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STM32固件库详解

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STMCU-管管 发布时间:2020-9-4 09:58
以下内容请大家打开STM32标准库文件配合阅读。
- J  R% p+ J7 s, o! m. ]1 D

解压库文件后进入其目录:

"STM32F4xx_DSP_StdPeriph_Lib_V1.5.1\"


3 n; p: O5 C2 H7 }

软件库各文件夹的内容说明见图 92。

92.png


. a8 i6 J" N3 R! `( J

图 92 ST标准库    目录:STM32F4xx_DSP_StdPeriph_Lib_V1.5.1\

! Q" H' g( F' L- o- f! ^+ a' O

    Libraries:文件夹下是驱动库的源代码及启动文件。

    Project :文件夹下是用驱动库写的例子和工程模板。

    Utilities:包含了基于ST官方实验板的例程,以及第三方软件库,如emwin图形软件库、fatfs文件系统。

    MCD-ST Liberty…:库文件的License说明。

    Release_Note.html::库的版本更新说明。

    stm32f4xx_dsp_stdperiph…: 库帮助文档,这是一个已经编译好的HTML文件,主要讲述如何使用驱动库来编写自己的应用程序。说得形象一点,这个HTML就是告诉我们:ST公司已经为你写好了每个外设的驱动了,想知道如何运用这些例子就来向我求救吧。不幸的是,这个帮助文档是英文的,这对很多英文不好的朋友来说是一个很大的障碍。但这里要告诉大家,英文仅仅是一种工具,绝对不能让它成为我们学习的障碍。其实这些英文还是很简单的,我们需要的是拿下它的勇气。

/ n/ b( U0 S1 b# m" r+ g$ p6 i

在使用库开发时,我们需要把libraries目录下的库函数文件添加到工程中,并查阅库帮助文档来了解ST提供的库函数,这个文档说明了每一个库函数的使用方法。

/ w; o) k. ^/ X5 H# E

进入Libraries文件夹看到,关于内核与外设的库文件分别存放在CMSIS和STM32F4xx_StdPeriph_Driver文件夹中。

先看看CMSIS文件夹。

# p# ^# T  V! _

STM32F4xx_DSP_StdPeriph_Lib_V1.5.1\Libraries\CMSIS\文件夹下内容见图 93。

' `6 J. I5 ?) F3 m9 m

93.png

& e' O; K" t  [8 K5 |

图 93 CMSIS文件夹内容目录:Libraries\CMSIS\

$ O9 |, Q/ ^  n% f7 s

其中Device与Include中的文件是我们使用得最多的,先讲解这两个文件夹中的内容。


1 g* n" i  S7 K4 a% u. ?

1.    Include文件夹3 G: O' k% l; p6 [( a" [; ]- D7 x

在Include文件夹中包含了的是位于CMSIS标准的核内设备函数层的Cortex-M核通用的头文件,它们的作用是为那些采用Cortex-M核设计SOC的芯片商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(类似我们前面写的stm32f4xx.h文件,但定义的是内核部分的寄存器)。这些文件在其它公司的Cortex-M系列芯片也是相同的。至于这些功能是怎样用源码实现的,可以不用管它,只需把这些文件加进我们的工程文件即可,有兴趣的朋友可以深究,关于内核的寄存器说明,需要查阅《cortex_m4_Technical Reference Manual》及《Cortex™-M4内核参考手册》文档,《STM32参考手册》只包含片上外设说明,不包含内核寄存器。


+ ~# q: l/ [  x

我们写STM32F4的工程,必须用到其中的四个文件:core_cm4.h、core_cmFunc.h、corecmInstr.h、core_cmSimd.h,其它的文件是属于其它内核的,还有几个文件是DSP函数库使用的头文件。

# @- v2 N+ C" M9 g8 |1 }

core_cm4.c文件有一些与编译器相关条件编译语句,用于屏蔽不同编译器的差异。里面包含了一些跟编译器相关的信息,如:"__CC_ARM "(本书采用的RVMDK、KEIL),"__GNUC__ "(GNU编译器)、"ICC Compiler" (IAR编译器)。这些不同的编译器对于C嵌入汇编或内联函数关键字的语法不一样,这段代码统一使用"__ASM、__INLINE"宏来定义,而在不同的编译器下,宏自动更改到相应的值,实现了差异屏蔽,见代码清单91。

0 n5 r, n. C' \
93.5.png 4 ^1 e, G2 `" O! i6 H1 n


/ t/ H* H) C8 I; @& C

代码清单91:core_cm3.c文件中对编译器差异的屏蔽


: t# A# k, X6 m4 O8 Q. o' e' a

  1. 1 #if defined ( __CC_ARM )
    : Y! L; [7 R' ?% F* l/ d
  2. 4 y# k; L2 b9 r+ |' N6 y- `+ m
  3. 2 #define __ASM __asm /*!< asm keyword for ARM Compiler */
    : m0 z2 b8 i+ }: P

  4. ! v5 |1 o9 J' g; p! l9 z* D9 P
  5. 3 #define __INLINE __inline /*!< inline keyword for ARM Compiler*/# x" B$ p# R% w5 h4 s
  6. ; `, h/ X# s1 \. E
  7. 4 #define __STATIC_INLINE static __inline
    6 k3 `& o' P% s) L
  8. 4 w4 e9 c, A2 E  e
  9. 5/ o8 p( j# M% ~: H

  10. ' S- G/ i  f5 ?* W! z% w
  11. 6 #elif defined ( __GNUC__ )
    : E# }& U9 u' _- E0 h  j- t8 Y
  12. 1 h0 T& a) N# Y9 `- M/ Y
  13. 7 #define __ASM __asm /*!< asm keyword for GNU Compiler */
    # l# p3 H* v. [: n
  14. 7 o2 I- e$ b5 X* x2 E
  15. 8 #define __INLINE inline /*!< inline keyword for GNU Compiler */
      {& {/ s1 i' X9 a; d

  16. / y* ~- U* w3 ]: r/ Y' F2 P* f
  17. 9 #define __STATIC_INLINE static inline" }. K5 f( [6 h; D6 y: [9 q
  18. ! S. ^1 d: I* s* q7 a
  19. 100 y- l" A7 T; @0 N4 L

  20. 2 K. d9 O* a5 m9 c/ v9 j) c/ `* f% U8 T
  21. 11 #elif defined ( __ICCARM__ )& J5 m; k. c# q/ B# h
  22. : H2 N' l- `. B: _7 Q5 t
  23. 12 #define __ASM __asm /*!< asm keyword for IAR Compiler */
    ' @) [% \- M5 D

  24. ; _+ F% g* D5 t1 c2 e5 B0 C
  25. 13 /*!< inline keyword for IAR Compiler. */
    ) D  Q5 L5 l: S: d9 Q
  26. * u, S+ J: T3 ?$ K5 _9 B
  27. 14 #define __STATIC_INLINE static inline
    - o5 f; o. h8 {% M! j9 L% R* V
  28. 8 {3 q6 W% |! `6 U
  29. 15 #define __INLINE inline
      k* n4 [% H6 I! k1 i
  30. 0 d- {5 F/ j  W9 z4 M$ B, r
  31. 16
    $ }+ `3 d" `  b$ R+ K
  32. ! O: K- l! N! V* r9 X
  33. 17 #elif defined ( __TMS470__ )
    5 f2 {4 e- X' a; q4 U5 ^2 g6 @/ w
  34. ' s! x; x1 k* \; w% H& w# T
  35. 18 #define __ASM __asm /*!< asm keyword for TI CCS Compiler */
    2 t" z" B1 y3 {7 r3 W+ m
  36.   L1 W- J" i0 X7 q/ ~$ j4 x
  37. 19 #define __STATIC_INLINE static inline& j0 l$ b" b. Z  Q: t
  38. ! l! {' d& N" z! ]  k4 r0 c" w
  39. 202 V: u4 h: w: P  H1 ]( ~/ I
  40. 4 Y# n* [/ q% c7 I- O1 U
  41. 21 #elif defined ( __TASKING__ )
    ! E2 a# {/ A9 O

  42. : j8 w( A5 d; b* B
  43. 22 #define __ASM __asm /*!< asm keyword for TASKING Compiler */# A9 y3 T: `8 L
  44. " O* ^" a/ e  f' B0 i8 J
  45. 23 #define __INLINE inline /*!< inline keyword for TASKING Compiler */4 S/ d: W5 J5 o
  46. 9 t+ ]+ ?+ B% u8 u- Z8 M4 f6 K0 R
  47. 24 #define __STATIC_INLINE static inline
    ! T# ^8 F- a) z
  48. ; K- g9 q+ m& S
  49. 251 i. h( g3 ^( X
  50.   C" X4 n& v3 E0 H3 c$ W% ?
  51. 26 #elif defined ( __CSMC__ )
    2 u+ A$ G+ s6 t/ [/ L

  52. " U3 ~* w6 {  G! Y: O" Q% p7 P
  53. 27 #define __packed$ H" Q" g3 W9 E2 w
  54. 1 }, a% J3 ^" q' H! c7 o0 N2 r  f% G
  55. 28 #define __ASM _asm /*!< asm keyword for COSMIC Compiler */% ^! O- O1 ]1 ^3 H/ ]

  56. 4 I; P5 K$ @, g9 b, d' O1 e
  57. 29 /*use -pc99 on compile line !< inline keyword for COSMIC Compiler */( S3 b7 D8 ?( O
  58. * G5 r* }: G8 Q) l1 a5 g2 |
  59. 30 #define __INLINE inline
    # e9 q1 b* J& s3 d" |! T

  60. * `0 ?/ a( n# @! T
  61. 31 #define __STATIC_INLINE static inline* H* |' a. ^# w9 l9 T$ H! [

  62. 4 ?" O) j/ L3 }8 `4 M
  63. 32
    ) J$ O: R$ @; k7 m8 i# N5 ]
  64. ) ]8 n. C4 X) o( t$ t+ d2 v
  65. 33 #endif
复制代码

$ M  h( z% Y8 n5 Y

较重要的是在core_cm4.c文件中包含了"stdint.h"这个头文件,这是一个ANSI C 文件,是独立于处理器之外的,就像我们熟知的C语言头文件"stdio.h"文件一样。位于RVMDK这个软件的安装目录下,主要作用是提供一些类型定义。见代码清单92。

5 W8 [0 ]$ U! y# F$ n" z. j

代码清单92:stdint.c文件中的类型定义


; V. e$ ]1 K  J

  1. 1.    /* exact-width signed integer types */    g) a, K6 U1 V8 z0 }6 f
  2. ' S8 t1 S! P' b- [) w3 ]- B' B
  3. 2.    typedef   signed          char int8_t;   
    ( b0 O; Q' `3 N$ @" R- N, `  f
  4. 1 \2 c# O) K. d4 M; x  I% H' b- Q
  5. 3.    typedef   signed short     int int16_t;   
    5 h  u/ ?0 g6 _* ~" f
  6. : q7 [8 R1 F  `4 i$ h2 q6 }
  7. 4.    typedef   signed           int int32_t;   2 ?: m$ i/ p& u- M# `6 l
  8. % W' }* v& ?, r# B" g! W
  9. 5.    typedef   signed       __int64 int64_t;   / x0 _( E  j5 P' X4 i2 I

  10. ( c0 N: M/ G( r; }
  11. 6.      5 A2 X* k" G- V; ~% Y' `3 g7 I
  12. 6 P$ c" w- ~7 w7 n, X
  13. 7.    /* exact-width unsigned integer types */  ( ~1 v7 C1 @! R* M: o3 \- u' c# Z" K
  14. 5 P9 m% J9 r* p, Y6 _- j9 v
  15. 8.    typedef unsigned          char uint8_t;   + o! A* p2 F9 r- ]) C, T/ S
  16. ; b4 E) r3 c, H5 H
  17. 9.    typedef unsigned short     int uint16_t;   1 `" m8 e* {2 E0 K% D
  18. ( n8 D' U" D& I2 z) F
  19. 10.    typedef unsigned           int uint32_t;   ) \; @% a9 i0 j7 ]0 w& u/ r) O
  20. * J( w0 s& S* u0 n( K6 h9 g
  21. 11.    typedef unsigned       __int64 uint64_t;  
复制代码
% j5 X5 K/ T8 _$ ^, j& x

+ o9 a, ^$ n9 u2 U

这些新类型定义屏蔽了在不同芯片平台时,出现的诸如int的大小是16位,还是32位的差异。所以在我们以后的程序中,都将使用新类型如uint8_t 、uint16_t等。

% {( B) w! |. p# g

在稍旧版的程序中还经常会出现如u8、u16、u32这样的类型,分别表示的无符号的8位、16位、32位整型。初学者碰到这样的旧类型感觉一头雾水,它们定义的位置在STM32f4xx.h文件中。建议在以后的新程序中尽量使用uint8_t 、uint16_t类型的定义。

' i- d& ?7 A* m

core_cm4.c跟启动文件一样都是底层文件,都是由ARM公司提供的,遵守CMSIS标准,即所有CM4芯片的库都带有这个文件,这样软件在不同的CM4芯片的移植工作就得以简化。


+ X7 @4 w0 x6 E" C3 S8 s4 M

2.    Device文件夹8 J6 k  |- H8 s8 K  C

在Device文件夹下的是具体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,这是由ST公司提供的。

  P7 E5 q, n) v  w3 R# T$ I) a' F

    system_stm32f4xx.c文件

3 |3 v7 V* p+ j1 M5 n

文件目录:\Libraries\CMSIS\Device\ST\STM32F4xx\Source\Templates

; B" A: `3 l+ J3 _

这个文件包含了STM32芯片上电后初始化系统时钟、扩展外部存储器用的函数,例如我们前两章提到供启动文件调用的"SystemInit"函数,用于上电后初始化时钟,该函数的定义就存储在system_stm32f4xx.c文件。STM32F429系列的芯片,调用库的这个SystemInit函数后,系统时钟被初始化为180MHz,如有需要可以修改这个文件的内容,设置成自己所需的时钟频率。


+ ]: |$ e/ ?- f, q: E8 _

    启动文件


$ m7 v6 Y% N. n

文件目录:Libraries\CMSIS\Device\ST\STM32F4xx\Source\Templates


* M* Z" h$ s# Q$ l# {. n' R

在这个目录下,还有很多文件夹,如"ARM"、"gcc_ride7"、"iar"等,这些文件夹下包含了对应编译平台的汇编启动文件,在实际使用时要根据编译平台来选择。我们使用的MDK启动文件在"ARM"文件夹中。其中的"strartup_stm32f429_439xx.s"即为STM32F429芯片的启动文件,前面两章工程中使用的启动文件就是从这里复制过去的。如果使用其它型号的芯片,要在此处选择对应的启动文件,如STM32F446型号使用"startup_stm32f446xx.s"文件。

/ M# R9 b; k# x+ m# G

    stm32f4xx.h文件


, d, M5 e; W" T) `, O

文件目录: Libraries\CMSIS\Device\ST\STM32F4xx\Include


6 ~* z6 C# {5 K' @" ?

stm32f4xx.h 这个文件非常重要,是一个STM32芯片底层相关的文件。它是我们前两章自己定义的"stm32f4xx.h"文件的完整版,包含了STM32中所有的外设寄存器地址和结构体类型定义,在使用到STM32标准库的地方都要包含这个头文件。

CMSIS文件夹中的主要内容就是这样,接下来我们看看STM32F4xx_StdPeriph_Driver文件夹。


+ p( F: n% p4 R1 D$ ]& A

3.    STM32F10x_StdPeriph_Driver文件夹8 z7 d7 e. ]6 P- }6 ^

文件目录:Libraries\STM32F4xx_StdPeriph_Driver

# P4 I2 p' w+ j; V

进入libraries目录下的STM32F4xx_StdPeriph_Driver文件夹,见图 94。

94.png

图 94 外设驱动

& X6 Y0 y8 E. @; q/ a- @) R) u( ~

STM32F4xx_StdPeriph_Driver文件夹下有inc(include的缩写)跟src(source的简写)这两个文件夹,这里的文件属于CMSIS之外的的、芯片片上外设部分。src里面是每个设备外设的驱动源程序,inc则是相对应的外设头文件。src及inc文件夹是ST标准库的主要内容,甚至不少人直接认为ST标准库就是指这些文件,可见其重要性。

$ V5 d7 U) }, Y+ W* w

在src 和inc文件夹里的就是ST公司针对每个STM32外设而编写的库函数文件,每个外设对应一个 .c 和 .h 后缀的文件。我们把这类外设文件统称为:stm32f4xx_ppp.c 或stm32f4xx_ppp.h文件,PPP表示外设名称。如在上一章中我们自建的stm32f4xx_gpio.c及stm32f4xx_gpio.h文件,就属于这一类。


5 ^" y5 v( j) Q* y9 O& D

如针对模数转换(ADC)外设,在src文件夹下有一个stm32f4xx_adc.c源文件,在inc文件夹下有一个stm32f4xx_adc.h头文件,若我们开发的工程中用到了STM32内部的ADC,则至少要把这两个文件包含到工程里。见图 95。

  N* r) U% G: V- V$ i9 }- u7 g

95.png

图 95 驱动的源文件及头文件

. y: E8 q# q; D8 y, Q/ P2 t

这两个文件夹中,还有一个很特别的misc.c文件,这个文件提供了外设对内核中的NVIC(中断向量控制器)的访问函数,在配置中断时,我们必须把这个文件添加到工程中。


  Z- |  t/ a! x3 k" c0 Z* x

4.    stm32f4xx_it.c、 stm32f4xx_conf.h文件
& A7 M  r; m  b& L0 `) J* }0 q2 F

文件目录:STM32F4xx_DSP_StdPeriph_Lib_V1.5.1\Project\STM32F4xx_StdPeriph_Templates

. G  W! e/ l' {. N0 U

在这个文件目录下,存放了官方的一个库工程模板,我们在用库建立一个完整的工程时,还需要添加这个目录下的stm32f4xx_it.c、stm32f4xx_it.h、stm32f4xx_conf.h这三个文件。


, h# x4 N8 q; i4 G+ N" e

stm32f4xx_it.c:这个文件是专门用来编写中断服务函数的,在我们修改前,这个文件已经定义了一些系统异常(特殊中断)的接口,其它普通中断服务函数由我们自己添加。但是我们怎么知道这些中断服务函数的接口如何写?是不是可以自定义呢?答案当然不是的,这些都有可以在汇编启动文件中找到,在学习中断和启动文件的时候我们会详细介绍


* P8 k# P( w; q* T, j) f3 h- Y/ v

stm32f4xx_conf.h:这个文件被包含进stm32f4xx.h 文件。ST标准库支持所有STM32F4型号的芯片,但有的型号芯片外设功能比较多,所以使用这个配置文件根据芯片型号增减ST库的外设文件。见代码清单93,针对STM32F429和STM32F427型号芯片的差异,它们实际包含不一样的头文件,我们通过宏来指定芯片的型号。


, [9 l' [3 M( |1 m8 `: d

代码清单93 stm32f4xx_conf.h文件配置软件库

  1. 1- Y" R* M5 E; U3 _) o) p% [; L5 r* |

  2. 3 x# W& x. t1 n; I& t; z: g/ N
  3. 2 #if defined (STM32F429_439xx) || defined(STM32F446xx)
    " g. f% J4 O8 e" j4 |

  4. 1 _" m; k4 q9 ^. T+ ~, a4 |
  5. 3 #include "stm32f4xx_cryp.h"
    4 ]) z! j% U& W) V( H

  6. & l7 p( t. N1 X" {5 C5 O- C
  7. 4 #include "stm32f4xx_hash.h"8 X. X' }' r+ C- E) T
  8. * ]( _8 W- t/ F5 k: i% J
  9. 5 #include "stm32f4xx_rng.h"
    & d+ S5 b+ r0 u
  10. * c) ]5 n5 _0 t# e$ {; X
  11. 6 #include "stm32f4xx_can.h", R1 e: a3 D0 ^  s3 Q+ I

  12. 0 k- w% g! }4 }$ u3 ?8 w8 [
  13. 7 #include "stm32f4xx_dac.h"
    " p/ |( j& A# u' ?; I$ Z6 Z
  14. ! @  L/ U1 A" J1 j& j& k- u
  15. 8 #include "stm32f4xx_dcmi.h", ?8 T2 ?. ~6 L6 o' @8 c3 E' ]
  16. ! x, P" |5 ?  y% ^, k* T
  17. 9 #include "stm32f4xx_dma2d.h"1 W. C" V0 O6 s% [9 k

  18. 9 c. ^. u8 _/ L; `
  19. 10 #include "stm32f4xx_fmc.h"
    3 L' v5 M! _$ ^( |6 g1 ]; S
  20. ; V$ A. p8 f$ M0 \: c; x' `
  21. 11 #include "stm32f4xx_ltdc.h"" l: [, K1 {) r" m2 V* H2 k

  22. ; f3 g, K' ?- e5 N' w: M0 A% i8 ~1 H
  23. 12 #include "stm32f4xx_sai.h"
    - `3 K$ Z4 T  g8 |
  24. 6 }* n% A) o7 v
  25. 13 #endif /* STM32F429_439xx || STM32F446xx */
    * P% b) ]6 Q8 }& b

  26. " [2 t0 a6 ?. q
  27. 14
    5 r" [; C" K+ \1 [

  28. % \, F: z! Q3 i9 [; T; K+ m
  29. 15 #if defined (STM32F427_437xx)' t9 ]9 P- A! W5 _
  30. + t- ^8 A% S% @- K1 q
  31. 16 #include "stm32f4xx_cryp.h"
    7 O/ v; E; T& @1 b3 O1 A
  32. ' \( o* U$ z; `) v
  33. 17 #include "stm32f4xx_hash.h"' |2 V' ?, S; e
  34. ) M4 p6 [7 c) Z; m8 a
  35. 18 #include "stm32f4xx_rng.h"5 }9 C3 z+ P: u% d7 q, a/ W

  36. , i; G0 ^9 w9 p, ]  n
  37. 19 #include "stm32f4xx_can.h"- M" T. g* U( F2 ?* m3 b& M/ Q3 H

  38. 1 r5 a; E" f6 H& x  U6 U5 I" D
  39. 20 #include "stm32f4xx_dac.h"2 K' o4 h: t- i6 X5 a3 C( ?

  40. 0 o( Y) z9 ^# L6 n9 Z
  41. 21 #include "stm32f4xx_dcmi.h"( T% R) w1 Z* J6 D  m

  42. 7 t! r# o% H3 u7 ?
  43. 22 #include "stm32f4xx_dma2d.h"/ F8 W7 H/ f5 |# L; d- E; b

  44. - I) ?. q1 N7 ~* I5 u, b( s% g" @& f
  45. 23 #include "stm32f4xx_fmc.h"
    4 a3 \" ]4 _% D# {+ `: ?

  46. 8 k% C" Q5 e2 D3 e! h
  47. 24 #include "stm32f4xx_sai.h"# R: o- g" @2 ^1 O' X
  48. " \; g6 p8 _+ Q1 c, ~
  49. 25 #endif /* STM32F427_437xx */4 f; g: d& I3 I  t, Y
  50. 3 k0 C* v' `2 @& n( b6 B
  51. 269 f0 F- \+ S2 {. V

  52. 6 ~0 O' W1 c6 v& ~
  53. 27 #if defined (STM32F40_41xxx)
复制代码

, }. y/ }; \6 [% A% g
0 H& ~$ c3 s5 L8 |

stm32f4xx_conf.h这个文件还可配置是否使用"断言"编译选项,见代码清单 94。


: b/ [5 {; f7 B8 J9 ?

代码清单 94 断言配置


7 E2 K8 w) s) L2 J- D7 V

  1. 1 #ifdef USE_FULL_ASSERT
    % C4 W- |: V" L& X. {% e& ^6 f

  2. 4 V+ B4 p; t# v0 m, K
  3. 25 _, F) }4 s% ]) I9 p0 h2 F
  4. 6 @5 x& N' X" p/ C3 ~) ]6 m+ }) l9 P+ O
  5. 3 /**
    9 H: T# i( ?0 B  A- J

  6. ( U- T) w# [2 x5 W4 h  J
  7. 4 * @brief The assert_param macro is used for parameters check.7 T# Q. d; H+ I# A0 A8 M
  8. 7 d9 h5 P; Q: o
  9. 5 * @param expr: If expr is false, it calls assert_failed function! r! w: f  T/ W# W
  10. 5 C% _1 L! T' G2 v
  11. 6 * which reports the name of the source file and the source" ~6 N3 |$ ^% a* M% ~

  12. 8 m. P1 K" K* T8 N% e1 H- s
  13. 7 * line number of the call that failed.
    0 a" w0 d% G" Z) z/ E7 Z

  14. - l! [0 j' `0 B
  15. 8 * If expr is true, it returns no value.8 h& A5 K' z  ?" I. i! z6 H

  16. * I3 G4 x# t; L) }8 n0 h) y
  17. 9 * @retval None, U" U' z0 `5 Z8 P

  18. 0 X+ p' |( z; V
  19. 10 */& _: c  O9 D" f# u/ A

  20. % w8 _' w2 V2 J% W9 X2 B
  21. 11 #define assert_param(expr) ((expr) ? (void)0 : assert_failed((uint8_t *)__FILE__, __LINE__))
    9 p" {4 n: i6 ~4 T

  22. # x6 B$ X3 D9 {% V9 p
  23. 12 /* Exported functions ---------------------------------- */
      B0 k" b' n  y7 i9 C% O- I
  24.   K1 B- \& K5 w7 O( M4 ^" E
  25. 13 void assert_failed(uint8_t* file, uint32_t line);" J5 M! I8 M) \% F% B
  26. $ f; l) ?0 n3 G, ?
  27. 14 #else% @1 E) r* i' e! G# Z: v3 C1 v
  28. $ ^1 i- l. n+ N/ b8 W! L
  29. 15 #define assert_param(expr) ((void)0)
    9 G  k8 p$ @7 j7 [/ d

  30. 4 c1 a2 G8 F7 R2 C0 ?& M
  31. 16 #endif /* USE_FULL_ASSERT */
复制代码
5 ~8 y# {- N, {

1 a; y9 r' s+ G- k# K- M6 o. o

在ST标准库的函数中,一般会包含输入参数检查,即上述代码中的"assert_param"宏,当参数不符合要求时,会调用"assert_failed"函数,这个函数默认是空的。

" \- h$ n, Q; R0 W1 `* P

实际开发中使用断言时,先通过定义USE_FULL_ASSERT宏来使能断言,然后定义"assert_failed"函数,通常我们会让它调用printf函数输出错误说明。使能断言后,程序运行时会检查函数的输入参数,当软件经过测试,可发布时,会取消USE_FULL_ASSERT宏来去掉断言功能,使程序全速运行。


$ D5 D$ z4 t; B8 V- K+ h

9.1.2 库各文件间的关系
' }2 K2 [$ M1 C9 n$ |! @& G

前面向大家简单介绍了各个库文件的作用,库文件是直接包含进工程即可,丝毫不用修改,而有的文件就要我们在使用的时候根据具体的需要进行配置。接下来从整体上把握一下各个文件在库工程中的层次或关系,这些文件对应到CMSIS标准架构上。见图 96。

  W* v2 v; t& t


1 O4 J6 P- e. W4 }

96.png

                                                                 
      图 96 库各文件关系

8 y' E& H. R5 ]+ G$ E0 b5 Y

图 96描述了STM32库各文件之间的调用关系,这个图省略了DSP核和实时系统层部分的文件关系。在实际的使用库开发工程的过程中,我们把位于CMSIS层的文件包含进工程,除了特殊系统时钟需要修改system_stm32f4xx.c,其它文件丝毫不用修改,也不建议修改。


: t/ h1 y4 V7 k" Z) f: s% ]

对于位于用户层的几个文件,就是我们在使用库的时候,针对不同的应用对库文件进行增删(用条件编译的方法增删)和改动的文件。

) @1 m" D* ^1 F# F: r

9.2 使帮助文档9 S2 J! |1 ~/ z) e' B7 l# C+ x

我坚信,授之以鱼不如授之以渔。官方资料是所有关于STM32知识的源头,所以在本小节介绍如何使用官方资料。官方的帮助手册,是最好的教程,几乎包含了所有在开发过程中遇到的问题。这些资料已整理到了本书附录资料中。


- b3 V* w+ u' L) i

9.2.1 常用官方资料- p0 S- }5 X& G# c

    《STM32F4xx参考手册》

这个文件全方位介绍了STM32芯片的各种片上外设,它把STM32的时钟、存储器架构、及各种外设、寄存器都描述得清清楚楚。当我们对STM32的外设感到困惑时,可查阅这个文档。以直接配置寄存器方式开发的话,查阅这个文档寄存器部分的频率会相当高,但这样效率太低了。


* R+ g5 V+ u3 M2 v

    《STM32F4xx规格书》

本文档相当于STM32的datasheet,包含了STM32芯片所有的引脚功能说明及存储器架构、芯片外设架构说明。后面我们使用STM32其它外设时,常常需要查找这个手册,了解外设对应到STM32的哪个GPIO引脚。


' u& T$ _3 i& o8 u

    《Cortex™-M4内核参考手册》

本文档由ST公司提供,主要讲解STM32内核寄存器相关的说明,例如系统定时器、中断等寄存器。这部分的内容是《STM32F4xx参考手册》没涉及到的内核部分的补充。相对来说,本文档虽然介绍了内核寄存器,但不如以下两个文档详细,要了解内核时,可作为以下两个手册的配合资料使用。

* Y0 }4 J, D0 k- Q; a& t  Z2 p

    《Cortex-M3权威指南》、《cortex_m4_Technical Reference Manual》。

这两个手册是由ARM公司提供的,它详细讲解了Cortex内核的架构和特性,要深入了解Cortex-M内核,这是首选,经典中的经典,其中Cortex-M3版本有中文版,方便学习。因为Cortex-M4内核与Cortex-M3内核大部分相同,可用它来学习,而Cortex-M4新增的特性,则必须参考《cortex_m4_Technical Reference Manual》文档了,目前只有英文版。

' I& i3 J/ ^/ K2 k/ s

    《stm32f4xx_dsp_stdperiph_lib_um.chm》

这个就是本章提到的库的帮助文档,在使用库函数时,我们最好通过查阅此文件来了解标准库提供了哪些外设、函数原型或库函数的调用的方法。也可以直接阅读源码里面的函数的函数说明。


( w0 i, ^% [- i( u: ~+ ?, _

9.2.2 初识库函数
3 \5 g$ C9 S3 U: n# }% [

所谓库函数,就是STM32的库文件中为我们编写好的函数接口,我们只要调用这些库函数,就可以对STM32进行配置,达到控制目的。我们可以不知道库函数是如何实现的,但我们调用函数必须要知道函数的功能、可传入的参数及其意义、和函数的返回值。

于是,有读者就问那么多函数我怎么记呀?我的回答是:会查就行了,哪个人记得了那么多。所以我们学会查阅库帮助文档是很有必要的。


8 b- t' a# W. \, b( z% q% X" v

打开库帮助文档《stm32f4xx_dsp_stdperiph_lib_um.chm》见图 97


& P# K" m7 U0 o/ d; Q

97.png


. e" R3 b7 {9 q  i0 m% |* R6 s

图 97 库帮助文档

  U! p! s) M7 S5 A

层层打开文档的目录标签:

标签目录:Modules\STM32F4xx_StdPeriph_Driver\

可看到STM32F4xx _StdPeriph_Driver标签下有很多外设驱动文件的名字MISC、ADC、BKP、CAN等标签。

0 f% [5 |- @$ b/ ?/ `1 l7 n5 N- `) `

我们试着查看GPIO的"位设置函数GPIO_SetBits"看看,打开标签:

标签目录:Modules\STM32F4xx_StdPeriph_Driver\GPIO\Functions\GPIO_SetBits 见图 98。


1 {9 P' W* S; f

98.png

' u4 f( O7 f+ m) [7 Z

图 98 库帮助文档的函数说明


$ U% p/ }" S# R1 ~5 ]

利用这个文档,我们即使没有去看它的具体源代码,也知道要怎么利用它了。

+ \% T6 k+ J3 x

如GPIO_SetBits,函数的原型为void GPIO_SetBits(GPIO_TypeDef * GPIOx , uint16_t GPIO_Pin)。它的功能是:输入一个类型为GPIO_TypeDef的指针GPIOx参数,选定要控制的GPIO端口;输入GPIO_Pin_x宏,其中x指端口的引脚号,指定要控制的引脚。


5 }, l+ ~+ e/ K+ K% u

其中输入的参数 GPIOx为ST标准库中定义的自定义数据类型,这两个传入参数均为结构体指针。初学时,我们并不知道如GPIO_TypeDef这样的类型是什么意思,可以点击函数原型中带下划线的 GPIO_TypeDef 就可以查看这个类型的声明了。

; _7 L  R) I+ {, H# u, Y8 Z

就这样初步了解了一下库函数,读者就可以发现STM32的库是写得很优美的。每个函数和数据类型都符合见名知义的原则,当然,这样的名称写起来特别长,而且对于我们来说要输入这么长的英文,很容易出错,所以在开发软件的时候,在用到库函数的地方,直接把库帮助文档中的函数名称复制粘贴到工程文件就可以了。而且,配合MDK软件的代码自动补全功能,可以减少输入量。

1 w. O$ s8 r- Q. g7 `% M' t6 `

有的用户觉得使用库文档麻烦,也可以直接查阅STM32标准库的源码,库帮助文档的说明都是根据源码生成的,所以直接看源码也可以了解函数功能

" k9 H' ]- Z% V# U# z. D

5 U6 m, i& O" s( E! X- X, w  i

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1 收藏 2 评论1 发布时间:2020-9-4 09:58

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慎微 回答时间:2020-9-4 10:39:24
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