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STM32 固件库

介绍​

STM32固件库（Standard Peripheral Library）是STMicroelectronics为STM32微控制器提供的一套软件库。它封装了底层硬件的操作，使开发者能够通过简单的API调用来控制STM32的外设，如GPIO、UART、SPI、I2C等。固件库大大简化了开发过程，特别适合初学者快速上手STM32开发。

备注

STM32固件库已被STM32CubeMX和HAL库取代，但对于学习STM32的基本原理和底层操作，固件库仍然是一个很好的起点。

固件库的核心功能​

STM32固件库提供了以下核心功能：

  1. 外设初始化：通过简单的函数调用初始化外设，如GPIO、定时器、ADC等。
  2. 中断管理：配置和管理中断服务例程（ISR）。
  3. 时钟配置：设置系统时钟和外设时钟。
  4. 数据通信：支持UART、SPI、I2C等通信协议的配置和使用。

安装与配置​

在使用STM32固件库之前，需要将其集成到开发环境中。以下是基本步骤：

  1. 下载固件库：从STMicroelectronics官网下载适用于目标STM32系列的固件库。
  2. 添加到项目：将固件库的头文件和源文件添加到项目中。
  3. 配置编译器：确保编译器能够正确找到固件库的头文件。

代码示例​

以下是一个简单的GPIO初始化示例，展示了如何使用STM32固件库控制LED灯。

c
#include "stm32f10x.h"  // 包含固件库头文件

void GPIO_Config(void) {
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

    // 使能GPIOB时钟
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE);

    // 配置PB0为推挽输出
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);
}

int main(void) {
    GPIO_Config();  // 初始化GPIO

    while (1) {
        GPIO_SetBits(GPIOB, GPIO_Pin_0);  // 点亮LED
        for (int i = 0; i < 1000000; i++);  // 简单延时
        GPIO_ResetBits(GPIOB, GPIO_Pin_0);  // 熄灭LED
        for (int i = 0; i < 1000000; i++);  // 简单延时
    }
}
提示

在实际项目中，建议使用定时器或系统滴答定时器（SysTick）来实现精确的延时，而不是使用简单的for循环。

实际应用案例​

案例：通过UART与PC通信​

以下是一个通过UART与PC通信的示例，展示了如何使用STM32固件库配置UART外设并发送数据。

c
#include "stm32f10x.h"

void UART_Config(void) {
    USART_InitTypeDef USART_InitStructure;
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

    // 使能GPIOA和USART1时钟
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA | RCC_APB2Periph_USART1, ENABLE);

    // 配置PA9为USART1_TX
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);

    // 配置USART1
    USART_InitStructure.USART_BaudRate = 9600;
    USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;
    USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;
    USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No;
    USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;
    USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Tx;
    USART_Init(USART1, &USART_InitStructure);

    // 使能USART1
    USART_Cmd(USART1, ENABLE);
}

void UART_SendChar(char ch) {
    while (USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_TXE) == RESET);
    USART_SendData(USART1, ch);
}

int main(void) {
    UART_Config();  // 初始化UART

    while (1) {
        UART_SendChar('H');
        UART_SendChar('i');
        UART_SendChar('\n');
        for (int i = 0; i < 1000000; i++);  // 简单延时
    }
}
警告

在实际项目中，建议使用中断或DMA来处理UART通信，以提高效率并减少CPU负载。

总结​

STM32固件库为开发者提供了一套简单易用的API，能够快速上手STM32的开发。通过本文的介绍和示例，你应该已经掌握了固件库的基本使用方法。虽然固件库已被HAL库取代，但它仍然是学习STM32底层操作的良好起点。

附加资源与练习​

  • 练习1：尝试修改GPIO示例，使LED灯以不同的频率闪烁。
  • 练习2：扩展UART示例，实现从PC接收数据并回显。
  • 资源：访问STMicroelectronics官网获取更多关于STM32固件库的文档和示例代码。
注意

在使用固件库时，务必参考目标STM32系列的数据手册和参考手册，以确保正确配置外设。