STM32CubeMx_HAL大概介紹

1.什么是STM32CubeMx和HAL庫

HAL庫對比標准庫，封裝程度更高，更具有移植性。STM32CUbeMx是一種圖形化配置界面，用來完成對外設的初始化，比如RCC模塊、NVIC、GPIO、串口、定時器。使用標准庫都是先對某個外設的結構體賦值，最后調用Init函數將結構體寫入寄存器，這個過程有點繁瑣，因為某個外設的初始化都是差不多固定的，比如定時器的初始化都是先分配，設置ARR。使用CubeMx工具可以直接圖形化設置，省去了自己去賦值外設結構體的步驟。

2.使用之前需要知道的幾個關鍵詞

   句柄：

　　　 再標准庫中如果要初始化一個結構體肯定要先定義一個結構體比如

GPIO_InitTypeDef  GPIO_InitStructure;    //GPIO初始化結構體
TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure;   //定時器時基結構體
NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;　　　　　　//NVIC初始化結構體

這些都可以算作一個句柄，只不過在HAL庫中，一個外設的結構體不再是單單做一些初始化配置，比如：

typedef struct
{
      USART_TypeDef                 *Instance;        /*!< UART registers base address        */
      UART_InitTypeDef              Init;             /*!< UART communication parameters      */
      uint8_t                       *pTxBuffPtr;      /*!< Pointer to UART Tx transfer Buffer */
      uint16_t                      TxXferSize;       /*!< UART Tx Transfer size              */
      uint16_t                      TxXferCount;      /*!< UART Tx Transfer Counter           */
      uint8_t                       *pRxBuffPtr;      /*!< Pointer to UART Rx transfer Buffer */
      uint16_t                      RxXferSize;       /*!< UART Rx Transfer size              */
      uint16_t                      RxXferCount;      /*!< UART Rx Transfer Counter           */  
      DMA_HandleTypeDef             *hdmatx;          /*!< UART Tx DMA Handle parameters      */ 
      DMA_HandleTypeDef             *hdmarx;          /*!< UART Rx DMA Handle parameters      */
      HAL_LockTypeDef               Lock;             /*!< Locking object                     */
      __IO HAL_UART_StateTypeDef    State;            /*!< UART communication state           */
      __IO uint32_t                 ErrorCode;        /*!< UART Error code                    */
}UART_HandleTypeDef;

這樣的話，UART_HandleTypeDef這個結構體 定義一個變量，用來完成對串口的所有操作，包括之前的初始化結構體的基本配置，另外還添加了串口其他的操作：DMA，中斷等。有點像C#里面的對象。
對象的所有變量和方法（函數），都可以通過一個對象名+.的方法完成。第4行UART_InitTypeDef 這個結構體類型包含一下內容，這些和標准庫中串口初始化結構體的變量一樣，

 typedef struct
{
  uint32_t BaudRate;                
   uint32_t WordLength;  
   uint32_t StopBits;                
   uint32_t Parity; 
   uint32_t Mode;                   
   uint32_t HwFlowCtl;             
   uint32_t OverSampling;             
 } UART_InitTypeDef;

   回調函數：我們真正需要處理的函數：串口接收中斷回調、發送中斷回調、定時器更新中斷回調、輸入捕獲回調等待。

　　　　　　回調函數本質上是定義在結構體內部的函數指針，這些回調函數在庫中以weak關鍵字若聲明，大部分內部為空，需要我們實現。

  void (* TxHalfCpltCallback)(struct __UART_HandleTypeDef *huart);        /*!< UART Tx Half Complete Callback        */
  void (* TxCpltCallback)(struct __UART_HandleTypeDef *huart);            /*!< UART Tx Complete Callback             */
  void (* RxHalfCpltCallback)(struct __UART_HandleTypeDef *huart);        /*!< UART Rx Half Complete Callback        */
  void (* RxCpltCallback)(struct __UART_HandleTypeDef *huart);            /*!< UART Rx Complete Callback             */
  void (* ErrorCallback)(struct __UART_HandleTypeDef *huart);             /*!< UART Error Callback                   */
  void (* AbortCpltCallback)(struct __UART_HandleTypeDef *huart);         /*!< UART Abort Complete Callback          */
  void (* AbortTransmitCpltCallback)(struct __UART_HandleTypeDef *huart); /*!< UART Abort Transmit Complete Callback */
  void (* AbortReceiveCpltCallback)(struct __UART_HandleTypeDef *huart);  /*!< UART Abort Receive Complete Callback  */
  void (* WakeupCallback)(struct __UART_HandleTypeDef *huart);            /*!< UART Wakeup Callback                  */

  void (* MspInitCallback)(struct __UART_HandleTypeDef *huart);           /*!< UART Msp Init callback                */
  void (* MspDeInitCallback)(struct __UART_HandleTypeDef *huart);         /*!< UART Msp DeInit callback              */

   __weak 關鍵詞：弱聲明，如果我們定義了同名函數，則編譯器使用我們編寫的函數。有點像類中的構造函數，你若沒寫，則使用構造函數，若重寫了，則覆蓋系統提供的構造函數。

3.對比標准庫，HAL庫的架構和使用流程

HAL庫中，首先在CubeMx中設置外設的基本配置，比如串口的波特率、字長，定時器的PSC、ARR。然后在生成的工程中處理回調函數。 

 

 

4.MSP函數

MSP函數是和CPU具體相關的配置。比如一個外設本身的配置在 外設名+Init函數中配置，比如串口的：

void MX_USART1_UART_Init(void)
{

  huart1.Instance = USART1;
  huart1.Init.BaudRate = 115200;
  huart1.Init.WordLength = UART_WORDLENGTH_8B;
  huart1.Init.StopBits = UART_STOPBITS_1;
  huart1.Init.Parity = UART_PARITY_NONE;
  huart1.Init.Mode = UART_MODE_TX_RX;
  huart1.Init.HwFlowCtl = UART_HWCONTROL_NONE;
  huart1.Init.OverSampling = UART_OVERSAMPLING_16;
  if (HAL_UART_Init(&huart1) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }

}

而與外設無關但是和CPU相關的配置，比如外設用到的GPIO引腳，這個引腳的配置是在MSP函數中配置：包括開時鍾，配置GPIO引腳的模式、速度。

void HAL_UART_MspInit(UART_HandleTypeDef* uartHandle)
{

  GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};
  if(uartHandle->Instance==USART1)
  {
  /* USER CODE BEGIN USART1_MspInit 0 */

  /* USER CODE END USART1_MspInit 0 */
    /* USART1 clock enable */
    __HAL_RCC_USART1_CLK_ENABLE();
  
    __HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();
    /**USART1 GPIO Configuration    
    PA9     ------> USART1_TX
    PA10     ------> USART1_RX 
    */
    GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_9;
    GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_AF_PP;
    GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_HIGH;
    HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);

    GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_10;
    GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_INPUT;
    GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
    HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);

    /* USART1 interrupt Init */
    HAL_NVIC_SetPriority(USART1_IRQn, 0, 0);
    HAL_NVIC_EnableIRQ(USART1_IRQn);
  /* USER CODE BEGIN USART1_MspInit 1 */

  /* USER CODE END USART1_MspInit 1 */
  }
}

除了GPIO、RCC、NVIC這些CPU本身的東西，別的只要涉及到外設的配置，都會有兩個函數完成初始化：TIMER、ADC等

MX_外設名_Init    //外設的具體配置
HAL_外設名_MspInit //外設和CPU連接的引腳配置

這樣做的好處是方便移植，確實很方便。需要注意的是，

HAL_外設名_MspInit 函數被自動被 MX_外設名_Init調用。

 

4.注意事項：

4.1 打開sys下的debug，不然無法第二次下載程序

4.2自己的代碼要寫在每個begin和end之間，不然會被CubeMx重新生成的工程覆蓋（丟失）

4.3修改外設配置最好從CubeMx中修改。由外設生成的代碼，不要再MDK或IAR中直接修改，除非以后不想再使用這個工程的CubeMx配置工程