yyxx_ppp.h。

stm32yyxx_ppp.c文件包含使用PPP外设所需的所有固件API。

stm32yyxx_conf.h文件被视为用户文件，根据应用程序中使用的外设进行自定义和定制。在运行任何应用程序之前，使用此文件指定与库驱动程序连接的参数集。

表 1对用户基于STM32 SPL的应用程序所引用的上述文件进行重新分组和介绍

1.2 STM32Cube底层驱动程序

1.2.1 概述

作为STM32Cube固件HAL的一部分，底层（LL）驱动程序旨在提供面向专家的快速轻量级层，与HAL相比，更接近硬件。与HAL相反的是，对于不关注优化访问的外设而言，LL API并不适用。

底层（LL）驱动程序旨在提供：

• 一组函数，用于根据数据结构中指定的参数，对外设主要特性进行初始化
• 一组函数，用于使用每个字段的复位值填充初始化数据结构
• 函数，用于执行外设去初始化（外设寄存器恢复为默认值）
• 一组内联函数，用于直接和原子寄存器访问
• 由于LL驱动程序既可以在独立模式下使用（不使用HAL驱动程序），也可以在混合模式下使用（使用HAL驱动程序），因此完全独立于HAL
• 涵盖全部支持的外设特性。底层驱动程序基于STM32外设的可用功能提供硬件服务。表 2列出了底层范围涵盖的STM32嵌入式外设：
  

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