STM32三种开发方式及其区别

多实例支持：每个外设/模块实例都有自己的句柄。因此，实例资源是独立的

下面，以ADC为例

外围进程相互通信：该句柄用于管理进程例程之间的共享数据资源。

/** 

 * @brief  ADC handle Structure definition

 */ 

typedef struct

{

 ADC_TypeDef                   *Instance;                   /*!< Register base address */

 ADC_InitTypeDef               Init;                        /*!< ADC required parameters */

  __IO uint32_t                 NbrOfCurrentConversionRank;  /*!< ADC number of current conversion rank */

 DMA_HandleTypeDef             *DMA_Handle;                 /*!< Pointer DMA Handler */

 HAL_LockTypeDef               Lock;                        /*!< ADC locking object */

 __IO uint32_t                 State;                       /*!< ADC communication state */

 __IO uint32_t                 ErrorCode;                   /*!< ADC Error code */

}ADC_HandleTypeDef;

  从上面的定义可以看出，ADC_HandleTypeDef中包含了ADC可能出现的所有定义，对于用户想要使用ADC只要定义一个ADC_HandleTypeDef的变量，给每个变量赋好值，对应的外设就抽象完了。接下来就是具体使用了。

   当然，对于那些共享型外设或者说系统外设来说，他们不需要进行以上这样的抽象，这些部分与原来的标准外设库函数基本一样。例如以下外设：

GPIO

SYSTICK

NVIC

RCC

FLASH

  以GPIO为例，对于HAL_GPIO_Init() 函数，其只需要GPIO 地址以及其初始化参数即可。

2、 三种编程方式

HAL库对所有的函数模型也进行了统一。在HAL库中，支持三种编程模式：轮询模式、中断模式、DMA模式（如果外设支持）。其分别对应如下三种类型的函数（以ADC为例）：

HAL_StatusTypeDef HAL_ADC_Start(ADC_HandleTypeDef* hadc);

HAL_StatusTypeDef HAL_ADC_Stop(ADC_HandleTypeDef* hadc);

HAL_StatusTypeDef HAL_ADC_Start_IT(ADC_HandleTypeDef* hadc);

HAL_StatusTypeDef HAL_ADC_Stop_IT(ADC_HandleTypeDef* hadc);

HAL_StatusTypeDef HAL_ADC_Start_DMA(ADC_HandleTypeDef* hadc, uint32_t* pData, uint32_t Length);

HAL_StatusTypeDef HAL_ADC_Stop_DMA(ADC_HandleTypeDef* hadc);

   其中，带_IT的表示工作在中断模式下；带_DMA的工作在DMA模式下（注意：DMA模式下也是开中断的）；什么都没带的就是轮询模式（没有开启中断的）。至于使用者使用何种方式，就看自己的选择了。

  此外，新的HAL库架构下统一采用宏的形式对各种中断等进行配置（原来标准外设库一般都是各种函数）。针对每种外设主要由以下宏：

__HAL_PPP_ENABLE_IT(HANDLE, INTERRUPT)： 使能一个指定的外设中断

__HAL_PPP_DISABLE_IT(HANDLE, INTERRUPT)：失能一个指定的外设中断

__HAL_PPP_GET_IT (HANDLE, __ INTERRUPT __)：获得一个指定的外设中断状态

__HAL_PPP_CLEAR_IT (HANDLE, __ INTERRUPT __)：清除一个指定的外设的中断状态

__HAL_PPP_GET_FLAG (HANDLE, FLAG)：获取一个指定的外设的标志状态

__HAL_PPP_CLEAR_FLAG (HANDLE, FLAG)：清除一个指定的外设的标志状态

__HAL_PPP_ENABLE(HANDLE) ：使能外设

__HAL_PPP_DISABLE(HANDLE) ：失能外设

__HAL_PPP_XXXX (HANDLE, PARAM) ：指定外设的宏定义

_HAL_PPP_GET IT_SOURCE (HANDLE, __ INTERRUPT __)：检查中断源

3、 三大回调函数

  在HAL库的源码中，到处可见一些以__weak开头的函数，而且这些函数，有些已经被实现了，比如：

__weak HAL_StatusTypeDef HAL_InitTick(uint32_t TickPriority)

{

 /*Configure the SysTick to have interrupt in 1ms time basis*/

 HAL_SYSTICK_Config(SystemCoreClock/1000U);

 /*Configure the SysTick IRQ priority */

 HAL_NVIC_SetPriority(SysTick_IRQn, TickPriority ,0U);

 /* Return function status */

 return HAL_OK;

}

有些则没有被实现，例如：

__weak void HAL_SPI_TxCpltCallback(SPI_HandleTypeDef *hspi)

{

  /* Prevent unused argument(s) compilation warning */

  UNUSED(hspi);

  /* NOTE : This function should not be modified, when the callback is needed,the HAL_SPI_TxCpltCallback should be implemented in the user file

  */

}

   所有带有__weak关键字的函数表示，就可以由用户自己来实现。如果出现了同名函数，且不带__weak关键字，那么连接器就会采用外部实现的同名函数。

  通常来说，HAL库负责整个处理和MCU外设的处理逻辑，并将必要部分以回调函数的形式给出到用户，用户只需要在对应的回调函数中做修改即可。HAL库包含如下三种用户级别回调函数（PPP为外设名）：

1、外设系统级初始化/解除初始化回调函数（用户代码的第二大部分：对于MSP的处理）：

HAL_PPP_MspInit()和 HAL_PPP_MspDeInit**

例如：

__weak void HAL_SPI_MspInit(SPI_HandleTypeDef *hspi)。

在HAL_PPP_Init() 函数中被调用，用来初始化底层相关的设备（GPIOs, clock, DMA, interrupt）

2、处理完成回调函数：HAL_PPP_ProcessCpltCallback*（Process指具体某种处理，如UART的Tx），

例如：

__weak void HAL_SPI_RxCpltCallback(SPI_HandleTypeDef *hspi)

当外设或者DMA工作完成后时，触发中断，该回调函数会在外设中断处理函数或者DMA的中断处理函数中被调用错误处理回调函数：

HAL_PPP_ErrorCallback

例如：

__weak void HAL_SPI_ErrorCallback(SPI_HandleTypeDef hspi)*

3、当外设或者DMA出现错误时，触发终端，该回调函数会在外设中断处理函数或者DMA的中断处理函数中被调用

错误处理回调函数：

HAL_PPP_ErrorCallback

例如：

__weak void HAL_SPI_ErrorCallback(SPI_HandleTypeDef hspi)*

  当外设或者DMA出现错误时，触发终端，该回调函数会在外设中断处理函数或者DMA的中断处理函数中被调用。

  绝大多数用户代码均在以上三大回调函数中实现。

  HAL库结构中，在每次初始化前（尤其是在多次调用初始化前），先调用对应的反初始化（DeInit）函数是非常有必要的。

某些外设多次初始化时不调用返回会导致初始化失败。完成回调函数有多中，例如串口的完成回调函数有

HAL_UART_TxCpltCallback 

HAL_UART_TxHalfCpltCallback

  （用户代码的第三大部分：对于上面第二点和第三点的各种回调函数的处理）在实际使用中，发现HAL仍有不少问题，例如在使用USB时，其库配置存在问题。

HAL库移植使用

基本步骤：

1、复制stm32f2xx_hal_msp_template.c，参照该模板，依次实现用到的外设的HAL_PPP_MspInit()和 HAL_PPP_MspDeInit。

2、复制stm32f2xx_hal_conf_template.h，用户可以在此文件中自由裁剪，配置HAL库。

3、在使用HAL库时，必须先调用函数：HAL_StatusTypeDef HAL_Init(void)（该函数在stm32f2xx_hal.c中定义，也就意味着第一点中，必须首先实现HAL_MspInit(void)和HAL_MspDeInit(void)）

4、HAL库与STD库不同，HAL库使用RCC中的函数来配置系统时钟，用户需要单独写时钟配置函数（STD库默认在system_stm32f2xx.c中）

5、关于中断，HAL提供了中断处理函数，只需要调用HAL提供的中断处理函数。用户自己的代码，不建议先写到中断中，而应该写到HAL提供的回调函数中。

6、对于每一个外设，HAL都提供了回调函数，回调函数用来实现用户自己的代码。整个调用结构由HAL库自己完成。

例如：

Uart中，HAL提供了

void HAL_UART_IRQHandler(UART_HandleTypeDef *huart);

函数，用户只需要触发中断后，用户只需要调用该函数即可，同时，自己的代码写在对应的回调函数中即可！如下：

void HAL_UART_TxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart);

void HAL_UART_TxHalfCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart);

void HAL_UART_RxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart);

void HAL_UART_RxHalfCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart);

void HAL_UART_ErrorCallback(UART_HandleTypeDef *huart);

使用了哪种就用哪个回调函数即可！

基本结构

综上所述，使用HAL库编写程序（针对某个外设）的基本结构（以串口为例）如下：

1、 配置外设句柄 例如，建立UartConfig.c，在其中定义串口句柄 UART_HandleTypeDef huart;接着使用初始化句柄(HAL_StatusTypeDef HAL_UART_Init(UART_HandleTypeDef huart))

2、编写Msp 例如，建立UartMsp.c，在其中实现void HAL_UART_MspInit(UART_HandleTypeDef huart) 和 void HAL_UART_MspDeInit(UART_HandleTypeDef* huart)

3、实现对应的回调函数 例如，建立UartCallBack.c，在其中实现上文所说明的三大回调函数中的完成回调函数和错误回调函数