STM32基于標準庫函數(shù)和HAL庫編程差異

ID:1034553 · 發(fā)表于 2022-6-15 00:22

（一）開發(fā)方式
1.配置寄存器
2.庫函數(shù)
3.HAL庫
（二）庫函數(shù)與HAL庫對比
1.串口通信實驗
2.庫函數(shù)與HAL庫比較
（三）總結
（一）開發(fā)方式
1.配置寄存器
很多人學習51單片機開發(fā)的時候，基本都是直接操作寄存器進行單片機的控制，但是當他們轉(zhuǎn)向STM32開發(fā)的時候，直接操作寄存器不是那么容易了，因為STM32的寄存器數(shù)量是51單片機的許多倍，開發(fā)時經(jīng)常需要翻查芯片的數(shù)據(jù)手冊，此時直接操作寄存器就變得非常的費力了。
但是寄存器是最接近硬件的部分，直接操作寄存器能夠很容易的實現(xiàn)自己想要的功能，并且遇到問題時能夠知道是哪個寄存器的配置出現(xiàn)了問題，這種開發(fā)方式雖然十分麻煩但卻讓人能夠深入理解單片機的運行原理。
2.庫函數(shù)
由于寄存器開發(fā)難度很大，因此ST公司就專門編寫了芯片的庫函數(shù)（固件庫），將一些常用量的宏定義和一些外設也通過結構體變量封裝起來，如GPIO口時鐘等。所以我們只需要配置結構體變量成員就可以修改外設的配置寄存器，從而選擇不同的功能。
標準外設庫（Standard Peripherals Library）是對STM32芯片的一個完整的封裝，包括所有標準器件外設的器件驅(qū)動器。這應該是目前使用最多的ST庫，幾乎全部使用C語言實現(xiàn)。但是，標準外設庫也是針對某一系列芯片而言的，沒有可移植性。
3.HAL庫
HAL(HardwareAbstraction Layer)是硬件的抽象層，它表現(xiàn)出更高的抽象整合水平，HAL API集中關注各外設的公共函數(shù)功能，這樣便于定義一套通用的對用戶友好的API函數(shù)接口，從而可以輕松實現(xiàn)從一個STM32產(chǎn)品移植到另一個不同的STM32系列產(chǎn)品。下圖是HAL庫的整體框架。
HAL庫是ST未來主推的庫，從前年開始ST新出的芯片已經(jīng)沒有STD庫了，比如F7系列。現(xiàn)在，ST主推HAL庫，目前，HAL庫已經(jīng)支持STM32全線產(chǎn)品。總的來說，HAL庫相對于庫函數(shù)層次架構更加清晰，更加抽象。
（二）庫函數(shù)與HAL庫對比
1.串口通信實驗
庫函數(shù)主要代碼
HAL庫主要代碼
2.庫函數(shù)與HAL庫比較
庫函數(shù)配置好串口以后，當串口接收到數(shù)據(jù)再發(fā)送給上位機時需要循環(huán)發(fā)送，但是HAL庫就直接調(diào)用HAL_UART_Transmit函數(shù)就能直接將串口的數(shù)據(jù)發(fā)給上位機。
庫函數(shù)的串口通信函數(shù)只適用于STM32F1系列，對于其他系列的就不能通用了；但是對于HAL庫來說，只要外設相同，基本上能夠很容易的移植。
（三）總結
通過比較STM32庫函數(shù)和HAL庫的開發(fā)方式，庫函數(shù)和HAL庫其實本質(zhì)上都是將STM32的底層的寄存器進行封裝并向用戶提供友好的接口，這都極大的降低了用戶的開發(fā)門檻。但是相對于庫函數(shù)來說，HAL庫更加“通用”，能夠較好的移植到其他的芯片上去，但也正是這樣，導致其代碼比較龐大、執(zhí)行效率比較低的結果。總的來說，HAL庫相對于庫函數(shù)更加友好，能夠讓用戶將精力放在開發(fā)的產(chǎn)品上而不是怎么實現(xiàn)。

ID:45334 · 發(fā)表于 2022-6-15 08:30

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