STM32F10X系列微控制器標準外設(shè)庫的應(yīng)用

Stm32f10x系列微控制器具有Cortex-M3內(nèi)核結(jié)構(gòu)，它集成了CM3core的中心處理器內(nèi)核和先進的系統(tǒng)外設(shè)，實現(xiàn)了內(nèi)置的中斷控制、存儲器保護，以及系統(tǒng)的調(diào)試和跟蹤功能。在進行嵌入式系統(tǒng)設(shè)計時，控制軟件首先需要對微控制器的啟動、系統(tǒng)時鐘、存儲器映射、中斷向量、異常處理等進行設(shè)置，增加了控制軟件的前期開發(fā)時間，更加造成了初學(xué)者的難度。為了縮短開發(fā)時間、提高軟件的可移植性，同時降低開發(fā)成本，ST公司提供了標準外設(shè)驅(qū)動庫，該庫集成了CMSIS文件及微控制器所有外設(shè)驅(qū)動函數(shù)，由于屏蔽了不同型號微控制器之間的差異，用戶文件僅需調(diào)用相應(yīng)的庫函數(shù)便可完成系統(tǒng)配置，簡化了開發(fā)流程，降低了開發(fā)難度。

1 CMSIS文件結(jié)構(gòu)
CMSIS為Codex微控制器軟件接口標準，提供了獨立于Cortex-M處理器的外設(shè)、實時操作系統(tǒng)、中間組件的通用接口方法，解決了軟件組件應(yīng)用于不同Cortex核微控制器時所帶來的難題，簡化了軟件復(fù)用，降低了Codex-M上操作系統(tǒng)的移植難度。

CMSIS的文件結(jié)構(gòu)如圖1所示(以Codex-M3為例)，其中stdint．h包括對8位、16位、32位等類型指示符的定義，主要用來屏蔽不同編譯器之前的差異。core_cm3．h和core_cm3．c中包括Cortex_M3核的全局變量聲明和定義，并定義一些靜態(tài)功能函數(shù)。system_stm32．h和system_ stm 32．c是不同芯片廠商定義的系統(tǒng)初始化函數(shù)SystemInit()，以及一些指示時鐘的變量。Stm32f10x．h是提供給應(yīng)用程序的頭文件，包含core _cm3．h和system_stm32．h，定義了與特定芯片廠商相關(guān)的寄存器以及各中斷異常號，并可定制M3核中的特殊設(shè)備，如MCU、中斷優(yōu)先級位數(shù)以及SysTick時鐘配置。雖然CMSIS提供的文件很多，但在應(yīng)用程序中只需包含h頭文件。

2 標準外設(shè)庫簡介
ST官方提供的標準外設(shè)庫文件包括標準外設(shè)庫文件、標準外設(shè)驅(qū)動例程、各種開發(fā)環(huán)境下的模板示例、評估板專用驅(qū)動等幾部分，其中，CMSIS和STM32F10x_StdPeriph_Driver是最重要的部分。STM32F10x_StdPeriph_Driver則包括了微控制器所有外設(shè)對應(yīng)驅(qū)動函數(shù)，這些驅(qū)動函數(shù)均使用C語言編寫，并提供了統(tǒng)一的函數(shù)調(diào)用接口。Project文件夾中則包括了ST官方的所有例程和基于不同編譯器的項目模板，這些例程是學(xué)習(xí)和使用STM32的重要參考。Utilities包含了相關(guān)評估板的示例程序和驅(qū)動函數(shù)，供使用官方評估板的開發(fā)者使用，其中很多驅(qū)動函數(shù)同樣可以作為學(xué)習(xí)的重要參考。

標準外設(shè)庫文件之間的關(guān)系如圖2所示，每一個標準外設(shè)驅(qū)動包括源文件stm32f10x_PPP．C和頭文件stm32f10x_ppp．h兩個文件(PPP表示外設(shè)，如GPIO、EXTI、I2C等)，源文件中包含了相應(yīng)外設(shè)的所有驅(qū)動函數(shù)，在misc．c文件中定義了CMSIS功能的一些附加函數(shù)，如對NVIC的配置等。STM32f10x．h為CMSIS Codex-M3設(shè)備外設(shè)訪問層頭文件，包含了STM32F10x全系列所有外設(shè)寄存器的定義(寄存器的基地址和布局)、位定義、中斷向量表、存儲空間的地址映射，以及是否使用標準外設(shè)庫設(shè)置等。System_stm32f10x．C為CMSIS Cortex-M3設(shè)備外設(shè)訪問層系統(tǒng)文件，完成系統(tǒng)初始化及時鐘配置。Stm32f10x_conf．h為標準外設(shè)驅(qū)動配置文件，通過更改包含的外設(shè)頭文件來選擇所使用的外設(shè)，在新建程序和進行功能變更之前應(yīng)當首先修改對應(yīng)的配置。Stm32f10x_it．c為外設(shè)中斷函數(shù)文件，通過在相應(yīng)位置加入中斷程序代碼執(zhí)行相應(yīng)中斷操作，在實際應(yīng)用中，中斷函數(shù)也可以設(shè)置在項目主程序文件中，但中斷函數(shù)名必須正確。

3 基于標準外設(shè)庫的實現(xiàn)步驟
在IAR FOR ARM6．30編程環(huán)境下，采用V3．50的標準外設(shè)庫，開發(fā)步驟如下：
1)首先創(chuàng)建一能夠象征項目含義的文件夾(如touch)，并在該文件夾下創(chuàng)建名為EVARM和Library的文件夾；
2)STM32F10x_StdPeriph_Lib_V3．5．0中STM32F10x_StdPeriph_Driver和CMSIS文件夾拷貝到touch目錄下；
3)將＼STM32F10x_StdPeriph_Lib_V350＼Project＼STM32F10x_StdPeriph_Template下的main．c、stm32f10x_confh、stm32f10x_it.c、stm32f10x_it．h拷貝到touch目錄下；
4)將＼STM32F10x_StdPeriph_Lib_V350＼Project＼STM32F10x_StdPeriph_Template＼EWARM下的stm32f10x_flashcfstm32f10x_flash_ex tsram．icf、stm32f10x_nor．icf、stm32f10x_ram．icf拷貝至／touch／EVARM；
5)打開IAR Embedded Workbench IDE，創(chuàng)建一個新的workspace，而后按照模板創(chuàng)建一個新空白項目；
6)為項目添加工作組CMSIS、StdPeriph_Driver、EVARM、User、Doc，如圖3所示；