1. 第一個工程 翻轉(zhuǎn)引腳

上一篇文章我們詳細介紹了 STM32F030 從復位時取得復位向量，系統(tǒng)初始化，然后跳轉(zhuǎn)到 main( ) 函數(shù)的過程。下面我們結(jié)合一個最簡單的例子，對 Cube 庫的使用做一個簡單的介紹。我們用 Keil 打開下面這個工程：STM32Cube_FW_F0_V1.11.0ProjectsSTM32F030R8-NucleoExamplesGPIOGPIO_IOToggleMDK-ARMProject.uvprojx

編譯下載運行此代碼，會看到一個 LED燈(連至MCU的 PA5引腳)不停地閃爍。為了完成這個簡單的功能，我們看到這個工程里包含了不少文件：

如果是初次用這種庫的方式做開發(fā)，乍一看還真感覺有點亂。不過讓我們一個一個看一下這些文件，理清它們的關系后就會體會到這種方式的巨大優(yōu)點。

2. 文件分類解釋

工程里的文件分為五大類：啟動代碼，M0內(nèi)核初始化，驅(qū)動，板級支持包(BSP)，用戶代碼。一般來說我們開發(fā)應用程序，主要關注用戶代碼文件就行了。如果硬件電路板做了改動，則修改BSP里的內(nèi)容。在早期的單片機開發(fā)中，芯片內(nèi)資源很少，通常的情況是一個工程師就從硬件到軟件編程都做了，是沒有 BSP(Board Support Package)這種概念的。BSP概念來源于較復雜的CPU系統(tǒng)的開發(fā)，一般是廠家設計主板，并提供 BSP(包含啟動代碼，驅(qū)動，Bootloader等)。我們這里的 BSP 概念稍有不同，它是指對某一塊兒以 MCU 為核心的電路板的支持代碼包。啟動代碼，內(nèi)核初始化和驅(qū)動，沒有包含在內(nèi)。BSP會調(diào)用驅(qū)動層的代碼。對于 STM32 Nucleo 這塊兒開發(fā)板來說，板上資源很少，所以BSP只提供了相應的按鍵(BUTTON)和指示燈(LED)支持代碼。里面的ADC，SPI，LCD等代碼是支持其它板子的，可以先忽略。

啟動代碼

為理解匯編代碼，我們先熟悉一下這些偽指令：

ALIGN 變量或代碼對齊。如：

ALIGN = 3 以8(2的3次方)字節(jié)對齊。

EQU 給標號賦值。如：

Stack_SizeEQU 0x400;

DCD 分配1個或多個字(words)的內(nèi)存空間。如：

Data DCD 1,5,8; 定義3個字并賦值為 1，5 和 8。

AREA 定義一個代碼或數(shù)據(jù)段(section)，命名并指定屬性。如:

AREA Func01, CODE, READONLY;

定義了一個名字為 Func01 的只讀代碼段。

SPACE 保留一段空間并初始化為 0。如：

Data SPACE 100; 為 Data 保留 100個字節(jié)初始化為 0 的內(nèi)存空間。

IMPORT 導入其它文件中的標號，以在當前文件中引用。如：

IMPORT SystemInit

LDR R0, =SystemInit

BLX R0

從文件 system_stm32f0xx.c 中導入 SystemInit 這個函數(shù)并調(diào)用。

EXPORT 導出能被連接器(Linker)識別的標號。從ASM文件導出的標號可以在C中引用。

[WEAK] 如果在其它地方定義了相同的標號，則此處定義被覆蓋。

PROC 定義一個函數(shù)的起始地址。

ENDP 標志當前函數(shù)結(jié)束。

例子：

SysTick_Handler PROC

EXPORT SysTick_Handler [WEAK]

B.

ENDP

導出 SysTick_Handler 這個中斷處理函數(shù)。如果在其它地方定義了一個新的 SysTick_Handler 函數(shù)，那么新函數(shù)將覆蓋此處定義的這個陷阱函數(shù)。匯編語句 B.為在當前語句死循環(huán)。下面我們看一下啟動文件 startup_stm32f030x8.s

定義堆和棧：

中斷向量表：

現(xiàn)在這個工程用到的只有綠線框中的幾個向量：

__initial_sp

初始堆棧指針

Reset_Handler

復位向量，我們在上一篇文章已經(jīng)講到如何從復位向量一步一步執(zhí)行到用戶代碼中的主程序main( )。

SysTick_Handler

系統(tǒng)時鐘中斷向量。此程序每 1ms 產(chǎn)生一次中斷。

需要注意的是 SysTick_Handler 這個中斷處理函數(shù)在用戶代碼文件stm32f0xx_it.c

中進行了重定義，所以當 SysTick 中斷發(fā)生時，實際會跳轉(zhuǎn)到用戶代碼的中斷處理函數(shù)，而不是跳到下圖所示的匯編代碼中斷處理函數(shù)進入死循環(huán)。

再往下可以看到，對所有芯片級中斷定義了一個共享的陷阱函數(shù)。用戶在實際使用到某一個中斷的時候，要在中斷處理文件 stm32f0xx_it.c 中用相同的函數(shù)名定義，從而在中斷發(fā)生時跳轉(zhuǎn)到實際的中斷處理函數(shù)。

在此文件的最下面的代碼，是用來傳遞堆棧信息給庫的：

在芯片資源比較少時，可以通過選中 Options for Target->Target->Use MicroLIB 選項，使用簡化版的庫來實現(xiàn) printf 等操作。若資源充足時使用標準庫，庫將調(diào)用下面的 __user_initial_stackheap 函數(shù)來獲得堆棧信息。

M0 內(nèi)核初始化

system_stm32f0xx.c此文件只有兩個函數(shù)：SystemInit( )，在啟動代碼中調(diào)用，把系統(tǒng)時鐘復位到初始默認狀態(tài)(8MHz的高頻內(nèi)部時鐘 HSI)。SystemCoreClockUpdate( ), 在用戶調(diào)用庫函數(shù)更改時鐘配置后，需要調(diào)用此函數(shù)以更新全局系統(tǒng)時鐘變量 SystemCoreClock。其它模塊基于此時鐘的計算才會正確。一般來說更改時鐘配置的 HAL函數(shù)已經(jīng)包含此函數(shù)的調(diào)用，如 HAL_RCC_ClockConfig( )， 無需用戶再次調(diào)用。

驅(qū)動

stm32f0xx_hal_cortex.c包含 Cortex 內(nèi)核中兩個重要模塊的驅(qū)動：可嵌套中斷向量控制器 NVIC(Nested Vectored Interrupt Controller)，系統(tǒng)滴答時鐘 SYSTICK。

stm32f0xx_hal.c

此文件包含用戶程序必須首先調(diào)用的 HAL_Init( )，它會使能數(shù)據(jù)和指令緩存，預取指令隊列；配置系統(tǒng)滴答時鐘產(chǎn)生 1ms 中斷；調(diào)用 HAL_MspInit( )回調(diào)函數(shù)。

HAL_MspInit( )函數(shù)用來做系統(tǒng)級的初始化，配置某一模塊相關的 時鐘，引腳，DMA，中斷等資源，但是在所有的例程中都沒有實際用到此函數(shù)?？梢韵群雎浴?/p>

stm32f0xx_hal_rcc.cstm32f0xx_hal_rcc_ex.c

RCC(Reset and Clock Controller)模塊的驅(qū)動。一個模塊為什么要兩個驅(qū)動文件呢？前一個文件提供了基本的通用的功能驅(qū)動，后一個文件是擴展功能驅(qū)動，通常針對某一特定型號的芯片。如同我們吃飯需要餐具，_rcc.c 提供碗筷等常用必備工具，_rcc_ex 可能提供的就是酒杯，燭臺等這些東西。

stm32f0xx_hal_gpio.c

GPIO 模塊的驅(qū)動。

BSP 板級支持包

stm32f0xx_nucleo.c

針對 STM32 Nucleo 開發(fā)板的類型，宏定義，支持代碼。

用戶代碼

main.c 主程序

stm32f0xx_it.c 中斷處理

前面介紹了一大堆文件，主要是為了清除系統(tǒng)的工作流程。在開發(fā)中使用庫還是很簡單的。在主程序中調(diào)用庫，只需要通過 main.h 包含下面這個頭文件：stm32f0xx_hal.h如果有 BSP 則包含 BSP 的頭文件，在本工程是：stm32f0xx_nucleo.h

使用到哪個模塊就在配置文件中打開使能該模塊的宏定義。

stm32f0xx_hal_conf.h

然后第一步必須調(diào)用 HAL_Init( )。

第二步，如果希望系統(tǒng)時鐘工作在默認內(nèi)部時鐘(8MHz HIS)以外的頻率，則需要調(diào)用 SystemClock_Config( )。此函數(shù)又調(diào)用 HAL_RCC_ClockConfig( ) 完成新配置。

下面是應用代碼：

所有模塊一般都是這三個步驟：使能模塊的時鐘，初始化模塊，使用模塊的功能。

stm32f0xx_it.c 中的中斷處理函數(shù) SysTick_Handler( ) 很簡單，每次進入就對滴答計時變量 uwTick 加1，其它 HAL 函數(shù)可以基于此變量計時。



審核編輯：劉清