9. 初识HAL固件库¶
本章参考资料:《STM32H750xx参考手册》、《STM32 H750x规格书》、《Cortex-M3权威指南》, STM32 HAL库帮助文档:《STM32H753xx_User_Manual.chm》。
在上一章中,我们构建了几个控制GPIO外设的函数,算是实现了函数库的雏形,但GPIO还有很多功能函数我们没有实现, 而且STM32芯片不仅仅只有GPIO这一个外设。如果我们想要亲自完成这个函数库,工作量是非常巨大的。 ST公司提供的HAL软件库,包含了STM32芯片所有寄存器的控制操作,我们直接学习如何使用ST的HAL库,会极大地方便控制STM32芯片。
9.1. CMSIS标准及库层次关系¶
因为基于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 MicroControllerSoftware Interface Standard)。
所谓CMSIS标准,实际是新建了一个软件抽象层。见图 CMSIS架构 。
![CMSIS架构](../_images/HALlib001.png)
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。
9.1.1. 库目录、文件简介¶
STM32 HAL库可以从官网获得,也可以直接从本书的配套资料得到。本书讲解的例程全部采用1.5.0库文件。 以下内容请大家打开STM32 HAL库文件配合阅读。
![STM32HAL库](../_images/HALlib002.png)
Documentation:文件夹下是HAL库帮助文档,主要讲述如何使用驱动库来编写自己的应用程序。 说得形象一点就是告诉我们:ST公司已经为你写好了每个外设的驱动了, 想知道如何运用这些例子就来向我求救吧。不幸的是,这个帮助文档是英文的, 这对很多英文不好的朋友来说是一个很大的障碍。但这里要告诉大家, 英文仅仅是一种工具,绝对不能让它成为我们学习的障碍。其实这些英文还是很简单的,我们需要的是拿下它的勇气。
Drivers:文件夹下是官方的CMSISI库,HAL库,板载外设驱动。
Middlewares:中间件,包含ST官方的STemWin、 STM32_Audio、STM32_USB_Device_Library、 STM32_USB_Host_Library;也有第三方的fatfs文件系统等等。
Project :文件夹下是用驱动库写的针对官方发行demo板的例子和工程模板。
Utilities:实用的公用组件比如LCD_LOG实用液晶打印调试信息。
Release_Note.html::库的版本更新说明。
在使用库开发时,我们需要把Drivers目录下的CMSIS、STM32H7xx_HAL_Driver内核与外设的库文件添加到工程中,并查阅库帮助文档来了解ST提供的库函数, 这个文档说明了每一个库函数的使用方法。
先看看CMSIS文件夹。
STM32Cube_FW_H7_V1.5.0\Drivers\CMSIS\文件夹下内容见图 CMSIS文件夹内容 。
![CMSIS文件夹内容](../_images/HALlib003.png)
其中Device与Include中的文件是我们使用得最多的,先讲解这两个文件夹中的内容。
9.1.1.1. Include文件夹¶
在Include文件夹中包含了 的是位于CMSIS标准的核内设备函数层的Cortex-M核通用的头文件, 它们的作用是为那些采用Cortex-M核设计SOC的芯片商设计的芯片外设提供一个进入内核的接口, 定义了一些内核相关的寄存器(类似我们前面写的stm32h7xx.h文件, 但定义的是内核部分的寄存器)。这些文件在其它公司的Cortex-M系列芯片也是相同的。 至于这些功能是怎样用源码实现的,可以不用管它,只需把这些文件加进我们的工程文件即可,有兴趣的朋友可以深究, 关于内核的寄存器说明,需要查阅《cortex_m7_Technical ReferenceManual》及《Cortex®-M7内核编程手册》文档, 《STM32H750xx参考手册》只包含片上外设说明,不包含内核寄存器。
我们写STM32H7的工程,必须用到其中的四个文件:core_cm7.h、core_cmFunc.h、corecmInstr.h、core_cmSimd.h, 其它的文件是属于其它内核的,还有几个文件是DSP函数库使用的头文件。
core_cm7.c文件有一些与编译器相关条件编译语句,用于屏蔽不同编译器的差异。里面包含了一些跟编译器相关的信息, 如:“__CC_ARM ”(本书采用的RVMDK、KEIL),“__GNUC__ ”(GNU编译器)、“ICC Compiler”(IAR编译器)。 这些不同的编译器对于C嵌入汇编或内联函数关键字的语法不一样,这段代码统一使用“__ASM、__INLINE”宏来定义, 而在不同的编译器下,宏自动更改到相应的值,实现了差异屏蔽,见 代码清单:HAL-1 。
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 | #if defined ( __CC_ARM )
#define __ASM __asm /*!< asm keyword for ARM Compiler */
#define __INLINE __inline /*!< inline keyword for ARM Compiler*/
#define __STATIC_INLINE static __inline
#elif defined ( __GNUC__ )
#define __ASM __asm /*!< asm keyword for GNU Compiler */
#define __INLINE inline /*!< inline keyword for GNU Compiler */
#define __STATIC_INLINE static inline
#elif defined ( __ICCARM__ )
#define __ASM __asm /*!< asm keyword for IAR Compiler */
/*!< inline keyword for IAR Compiler. */
#define __STATIC_INLINE static inline
#define __INLINE inline
#elif defined ( __TMS470__ )
#define __ASM __asm /*!< asm keyword for TI CCS Compiler */
#define __STATIC_INLINE static inline
#elif defined ( __TASKING__ )
#define __ASM __asm /*!< asm keyword for TASKING Compiler */
#define __INLINE inline /*!< inline keyword for TASKING Compiler
#define __STATIC_INLINE static inline
#elif defined ( __CSMC__ )
#define __packed
#define __ASM _asm /*!< asm keyword for COSMIC Compiler */
/*use -pc99 on compile line !< inline keyword for COSMIC Compiler */
#define __INLINE inline
#define __STATIC_INLINE static inline
#endif
|
较重要的是在core_cm7.c文件中包含了“stdint.h” 这个头文件,这是一个ANSI C 文件, 是独立于处理器之外的,就像我们熟知的C语言头文件 “stdio.h” 文件一样。 位于RVMDK这个软件的安装目录下,主要作用是提供一些类型定义。见 代码清单:HAL-2 。
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 | /* exact-width signed integer types */
typedef signed char int8_t;
typedef signed short int int16_t;
typedef signed int int32_t;
typedef signed __int64 int64_t;
/* exact-width unsigned integer types */
typedef unsigned char uint8_t;
typedef unsigned short int uint16_t;
typedef unsigned int uint32_t;
typedef unsigned __int64 uint64_t;
|
这些新类型定义屏蔽了在不同芯片平台时,出现的诸如int的大小是16位,还是32位的差异。 所以在我们以后的程序中,都将使用新类型如uint8_t 、uint16_t等。
在稍旧版的程序中还经常会出现如u8、u16、u32这样的类型,分别表示的无符号的8位、16位、32位整型。 初学者碰到这样的旧类型感觉一头雾水,它们定义的位置在Stm32h7xx.h文件中。 建议在以后的新程序中尽量使用uint8_t 、uint16_t类型的定义。
core_cm7.c跟启动文件一样都是底层文件,都是由ARM公司提供的,遵守CMSIS标准, 即所有CM7芯片的库都带有这个文件,这样软件在不同的CM7芯片的移植工作就得以简化。
9.1.1.2. Device文件夹¶
在Device文件夹下的是具体芯片直接相关的文件,包含启动文件、芯片外设寄存器定义、系统时钟初始化功能的一些文件,这是由ST公司提供的。
system_stm32h7xx.c文件
文件目录:\ Drivers \CMSIS\Device\ST\ STM32H7xx\Source\Templates
这个文件包含了STM32芯片上电后初始化系统时钟、扩展外部存储器用的函数,例如我们前两章提到供启动文件调用的“SystemInit”函数, 用于上电后初始化时钟,该函数的定义就存储在system_stm32h7xx.c文件。STM32 H750系列的芯片,调用库的这个SystemInit函数后, 会对RCC的部分寄存器值进行初始化,在主函数中调用SystemClock_Config函数可以将系统时钟设置为480M。
启动文件
文件目录:\Drivers\CMSIS\Device\ST\STM32H7xx\Source\Templates
在这个目录下,还有很多文件夹,如“ARM”、“gcc”、“iar”等,这些文件夹下包含了对应编译平台的汇编启动文件,在实际使用时要根据编译平台来选择。 我们使用的MDK启动文件在“ARM”文件夹中。其中的“startup_stm32 H750xx.s”即为STM32 H750芯片的启动文件,前面两章工程中使用的启动文件就是从这里复制过去的。 如果使用其它型号的芯片,要在此处选择对应的启动文件,如STM32 H750型号使用“startup_stm32 H750xx.s”文件。
stm32h7xx.h文件
文件目录:\Drivers\CMSIS\Device\ST\STM32H7xx\Include
stm32h7xx.h 这个文件非常重要,是一个STM32芯片底层相关的文件。它是我们前两章自己定义的“stm32h7xx.h”文件的完整版, 包含了STM32中所有的外设寄存器地址和结构体类型定义,在使用到STM32 HAL库的地方都要包含这个头文件。
CMSIS文件夹中的主要内容就是这样,接下来我们看看STM32H7xx_HAL_Driver文件夹。
9.1.1.3. STM32H7xx_HAL_Driver文件夹¶
文件目录:Drivers\STM32H7xx_HAL_Driver
进入Drivers目录下的STM32H7xx_HAL_Driver文件夹,见图 外设驱动 。
![外设驱动](../_images/HALlib004.png)
STM32H7xx_HAL_Driver文件夹下有inc(include的缩写)跟src(source的简写)这两个文件夹,这里的文件属于CMSIS之外的的、 芯片片上外设部分。src里面是每个设备外设的驱动源程序,inc则是相对应的外设头文件。src及inc文件夹是ST的HAL库的主要内容, 甚至不少人直接认为ST的HAL库就是指这些文件,可见其重要性。
在src 和inc文件夹里的就是ST公司针对每个STM32外设而编写的库函数文件,每个外设对应一个 *.c和 *.h后缀的文件。 我们把这类外设文件统称为:stm32h7xx_hal_ppp.c或stm32h7xx_hal_ppp.h文件,PPP表示外设名称。 如在上一章中我们自建的stm32h7xx_hal_gpio.c及stm32h7xx_hal_gpio.h文件,就属于这一类。
如针对模数转换(ADC)外设,在src文件夹下有一个stm32h7xx_hal_adc.c源文件,在inc文件夹下有一个stm32h7xx_hal_adc.h头文件, 若我们开发的工程中用到了STM32内部的ADC,则至少要把这两个文件包含到工程里。见图 驱动的源文件及头文件 。
![驱动的源文件及头文件](../_images/HALlib005.png)
9.1.1.4. stm32h7xx_it.c、 stm32h7xx_hal_conf.h文件¶
文件目录:STM32Cube_FW_H7_V1.5.0\Projects\NUCLEO-H743ZITemplates
在这个文件目录下,存放了官方的一个库工程模板,我们在用库建立一个完整的工程时, 还需要添加这个目录下src文件夹中stm32h7xx_it.c和inc文件夹中和inc文件夹中stm32h7xx_it.h、stm32h7xx_hal_conf.h这三个文件。
stm32h7xx_it.c:这个文件是专门用来编写中断服务函数的,在我们修改前,这个文件已经定义了一些系统异常(特殊中断)的接口, 其它普通中断服务函数由我们自己添加。但是我们怎么知道这些中断服务函数的接口如何写?是不是可以自定义呢?答案当然不是的, 这些都有可以在汇编启动文件中找到,在学习中断和启动文件的时候我们会详细介绍
stm32h7xx_hal_conf.h:这个文件被包含进stm32h7xx.h文件。ST标准库支持所有STM32H7型号的芯片,但有的型号芯片外设功能比较多, 所以使用这个配置文件根据芯片型号增减ST库的外设文件。见 代码清单:HAL-3。
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 | /* #define HAL_ADC_MODULE_ENABLED */
/* #define HAL_FDCAN_MODULE_ENABLED */
/* #define HAL_CEC_MODULE_ENABLED */
/* #define HAL_COMP_MODULE_ENABLED */
/* #define HAL_CRC_MODULE_ENABLED */
/*省略部分代码*/
#define HAL_GPIO_MODULE_ENABLED
#define HAL_DMA_MODULE_ENABLED
#define HAL_MDMA_MODULE_ENABLED
#define HAL_RCC_MODULE_ENABLED
#define HAL_FLASH_MODULE_ENABLED
#define HAL_PWR_MODULE_ENABLED
#define HAL_I2C_MODULE_ENABLED
#define HAL_CORTEX_MODULE_ENABLED
#define HAL_HSEM_MODULE_ENABLED
|
stm32h7xx_hal_conf.h这个文件还可配置是否使用“断言”编译选项,见 代码清单:HAL-4 。
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 | #ifdef USE_FULL_ASSERT
/**
* @brief The assert_param macro is used for parameters check.
* @param expr: If expr is false, it calls assert_failed function
* which reports the name of the source file and the source
* line number of the call that failed.
* If expr is true, it returns no value.
* @retval None
*/
#define assert_param(expr) ((expr) ? (void)0 : assert_failed((uint8_t
*)__FILE__, __LINE__))
/* Exported functions ---------------------------------- */
void assert_failed(uint8_t* file, uint32_t line);
#else
#define assert_param(expr) ((void)0)
#endif /* USE_FULL_ASSERT */
|
在ST的HAL库函数中,一般会包含输入参数检查,即上述代码中的“assert_param”宏,当参数不符合要求时, 会调用“assert_failed”函数,这个函数默认是空的。
实际开发中使用断言时,先通过定义USE_FULL_ASSERT宏来使能断言,然后定义“assert_failed”函数, 通常我们会让它调用printf函数输出错误说明。使能断言后,程序运行时会检查函数的输入参数, 当软件经过测试,可发布时,会取消USE_FULL_ASSERT宏来去掉断言功能,使程序全速运行。
9.1.2. 库各文件间的关系¶
前面向大家简单介绍了各个库文件的作用,库文件是直接包含进工程即可,丝毫不用修改, 而有的文件就要我们在使用的时候根据具体的需要进行配置。 接下来从整体上把握一下各个文件在库工程中的层次或关系,这些文件对应到CMSIS标准架构上。见图 库各文件关系 。
![库各文件关系](../_images/HALlib008.png)
图 库各文件关系 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_stm32h7xx.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。
9.2. 使用帮助文档¶
我坚信,授之以鱼不如授之以渔。官方资料是所有关于STM32知识的源头,所以在本小节介绍如何使用官方资料。 官方的帮助手册,是最好的教程,几乎包含了所有在开发过程中遇到的问题。这些资料已整理到了本书附录资料中。
9.2.1. 常用官方资料¶
《STM32H750xx参考手册》
这个文件全方位介绍了STM32芯片的各种片上外设,它把STM32的时钟、存储器架构、及各种外设、寄存器都描述得清清楚楚。 当我们对STM32的外设感到困惑时,可查阅这个文档。以直接配置寄存器方式开发的话, 查阅这个文档寄存器部分的频率会相当高,但这样效率太低了。
《stm32h750xb规格书》
本文档相当于STM32的datasheet,包含了STM32芯片所有的引脚功能说明及存储器架构、芯片外设架构说明。 后面我们使用STM32其它外设时,常常需要查找这个手册,了解外设对应到STM32的哪个GPIO引脚。
《Cortex®-M7内核编程手册》
本文档由ST公司提供,主要讲解STM32内核寄存器相关的说明,例如系统定时器、中断等寄存器。 这部分的内容是《STM32H7xxx参考手册》没涉及到的内核部分的补充。相对来说,本文档虽然介绍了内核寄存器, 但不如以下两个文档详细,要了解内核时,可作为以下两个手册的配合资料使用。
《Cortex-M3权威指南》、《cortex_m7_Technical Reference Manual》。
这两个手册是由ARM公司提供的,它详细讲解了Cortex内核的架构和特性,要深入了解Cortex-M内核,这是首选, 经典中的经典,其中Cortex-M3版本有中文版,方便学习。因为Cortex-M7内核与Cortex-M3内核大部分相同, 可用它来学习,而Cortex-M7新增的特性,则必须参考《cortex_m7_Technical Reference Manual》文档了,目前只有英文版。
《STM32H753xx_User_Manual.chm》
这个就是本章提到的库的帮助文档,在使用库函数时,我们最好通过查阅此文件来了解HAL库提供了哪些外设、 函数原型或库函数的调用的方法。也可以直接阅读源码里面的函数的函数说明。
9.2.2. 初识库函数¶
所谓库函数,就是STM32的库文件中为我们编写好的函数接口,我们只要调用这些库函数, 就可以对STM32进行配置,达到控制目的。我们可以不知道库函数是如何实现的, 但我们调用函数必须要知道函数的功能、可传入的参数及其意义、和函数的返回值。
于是,有读者就问那么多函数我怎么记呀?我的回答是:会查就行了,哪个人记得了那么多。 所以我们学会查阅库帮助文档 是很有必要的。
打开库帮助文档《STM32H753xx_User_Manual.chm》见图 库帮助文档
![库帮助文档](../_images/HALlib006.png)
层层打开文档的目录标签:
标签目录:Modules\STM32H7xx_HAL_Driver
可看到STM32H7xx_HAL_Driver标签下有很多外设驱动文件的名字HAL、ADC、BKP、CAN等标签。
我们试着查看GPIO的“位设置函数GPIO_SetBits”看看,打开标签:
标签目录:Modules\STM32H4xx_StdPeriph_Driver\GPIO\GPIO Exported Functions\IO operation functions\HAL_GPIO_WritePin, 见图 库帮助文档的函数说明 。
![库帮助文档的函数说明](../_images/HALlib007.png)
利用这个文档,我们即使没有去看它的具体源代码,也知道要怎么利用它了。
如HAL_GPIO_WritePin,函数的原型为void HAL_GPIO_WritePin(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin, GPIO_PinState PinState)。 它的功能是:输入一个类型为GPIO_TypeDef的指针GPIOx参数,选定要控制的GPIO端口;输入GPIO_PIN_x宏,其中x指端口的引脚号, 指定要控制的引脚;输入GPIO_PIN_RESET或者GPIO_PIN_SET设置IO口的电平高低。
其中输入的参数 GPIOx为ST的HAL库中定义的自定义数据类型,这两个传入参数均为结构体指针。初学时, 我们并不知道如GPIO_TypeDef这样的类型是什么意思, 可以点击函数原型中带下划线的 GPIO_TypeDef 就可以查看这个类型的声明了。
就这样初步了解了一下库函数,读者就可以发现STM32的库是写得很优美的。每个函数和数据类型都符合见名知义的原则, 当然,这样的名称写起来特别长,而且对于我们来说要输入这么长的英文,很容易出错,所以在开发软件的时候, 在用到库函数的地方,直接把库帮助文档中的函数名称复制粘贴到工程文件就可以了。 而且,配合MDK软件的代码自动补全功能,可以减少输入量。
有的用户觉得使用库文档麻烦,也可以直接查阅STM32 HAL库的源码,库帮助文档的说明都是根据源码生成的, 所以直接看源码也可以了解函数功能。
下面我们以USART为例,介绍一下HAL的外设结构体。请读者注意,由于我们使用USART/UART这个外设, 需要把包含串口外设的宏定义打开,见 代码清单:HAL-5 串口外设头文件宏定义。
1 2 | #define HAL_UART_MODULE_ENABLED
#define HAL_USART_MODULE_ENABLED
|
关于外设的初始化结构体有两个,一个是xxx_HandleTypeDef(xxx为某一个外设,例如USART_HandleTypeDef), 称为外设管理结构体,其结构体成员如下:
(1) Instance:外设寄存器基地址指针,所有参数都是指定基地址后才能正确写入寄存器。所有外设的地址,STM32都已经为我们封装好了, 如 代码清单:HAL-6 外设寄存器基地址(以USART为例见文件stm32h743xx.h)。这是USART2、USART3、USART6的外设基地址。
1 2 3 | #define USART2 ((USART_TypeDef *) USART2_BASE)
#define USART3 ((USART_TypeDef *) USART3_BASE)
#define USART6 ((USART_TypeDef *) USART6_BASE)
|
(2) Init:外设的初始化结构体,一般都是用来配置外设的工作方式。 如串口的波特率,起始位、数据位、停止位的长度。
以上的两个结构体成员,是我们在初始化时,必须要进行配置的。
(3) pTxBuffPtr、TxXferSize、TxXferCount、pRxBuffPtr、RxXferSize、RxXferCount、Mask、State、ErrorCode:这些参数则不需要用户关心。 在调用HAL库函数的时候,会根据实际情况,进行赋值,如 代码清单:HAL-3 HAL库函数调用。
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 | HAL_StatusTypeDef HAL_USART_Init(USART_HandleTypeDef *husart)
{
if (husart == NULL) {
return HAL_ERROR;
}
assert_param(IS_USART_INSTANCE(husart->Instance));
if (husart->State == HAL_USART_STATE_RESET) {
husart->Lock = HAL_UNLOCKED;
HAL_USART_MspInit(husart);
}
husart->State = HAL_USART_STATE_BUSY;
__HAL_USART_DISABLE(husart);
if (USART_SetConfig(husart) == HAL_ERROR) {
return HAL_ERROR;
}
CLEAR_BIT(husart->Instance->CR2, USART_CR2_LINEN);
CLEAR_BIT(husart->Instance->CR3, (USART_CR3_SCEN | USART_CR3_HDSEL | USART_CR3_IREN));
if (husart->Init.SlaveMode) {
CLEAR_BIT(husart->Instance->CR2, USART_CR2_CLKEN);
}
__HAL_USART_ENABLE(husart);
return (USART_CheckIdleState(husart));
}
|
上述代码的第11行,当外设处于工作状态时,则HAL库会将HAL_USART_STATE_BUSY赋给State。还有其他的状态值,如HAL_USART_STATE_RESET、 HAL_USART_STATE_READY、HAL_USART_STATE_ERROR等等。
(4) Lock:外设的锁资源。通常都在对外设配置前锁上进程锁,设置完毕后释放进程锁。 如 代码清单:HAL-7 HAL库函数调用的第8行代码。
(5) Hdmatx、hdmarx:负责与外设相关的DMA配置,如使用哪一个DMA,DMA的工作模式等等。 用户可以通过该方式来配置相应的DMA传输。下面我们介绍另一种方式。
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 | void USART_DMA_Config(void)
{
/*开启DMA时钟*/
DEBUG_USART_DMA_CLK_ENABLE();
DMA_Handle.Instance = DEBUG_USART_DMA_STREAM;
/*配置usart1 tx对应dma*/
DMA_Handle.Init.Request = DMA_REQUEST_USART1_TX;
/*方向:从内存到外设*/
DMA_Handle.Init.Direction= DMA_MEMORY_TO_PERIPH;
/*外设地址不增*/
DMA_Handle.Init.PeriphInc = DMA_PINC_DISABLE;
/*内存地址自增*/
DMA_Handle.Init.MemInc = DMA_MINC_ENABLE;
/*外设数据单位*/
DMA_Handle.Init.PeriphDataAlignment = DMA_PDATAALIGN_BYTE;
/*内存数据单位 8bit*/
DMA_Handle.Init.MemDataAlignment = DMA_MDATAALIGN_BYTE;
/*DMA模式:不断循环*/
DMA_Handle.Init.Mode = DMA_CIRCULAR;
/*优先级:中*/
DMA_Handle.Init.Priority = DMA_PRIORITY_MEDIUM;
/*禁用FIFO*/
DMA_Handle.Init.FIFOMode = DMA_FIFOMODE_DISABLE;
DMA_Handle.Init.FIFOThreshold = DMA_FIFO_THRESHOLD_FULL;
/*存储器突发传输 16个节拍*/
DMA_Handle.Init.MemBurst = DMA_MBURST_SINGLE;
/*外设突发传输 1个节拍*/
DMA_Handle.Init.PeriphBurst = DMA_PBURST_SINGLE;
/*配置DMA2的数据流7*/
// /* Deinitialize the stream for new transfer */
HAL_DMA_DeInit(&DMA_Handle);
/* Configure the DMA stream */
HAL_DMA_Init(&DMA_Handle);
/* Associate the DMA handle */
__HAL_LINKDMA(&UartHandle, hdmatx, DMA_Handle);
}
|
代码清单:HAL-8 DMA的相应配置中的第4~34行,都是有关于DMA的配置,具体结构体的变量可以参考DMA的章节。最后调用__HAL_LINKDMA函数, 实际上就是将DMA_Handle的配置,赋值给UartHandle的结构体成员hdmatx。
具体的内容,见 代码清单:HAL-9 外设管理结构体的结构体成员。
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 | typedef struct {
USART_TypeDef *Instance;
USART_InitTypeDef Init;
uint8_t *pTxBuffPtr;
uint16_t TxXferSize;
__IO uint16_t TxXferCount;
uint8_t *pRxBuffPtr;
uint16_t RxXferSize;
__IO uint16_t RxXferCount;
uint16_t Mask;
DMA_HandleTypeDef *hdmatx;
DMA_HandleTypeDef *hdmarx;
HAL_LockTypeDef Lock;
__IO HAL_USART_StateTypeDef State;
__IO uint32_t ErrorCode;
} USART_HandleTypeDef;
|
串口外设的中断服务函数,见 代码清单:HAL-10 HAL的串口中断服务函数。
1 2 3 4 5 6 7 8 | void HAL_USART_IRQHandler(USART_HandleTypeDef *husart);
void HAL_USART_TxHalfCpltCallback(USART_HandleTypeDef *husart);
void HAL_USART_TxCpltCallback(USART_HandleTypeDef *husart);
void HAL_USART_RxCpltCallback(USART_HandleTypeDef *husart);
void HAL_USART_RxHalfCpltCallback(USART_HandleTypeDef *husart);
void HAL_USART_TxRxCpltCallback(USART_HandleTypeDef *husart);
void HAL_USART_ErrorCallback(USART_HandleTypeDef *husart);
void HAL_USART_AbortCpltCallback (USART_HandleTypeDef *husart);
|
代码清单:HAL-10 HAL的串口中断服务函数中的第1行,是HAL库封装的外设中断服务函数,当用户使用该外设的中断时,需要在stm32h7xx_it.c文件中调用该函数。 具体内容见 代码清单:HAL-11 HAL_USART_IRQHandler函数(文件stm32h7xx_hal_usart.c)。该函数主要检测不同的外设标志位,根据不同的标志位, 调用不同的回调函数。例如当USART_FLAG_TXE为1时,则会调用HAL_USART_TxCpltCallback这个函数。HAL_USART_TxCpltCallback函数默认是一个空函数, 见 代码清单:HAL-11 HAL_USART_IRQHandler函数(文件stm32h7xx_hal_usart.c)。
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 | void HAL_USART_IRQHandler(USART_HandleTypeDef *husart)
{
uint32_t isrflags = READ_REG(husart->Instance->ISR);
uint32_t cr1its = READ_REG(husart->Instance->CR1);
uint32_t cr3its = READ_REG(husart->Instance->CR3);
uint32_t errorflags;
/* If no error occurs */
errorflags = (isrflags & (uint32_t)(USART_ISR_PE | USART_ISR_FE | USART_ISR_ORE | USART_ISR_NE | USART_ISR_UDR));
if (errorflags == RESET) {
/* USART in mode Receiver ---------------------------------------------------*/
if (((isrflags & USART_ISR_RXNE) != RESET)
&& (((cr1its & USART_CR1_RXNEIE) != RESET) || ((cr3its & USART_CR3_RXFTIE) != RESET))) {
if (husart->State == HAL_USART_STATE_BUSY_RX) {
USART_Receive_IT(husart);
} else {
USART_TransmitReceive_IT(husart);
}
return;
}
}
/* 省略部分代码*/
/* USART TX FIFO Empty -----------------------------------------------------*/
if (((isrflags & USART_ISR_TXFE) != RESET) && ((cr1its & USART_CR1_TXFEIE) != RESET)) {
CLEAR_BIT(husart->Instance->CR1, USART_CR1_TXFEIE);
}
|
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 | /**
* @brief Tx Transfer completed callback.
* @param husart: USART handle.
* @retval None
*/
__weak void HAL_USART_TxCpltCallback(USART_HandleTypeDef *husart)
{
/* Prevent unused argument(s) compilation warning */
UNUSED(husart);
/* NOTE : This function should not be modified, when the callback is needed,
the HAL_USART_TxCpltCallback can be implemented in the user file.
*/
}
|
该函数是弱定义函数,用户可以自己重新定义一个回调函数HAL_USART_TxCpltCallback,来实现相应的操作。