0 简介

HAL库是ST公司目前主力推的开发方式，全称就是Hardware Abstraction Layer（抽象印象层）。它的出现比标准库要晚，但其实和标准库一样，都是为了节省程序开发的时期，而且HAL库尤其的有效，如果说标准库把实现功能需要配置的寄存器集成了，那么HAL库的一些函数甚至可以做到某些特定功能的集成。也就是说，同样的功能，标准库可能要用几句话，HAL库只需用一句话就够了。并且HAL库也很好的解决了程序移植的问题，使用HAL库，只要使用的是相通的外设，程序基本可以完全复制粘贴。使用ST公司研发的STMcube软件，可以通过图形化的配置功能，直接生成整个使用HAL库的工程文件，可以说是方便至极，但是方便的同时也造成了它执行效率的低下，在各种论坛帖子真的是被吐槽的数不胜数。

1 CMSIS 标准及库层次关系

基于 Cortex 系列芯片采用的内核都是相同的，区别主要为核外的片上外设的差异，这些差异却导致软件在同内核，不同外设的芯片上移植困难。为了解决不同的芯片厂商生产的 Cortex 微控制器软件的兼容性问题，ARM 与芯片厂商建立了 CMSIS 标准 (Cortex MicroController Software Interface Standard)。
所谓 CMSIS 标准，实际是新建了一个软件抽象层。

CMSIS 标准中最主要的为 CMSIS 核心层，它包括了：

内核函数层：其中包含用于访问内核寄存器的名称、地址定义，主要由 ARM 公司提供。
设备外设访问层：提供了片上的核外外设的地址和中断定义，主要由芯片生产商提供。

可见 CMSIS 层位于硬件层与操作系统或用户层之间，提供了与芯片生产商无关的硬件抽象层，可以为接口外设、实时操作系统提供简单的处理器软件接口，屏蔽了硬件差异，这对软件的移植是有极大的好处的。STM32 的库，就是按照 CMSIS 标准建立的。

库各文件间的关系

描述了 STM32 库各文件之间的调用关系，这个图省略了 DSP 核和实时系统层部分的文件关系。在实际的使用库开发工程的过程中，我们把位于 CMSIS 层的文件包含进工程，除了特殊系统时钟需要修改 system_stm32f1xx.c，其它文件丝毫不用修改，也不建议修改。对于位于用户层的几个文件，就是我们在使用库的时候，针对不同的应用对库文件进行增删（用条件编译的方法增删）和改动的文件。

2 cubemx

都用HAL库了还不用cubemx？

STM32CubeMX 是 ST 意法半导体近几年来大力推荐的STM32 芯片图形化配置工具，目的就是为了方便开发者，允许用户使用图形化向导生成C 初始化代码，可以大大减轻开发工作，时间和费用，提高开发效率。STM32CubeMX几乎覆盖了STM32 全系列芯片。
在CubeMX上，通过傻瓜化的操作便能实现相关配置，最终能够生成C语言代码，支持多种工具链，比如MDK、IAR For ARM、TrueStudio等省去了我们配置各种外设的时间，大大的节省了时间。
安装过程就不写了，网上一大把。

3 句柄

3.1 标准库

在标准库中初始化：固件库结构体变量+固件库Init函数实现

    USART_InitTypeDef USART_InitStructure;
    USART_InitStructure.USART_BaudRate = bound;//串口波特率
    USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;//字长为8位数据格式
    USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;//一个停止位
    USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No;//无奇偶校验位
    USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;//无硬件数据流控制
    USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx;    //收发模式
    USART_Init(USART3, &USART_InitStructure); //初始化串口1

USART_InitStructure是一个在函数内部的局部变量，初始化完成之后，USART_InitStructure就失去了作用。

3.2 HAL库

需要定义全局变量

UART_HandleTypeDef UART1_Handler;

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;

该 UART1_Handler 就被称为串口的句柄，它被贯穿整个USART收发的流程。

4 MSP函数

MCU Specific Package （单片机的具体方案），MSP是指和MCU相关的初始化

我们要初始化一个串口，首先要设置和 MCU 无关的东西，例如波特率，奇偶校验，停止位等，这些参数设置和 MCU 没有任何关系，可以使用 STM32F1，也可以是 STM32F2/F3/F4/F7上的串口。而一个串口设备它需要一个 MCU 来承载，例如用 STM32F4 来做承载，PA9 做为发送，PA10 做为接收，MSP 就是要初始化 STM32F4 的 PA9,PA10，配置这两个引脚。所以 HAL驱动方式的初始化流程就是：

HAL_USART_Init()—>HAL_USART_MspInit()

先初始化与 MCU无关的串口协议，再初始化与 MCU 相关的串口引脚。在 STM32 的 HAL 驱动中HAL_PPP_MspInit()作为回调，被 HAL_PPP_Init()函数所调用。当我们需要移植程序到 STM32F1平台的时候，我们
只需要修改 HAL_PPP_MspInit 函数内容而不需要修改 HAL_PPP_Init 入口参数内容。

在HAL库中，几乎每初始化一个外设就需要设置该外设与单片机之间的联系，比如IO口，是否复用等等
[

](https://blog.csdn.net/as480133937/article/details/99935090)

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