本文主要是介绍单片机第三季-第六课：STM32标准库，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！
1，为什么会有标准外设库
传统单片机软件开发方式：
(1)芯片厂商提供数据手册、示例代码、开发环境；
(2)单片机软件工程师面向产品功能，查阅数据手册，参考官方示例代码进行开发；
(3)硬件操作的方式是用C语言对寄存器进行读写以操作硬件；
(4)主要工作量分2块：一是调通各种外设，二是实现产品功能；
(5)在简单单片机（如51单片机）上这一套工作的很好，但是随着单片机变复杂就带来一些问题；
外设库有什么价值：
(1)外设库其实就是以前芯片公司提供的示例代码的标准化产物；
(2)外设库简化了我们开发产品的2大工作量的第一个；
(3)外设库以源码方式提供，这个源码本身写的很标准，可以用作学习素材；
学习和使用外设库的难点：
(1)要有规范化编程的意识和能力；
(2)C语言功底要过关；
(3)要有一定的框架和层次认识；
(4)要会没有外设库时直接C语言操作寄存器的方式（看原理图、查数据手册、位操作等）；
外设库只是帮助我们简化编程，简化的主要是劳动量。
外设库一定程度上降低了编程难度，但是只会库、离了库就不会编程、库函数调用出了问题就束手无策这种还是没戏。（难度降低是对所有人的，你并不能从中得到好处）
2，标准外设库的结构介绍
如何获取最新版本标准外设库？从意法半导体官网下载。
意法半导体
STM32F10x系列最新版本为3.6.0版本，本文章中使用的是3.5.0版本。
使用SourceInsight软件建立工程查看标准库，SourceInsight软件方便对源码进行查看，具体参考参考嵌入式第二部分《2.3.6.SourceInsight的基本使用》。
标准库文件夹结构和主要文件的作用，主要是Libraries文件夹下的内容，包括CMSIS和STM32F10x_StdPeriph_Driver文件夹：
CMSIS（STM32内部ARM核心相关内容）
CM3（Cortex-M3）
CoreSupport
内核相关的一些设置的寄存器集合及其封装
DeviceSupport
ST
STM32F10x
startup（起始文件）
stm32f10x.h
system_stm32f10x.c
system_stm32f10x.h
STM32F10x_StdPeriph_Driver（外设驱动）
inc（include，头文件，.h）
src（source，源文件, .c）
STM32标准外设库的学习方法：
(1)先搞清楚库对STM32这个硬件的封装和表达方式；
(2)再彻底理解库中使用的结构体式访问硬件寄存器的方式；
(3)初步建立起面向对象式编程的概念并且去体会；
(4)以模块为单位去研究这个模块的库函数，并且用库函数去编程，并且实验结果，并且分析代码，去体会去熟悉库函数使用的方法；
(5)最终达到什么程度？眼里有库心中无库。用人话说就是：思维能够穿透库函数直达内部对寄存器的操作。
3，标准库对硬件信息的封装方式
寄存器地址的封装：
以GPIO为例，查看标准库中如何对寄存器地址封装。
在路径Libraries\CMSIS\CM3\DeviceSupport\ST\STM32F10x中的stm32f10x.h文件中，对GPIO的相关地址进行了定义。
定义了GPIO的基地址：
#define APB1PERIPH_BASE PERIPH_BASE
#define APB2PERIPH_BASE (PERIPH_BASE + 0x10000)#define GPIOA_BASE (APB2PERIPH_BASE + 0x0800)
#define GPIOB_BASE (APB2PERIPH_BASE + 0x0C00)
#define GPIOC_BASE (APB2PERIPH_BASE + 0x1000)
#define GPIOD_BASE (APB2PERIPH_BASE + 0x1400)
#define GPIOE_BASE (APB2PERIPH_BASE + 0x1800)
#define GPIOF_BASE (APB2PERIPH_BASE + 0x1C00)
#define GPIOG_BASE (APB2PERIPH_BASE + 0x2000)定义了GPIO寄存器的结构体类型，将GPIO相关的寄存器放到一个结构体类型中：
typedef struct
{__IO uint32_t CRL; //#define __IO volatile__IO uint32_t CRH;__IO uint32_t IDR;__IO uint32_t ODR;__IO uint32_t BSRR;__IO uint32_t BRR;__IO uint32_t LCKR;
} GPIO_TypeDef;把整个一个模块的所有寄存器（地址是连接的）打包在一个结构体中，每个寄存器对应结构体中的一个元素，然后结构体基地址对应寄存器组的基地址，将来就可以通过结构体的各个元素来访问各个寄存器了。
定义了宏定义指针指向结构体：
#define GPIOA ((GPIO_TypeDef *) GPIOA_BASE)
#define GPIOB ((GPIO_TypeDef *) GPIOB_BASE)
#define GPIOC ((GPIO_TypeDef *) GPIOC_BASE)
#define GPIOD ((GPIO_TypeDef *) GPIOD_BASE)
#define GPIOE ((GPIO_TypeDef *) GPIOE_BASE)
#define GPIOF ((GPIO_TypeDef *) GPIOF_BASE)
#define GPIOG ((GPIO_TypeDef *) GPIOG_BASE)访问GPIO寄存器的方式：
GPIOA->CRL = 0X0000 0083;4，分析标准库自带的工程模板
打开标准库路径Project\STM32F10x_StdPeriph_Template\MDK-ARM中的工程模板，工程中主要有下图中几个文件夹，User文件夹中存放用户代码文件，StdPeriph_Driver和CMSIS文件夹中存放的是标准库中的文件，MDK-ARM中存放启动文件。
在Manage Project Items选项卡中为工程目录树添加文件夹和文件：
在MDK-ARM中有几个启动文件，如何判断选择哪个启动文件？
在stm32f10x.h文件中注释有对目标STM32设备属于哪种类型进行了定义：
/* Tip: To avoid modifying this file each time you need to switch between thesedevices, you can define the device in your toolchain compiler preprocessor.- Low-density devices are STM32F101xx, STM32F102xx and STM32F103xx microcontrollerswhere the Flash memory density ranges between 16 and 32 Kbytes.- Low-density value line devices are STM32F100xx microcontrollers where the Flashmemory density ranges between 16 and 32 Kbytes.- Medium-density devices are STM32F101xx, STM32F102xx and STM32F103xx microcontrollerswhere the Flash memory density ranges between 64 and 128 Kbytes.- Medium-density value line devices are STM32F100xx microcontrollers where the Flash memory density ranges between 64 and 128 Kbytes. - High-density devices are STM32F101xx and STM32F103xx microcontrollers wherethe Flash memory density ranges between 256 and 512 Kbytes.- High-density value line devices are STM32F100xx microcontrollers where the Flash memory density ranges between 256 and 512 Kbytes. - XL-density devices are STM32F101xx and STM32F103xx microcontrollers wherethe Flash memory density ranges between 512 and 1024 Kbytes.- Connectivity line devices are STM32F105xx and STM32F107xx microcontrollers.*/在system_stm32f10x.c文件中有两个函数和一个全局变量，是与设置时钟相关的：
This file provides two functions and one global variable to be called from * user application:* - SystemInit(): Setups the system clock (System clock source, PLL Multiplier* factors, AHB/APBx prescalers and Flash settings). * This function is called at startup just after reset and * before branch to main program. This call is made inside* the "startup_stm32f10x_xx.s" file.** - SystemCoreClock variable: Contains the core clock (HCLK), it can be used* by the user application to setup the SysTick * timer or configure other parameters.* * - SystemCoreClockUpdate(): Updates the variable SystemCoreClock and must* be called whenever the core clock is changed* during program execution.在Options for Target选项卡中定义全局宏定义，可以不用修改源代码中的宏定义：
stm32f10x_conf.h文件中定义了一个断言函数，stm32f10x_conf.h文件是这个工程模板提供的，不是标准库中的文件：
5，RCC模块的标准库
以标准库中stm32f10x_rcc文件中的内容进行分析。
下边代码中对寄存器地址对应的位带地址进行定义：
/* Alias word address of HSION bit */
#define CR_OFFSET (RCC_OFFSET + 0x00)
#define HSION_BitNumber 0x00
#define CR_HSION_BB (PERIPH_BB_BASE + (CR_OFFSET * 32) + (HSION_BitNumber * 4))对某一位操作值得宏定义，Reset代表将一位置0，其它位不变，Set代表将一位置1，其它位不变：
/* CR register bit mask */
#define CR_HSEBYP_Reset ((uint32_t)0xFFFBFFFF)
#define CR_HSEBYP_Set ((uint32_t)0x00040000)
#define CR_HSEON_Reset ((uint32_t)0xFFFEFFFF)
#define CR_HSEON_Set ((uint32_t)0x00010000)
#define CR_HSITRIM_Mask ((uint32_t)0xFFFFFF07)HSE寄存器的设置函数，设置外部高速晶振，以下标准库代码中包括对该函数的介绍，，注意事项，函数输入参数介绍和类型，返回值：
/*** @brief Configures the External High Speed oscillator (HSE).* @note HSE can not be stopped if it is used directly or through the PLL as system clock.* @param RCC_HSE: specifies the new state of the HSE.* This parameter can be one of the following values:* @arg RCC_HSE_OFF: HSE oscillator OFF* @arg RCC_HSE_ON: HSE oscillator ON* @arg RCC_HSE_Bypass: HSE oscillator bypassed with external clock* @retval None*/
void RCC_HSEConfig(uint32_t RCC_HSE)
{/* Check the parameters */assert_param(IS_RCC_HSE(RCC_HSE));/* Reset HSEON and HSEBYP bits before configuring the HSE ------------------*//* Reset HSEON bit */RCC->CR &= CR_HSEON_Reset;/* Reset HSEBYP bit */RCC->CR &= CR_HSEBYP_Reset;/* Configure HSE (RCC_HSE_OFF is already covered by the code section above) */switch(RCC_HSE){case RCC_HSE_ON:/* Set HSEON bit */RCC->CR |= CR_HSEON_Set;break;case RCC_HSE_Bypass:/* Set HSEBYP and HSEON bits */RCC->CR |= CR_HSEBYP_Set | CR_HSEON_Set;break;default:break;}
}通过函数参数可以设置将HSE关闭、打开、或使用外部晶振电路。
HSE设置函数中以下代码的含义即为打开HSE Bypass，即使用外部晶振电路：
case RCC_HSE_Bypass:/* Set HSEBYP and HSEON bits */RCC->CR |= CR_HSEBYP_Set | CR_HSEON_Set;对应数据手册中的以下内容：
外部时钟源(HSE旁路) 在这个模式里，必须提供外部时钟。它的频率最高可达25MHz。用户可通过设置在时钟控制寄存器中的HSEBYP和HSEON位来选择这一模式。
/* Check the parameters */assert_param(IS_RCC_HSE(RCC_HSE));断言函数，对输入的参数进行校验，是否符合要求，在文件stm32f10x_conf.h中通过宏定义可以打开或关闭断言函数：
/* Exported macro ------------------------------------------------------------*/
#ifdef USE_FULL_ASSERT/*** @brief The assert_param macro is used for function's parameters check.* @param expr: If expr is false, it calls assert_failed function which reports * the name of the source file and the source line number of the call * that failed. If expr is true, it returns no value.* @retval None*/#define assert_param(expr) ((expr) ? (void)0 : assert_failed((uint8_t *)__FILE__, __LINE__))
/* Exported functions ------------------------------------------------------- */void assert_failed(uint8_t* file, uint32_t line);
#else#define assert_param(expr) ((void)0)
#endif /* USE_FULL_ASSERT */6，使用标准库控制LED
使用标准库编写控制LED闪烁的代码，并通过设置时钟实现LED的闪烁频率发生变化。
注意时钟函数中有个需要设置flash相关的环节参考示例代码。
在搭建此工程时，在编译工程时出现以下错误提示：
先尝试使用标准库点亮LED
点亮LED使用标准库函数，并封装为单独的led.c和led.h文件：
#ifndef _led_H
#define _led_H#include "stm32f10x.h"/* LED时钟端口、引脚定义 */
#define LED_PORT GPIOA
#define LED_PIN GPIO_Pin_0
#define LED_PORT_RCC RCC_APB2Periph_GPIOAvoid LED_Init(void);#endif
#include "led.h"/*******************************************************************************
* 函 数 名 : LED_Init
* 函数功能 : LED初始化函数
* 输 入 : 无
* 输 出 : 无
*******************************************************************************/
void LED_Init()
{GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;//定义结构体变量RCC_APB2PeriphClockCmd(LED_PORT_RCC,ENABLE);GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=LED_PIN; //选择你要设置的IO口GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_Out_PP; //设置推挽输出模式GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz; //设置传输速率GPIO_Init(LED_PORT,&GPIO_InitStructure); /* 初始化GPIO */GPIO_ResetBits(LED_PORT,LED_PIN); //将LED端口拉高，熄灭所有LED
}在main文件中包含#include "led.h"，main.c文件：
#include "stm32f10x.h"
#include "led.h"void delay(void);int main()
{LED_Init();while(1){GPIO_SetBits(LED_PORT,LED_PIN); delay();GPIO_ResetBits(LED_PORT,LED_PIN);delay();}
}void delay(void)
{unsigned char a,b,c;for(c=207;c>0;c--)for(b=58;b>0;b--)for(a=113;a>0;a--);
}
在开发板上运行代码，实验现象为LED闪烁。
7，使用标准库设置RCC
使用标准库设置RCC时钟频率，实现LED闪烁频率发生改变。
待完善，主要是使用RCC标准模块设置时钟频率。
这篇关于单片机第三季-第六课：STM32标准库的文章就介绍到这儿，希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助！
