【NUCLEO-L476RG LL庫開發】STM32【LL庫】開發使用指南

ID:127084 · 發表于 2016-6-17 14:37

熟悉STM32的都知道ST官方提供了非常方便好用的庫函數供用戶使用，多數人都使用過STM32標準外設庫，STM32Cube庫(即HAL庫)，這個LL庫是什么鬼，卻從來沒聽說過。

好吧，我承認這個名字是我自己XJB取的。。。。。。。。

一、初識LL 庫

最近論壇發的STM32L476RGNucleo開發板到手了，準備學習玩耍，當然第一步就是下載資料，于是我下載STM32L4Cube 1.1.0版本，打開逐個查看，

好像和以前一樣的，沒什么特別嘛，于是準備開始開發。。。

等等，好像還真發現了有點不一樣：

熟悉HAL庫的都知道，該庫的文件幾乎都是以stm32xxx_hal_xxx.h/.c命名的，為了和以前的標準庫有個區分，上圖中那些是什么鬼？？？？？

前輩說，遇到問題趕緊查手冊，于是我果斷打開STM32L4Cube庫的說明手冊(UM1884):

原來這個東西叫做LowLayer APIs，作為英文渣渣表示實在不習慣洋里洋氣的高大上名字，于是擅自把他叫做【STM32LL庫】了(不服的你咬我啊）。

從這里看好像是說這個東東比HAL庫更接近硬件，到底什么鬼，還不清楚。但是以前好像沒見過這個東西啊，就算是STM32L4Cube的1.0.0版本中都沒有。看看Cube發行歷史：

原來LL庫是在1.1.0版本才加上的，大概意思就是：

1. LL APIs是寄存器級的編程，嗯，也就是我們常說的直接操作寄存器吧。

2. LL APIs適用于xxx等一大堆外設

3. LL APIs函數全部定義為staticinline函數，放在對應的頭文件中，用戶使用需要包含相關頭文件

4. 參考這兩個文檔

看看LL庫文件在Cube庫中的位置，有20多個文件，全部以stm32l4xx_ll_xxx.h命名：

STM32Cube_FW_L4_V1.1.0DriversSTM32L4xx_HAL_DriverInc

STM32L4是面向低功耗市場的，同時不失高性能，功耗和性能往往是兩個矛盾的東西，ST在硬件設計上想了各種辦法來實現兼顧低功耗高性能(例如各種低功耗模式，LP外設等)，而在軟件層面，程序也講求效率， LL庫全是直接操作寄存器，直接操作寄存器往往效率較高，而且函數定義為內聯函數，調用函數時不是堆棧調用，而是直接把函數的代碼嵌入到調用的地方，利于提高代碼相率，我想這也是ST在STM32L4系列中推出這個直接操作寄存器的LL庫的原因之一吧。

二、怎么使用LL庫

先看看手冊里怎么說的，它有什么特點：

英文渣渣就不翻譯了，反正大概就是說

LL庫更接近硬件層，對需要復雜上層協議棧的外設不適用，直接操作寄存器等等一大堆，到這里，可以看到它的使用方法：

1. 獨立使用，該庫完全獨立實現，可以完全拋開HAL庫，只用LL庫編程完成。

2. 混合使用，和HAL庫結合使用。

本人就常在編程的時候庫函數和寄存器操作混合，所以覺得混合使用應該是不錯的方式。

最后一段還說到該庫不需要額外的內存資源來存儲程序狀態，數據指針等東西，所有的操作都通過直接修改外設的寄存器來完成。

下面是手冊中對各個LL文件的描述：

就是講LL庫由5部分組成：每個外設對應一個頭文件組成一部分，以及系統相關的bus，cortex，utils，system四個部分。

前面提到，要使用LL庫，需要包含對應頭文件，各頭文件之間有如下關系：

看來，我們編程的時候只需要#include某外設的頭文件，就可以使用LL庫了，但是同時，系統啟動文件，初始化文件等一系列不能少，具體講就是：

stm32l4xx.h

stm32l476xx.h

system_stm32l4xx.h

system_stm32l4xx.c

startup_stm32l476xx.s

這幾個文件，這在標準庫，Cube庫都不曾變過的鐵律。

順便分享一下STM32L4Cube 庫 1.1.0版本和1.1.1版本的Pack 百度網盤下載地址：http://pan.baidu.com/s/1c0wjL5m

一樓二樓是具體使用方法。

已完，上傳文檔和工程模板：

STM32 LL庫使用指南.pdf (847.11 KB, 下載次數: 125)

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STM32L476_LL_工程模板.rar (768.3 KB, 下載次數: 45)

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三、開發環境搭建—— 新建STM32LL庫工程模板

要開發首先要搭建開發環境，也就是簡歷所謂的工程模板。由于獨立使用LL庫的情況下不能使用Cube來建立工程，所以需要手動建立，這里的建工程方法和以前使用標準庫建工程模板比較類似：

1. 準備相關文件：

新建一個文件夾用來放所有的文件

把需要用到的相關文件全部復制過來：

首先是上一節說到的幾個必不可少的文件

stm32l4xx.h,stm32l476xx.h,

system_stm32l4xx.h,system_stm32l4xx.c,

startup_stm32l476xx.s

這些文件都在STM32Cube_FW_L4_V1.1.0DriversCMSISDeviceSTSTM32L4xx文件夾下，為了方便查找，我保持了和庫文件中相同的文件夾結構。如果閑麻煩，可以把STM32Cube_FW_L4_V1.1.0DriversCMSIS整個文件夾復制過來，該文件夾下的其他文件如Include文件夾里面的也需要用到。

然后把所有LL庫的文件復制過來，

STM32Cube_FW_L4_V1.1.0DriversSTM32L4xx_HAL_DriverInc文件夾下面所有stm32l4xx_ll_xxx.h命名的文件，也可以整個文件夾復制。

其實主要就是這兩個文件夾下面相關的一些文件復制過來就好。當然一股腦全部粘貼過去也沒什么影響，就是工程大一點(henduo)。

最后建立Inc，Src，MDK-ARM文件夾放頭文件、源文件和工程文件，，stm32l4xx_it.h/.c這兩個文件其實也可以不要，因為我們可以把中斷函數處理函數放在任何地方都可以，main.c/main.h自己新建或者復制個模板。

所有文件，文件夾名字都可以隨便取，這里只是為了保持和庫、Cube建立的工程文件結構保持一致，所以取這些名字。

2. 好了，準備工作做好了，開始建工程

打開Keil MDK，新建一個工程選擇型號STM32L4RG，在此之前需要確保已經安裝了Keil STM32L4的Pack，不然新建工程的時候找不到對應的型號。

然后往工程里添加剛剛準備好的相關文件：

只需添加*.c和*.s文件，*.h文件設置頭文件包含路徑就行，也可以加到工程中方便查看。

接下來就是最重要的部分，工程設置：

有幾個主要地方需要設置，

1. 定義使用的芯片型號 STM32L4xx

2. 設置文件包含路徑

..Inc //自己寫的頭文件路徑

..DriversCMSISInclude //關于Cortex的一些頭文件

..DriversCMSISDeviceSTSTM32L4xxInclude // stm32l4xx.h,stm32l476xx.h等文件

..DriversSTM32L4xx_HAL_DriverInc //LL庫文件的路徑

3. 設置所用調試仿真器，使用Nucleo板載ST-Link

4.

差不多就這些了，如果芯片型號選擇正確，pack安裝正確，其他的工程已經默認設置好，編譯一下無錯誤無警告，下面就是真正的開發，寫代碼了。

趁中午休息把開發環境搭建好，晚上回去寫兩個簡單例子，這篇帖子就算是完結了！

四、 LL庫第一個程序——點亮LED

首先點亮LED來驗證下工程設置，代碼編寫是否正確。

1. 包含頭文件

在main.c中

#include "main.h"

在main.h中

#include "stm32l4xx_ll_bus.h"
#include "stm32l4xx_ll_rcc.h"
#include "stm32l4xx_ll_system.h"
#include "stm32l4xx_ll_utils.h"
#include "stm32l4xx_ll_gpio.h"
#include "stm32l4xx_ll_exti.h"

復制代碼

包含需要使用的相關模塊，要用那些就包含哪些，不知道用哪幾個就全部包含進去。

2. 配置時鐘

用這個LL庫開發STM32跟用標準外設庫很像，很類似，只不過封裝層次更低。首先第一步要配置時鐘，因為啟動文件里沒有默認配置，這和STM32F1早期的標準外設庫一樣，不過較高版本和后來的系列就可以不用了(如果使用默認配置的話)，啟動文件里默認配置了時鐘。怎么配置這里就不細說了，看代碼應該都能懂。

__STATIC_INLINE void SystemClock_Config(void)
{
LL_FLASH_SetLatency(LL_FLASH_LATENCY_4);
LL_RCC_HSI_Enable();
while(LL_RCC_HSI_IsReady() != 1)
{
};
LL_RCC_PLL_ConfigDomain_SYS(LL_RCC_PLLSOURCE_HSI, LL_RCC_PLLM_DIV_1, 10, LL_RCC_PLLR_DIV_2);
LL_RCC_PLL_Enable();
LL_RCC_PLL_EnableDomain_SYS();
while(LL_RCC_PLL_IsReady() != 1) ;
LL_RCC_SetAHBPrescaler(LL_RCC_SYSCLK_DIV_1);
LL_RCC_SetSysClkSource(LL_RCC_SYS_CLKSOURCE_PLL);
while(LL_RCC_GetSysClkSource() != LL_RCC_SYS_CLKSOURCE_STATUS_PLL) ;
LL_RCC_SetAPB1Prescaler(LL_RCC_APB1_DIV_1);
LL_RCC_SetAPB2Prescaler(LL_RCC_APB2_DIV_1);
LL_Init1msTick(80000000);
LL_SetSystemCoreClock(80000000);
}

復制代碼

函數聲明為__STATIC_INLINE(即staticinline)是因為該庫所有函數都是__STATIC_INLINE，前面提到這樣做不需要額外的內存，因此這樣最是為了保持這一點。

3. 將LED對應引腳PA5配置為推挽輸出模式

__STATIC_INLINE void Configure_GPIO(void)
{
LL_AHB2_GRP1_EnableClock(LL_AHB2_GRP1_PERIPH_GPIOA);
LL_GPIO_SetPinMode(GPIOA, LL_GPIO_PIN_5, LL_GPIO_MODE_OUTPUT);
LL_GPIO_SetPinOutputType(GPIOA, LL_GPIO_PIN_5, LL_GPIO_OUTPUT_PUSHPULL);
LL_GPIO_SetPinSpeed(GPIOA, LL_GPIO_PIN_5, LL_GPIO_SPEED_LOW);
LL_GPIO_SetPinPull(GPIOA, LL_GPIO_PIN_5, LL_GPIO_PULL_NO);
}

復制代碼

4. PA5輸出高電平，點亮LED

LL_GPIO_SetOutputPin(GPIOA, LL_GPIO_PIN_5);

5. 最后需要在主函數中依次調用上訴函數，編譯下載運行即可看到Nulceo上的綠色LED被成功點亮了。

int main(void)
{
SystemClock_Config();
Configure_GPIO();
LL_GPIO_SetOutputPin(GPIOA, LL_GPIO_PIN_5);
while (1)
{ ;
}
}

復制代碼

/*碎碎念：雖然已經不知道這是第幾百還是第幾千次做點燈實驗，依然還是不厭其煩啊，LED不愧是被稱為單片機屆的”Hello World!”*/

五、添加其他程序功能

會了第一個程序，其他的就按照手冊講的寫就行了，再舉個簡單的例子，利用按鍵中斷模式來控制LED的閃爍頻率。

只說下大概步奏，不詳細說明：將按鍵連接的引腳配置為中斷輸入模式，開啟中斷，配置中斷線，寫中斷服務函數來處理中斷。

__STATIC_INLINE void Configure_EXTI(void)
{
LL_AHB2_GRP1_EnableClock(LL_AHB2_GRP1_PERIPH_GPIOC);
LL_APB2_GRP1_EnableClock(LL_APB2_GRP1_PERIPH_SYSCFG);
LL_GPIO_SetPinMode(GPIOC, LL_GPIO_PIN_13, LL_GPIO_MODE_INPUT);
LL_GPIO_SetPinPull(GPIOC, LL_GPIO_PIN_13, LL_GPIO_PULL_NO);
NVIC_EnableIRQ(EXTI15_10_IRQn);
NVIC_SetPriority(EXTI15_10_IRQn, 0);
LL_SYSCFG_SetEXTISource(LL_SYSCFG_EXTI_PORTC, LL_SYSCFG_EXTI_LINE13 );
LL_EXTI_EnableIT_0_31(LL_EXTI_LINE_13);
LL_EXTI_EnableFallingTrig_0_31(LL_EXTI_LINE_13);
}

復制代碼

在主函數調用Configure_EXTI()并添加代碼：

while (1)
{
LL_GPIO_TogglePin(GPIOA, LL_GPIO_PIN_5);
if(i == 0)
{
LL_mDelay(100);
}
else if(i == 1)
{
LL_mDelay(500);
}
else
{
LL_mDelay(1000);
}
}

復制代碼

實現功能：每按一次按鍵，LED改變一次閃爍頻率，間隔0.1s,0.5s,1s三種不同頻率循環閃爍。

最后，這個LL庫總體給人感覺是使用方法跟標準外設庫很像，但也有不同，前面也有提到，它全是直接操作寄存器，程序效率一定程度上會比較高，但使用起來有時候不一定那么方便，可移植性也不好，所以把它和HAL庫結合起來使用是最好的方式，在程序要求效率的地方就可以使用這些函數，而其他地方使用HAL庫，這也是我們常常使用的方法，只不過以前是使用HAL庫，需要的地方我們自己直接寫操作寄存器，而現在可以換成使用這個【LL庫】了。

上個IAR工程模板：

stm32L476.7z (2.24 MB, 下載次數: 27)