網(wǎng)上關(guān)于標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)、HAL庫(kù)的描述相信是數(shù)不勝數(shù)。可是一個(gè)對(duì)于很多剛?cè)腴T(mén)的朋友還是沒(méi)法很直觀(guān)的去真正了解這些不同開(kāi)發(fā)發(fā)方式彼此之間的區(qū)別，所以筆者想以一種非常直白的方式，用自己的理解去將這些東西表述出來(lái)，如果有描述的不對(duì)的地方或者是不同意見(jiàn)的也可以大家提出。

一、配置寄存器不少先學(xué)了51的朋友可能會(huì)知道，會(huì)有一小部分人或是教程是通過(guò)匯編語(yǔ)言直接操作寄存器實(shí)現(xiàn)功能的，這種方法到了STM32就變得不太容易行得通了。

因?yàn)镾TM32的寄存器數(shù)量是51單片機(jī)的十?dāng)?shù)倍，如此多的寄存器根本無(wú)法全部記憶，開(kāi)發(fā)時(shí)需要經(jīng)常的翻查芯片的數(shù)據(jù)手冊(cè)，此時(shí)直接操作寄存器就變得非常的費(fèi)力了。但還是會(huì)有很小一部分人，喜歡去直接操作寄存器，因?yàn)檫@樣更接近原理，知其然也知其所以然。

二、標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)上面也提到了，STM32有非常多的寄存器，而導(dǎo)致了開(kāi)發(fā)困難，所以為此ST公司就為每款芯片都編寫(xiě)了一份庫(kù)文件，也就是工程文件里stm32F1xx.。。.。之類(lèi)的。在這些.c .h文件中，包括一些常用量的宏定義，把一些外設(shè)也通過(guò)結(jié)構(gòu)體變量封裝起來(lái)，如GPIO口時(shí)鐘等。

所以我們只需要配置結(jié)構(gòu)體變量成員就可以修改外設(shè)的配置寄存器，從而選擇不同的功能。也是目前最多人使用的方式，也是學(xué)習(xí)STM32接觸最多的一種開(kāi)發(fā)方式，我也就不多闡述了。

三、HAL庫(kù)HAL庫(kù)是ST公司目前主力推的開(kāi)發(fā)方式，全稱(chēng)就是Hardware Abstraction Layer（抽象印象層）。

庫(kù)如其名，很抽象，一眼看上去不太容易知道他的作用是什么。它的出現(xiàn)比標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)要晚，但其實(shí)和標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)一樣，都是為了節(jié)省程序開(kāi)發(fā)的時(shí)期，而且HAL庫(kù)尤其的有效，如果說(shuō)標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)把實(shí)現(xiàn)功能需要配置的寄存器集成了，那么HAL庫(kù)的一些函數(shù)甚至可以做到某些特定功能的集成。

也就是說(shuō)，同樣的功能，標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)可能要用幾句話(huà)，HAL庫(kù)只需用一句話(huà)就夠了。并且HAL庫(kù)也很好的解決了程序移植的問(wèn)題，不同型號(hào)的stm32芯片它的標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)是不一樣的，例如在F4上開(kāi)發(fā)的程序移植到F3上是不能通用的，而使用HAL庫(kù)，只要使用的是相通的外設(shè)，程序基本可以完全復(fù)制粘貼，注意是相通外設(shè)，意思也就是不能無(wú)中生有。

例如F7比F3要多幾個(gè)定時(shí)器，不能明明沒(méi)有這個(gè)定時(shí)器卻非要配置，但其實(shí)這種情況不多，絕大多數(shù)都可以直接復(fù)制粘貼。是而且使用ST公司研發(fā)的STMcube軟件，可以通過(guò)圖形化的配置功能，直接生成整個(gè)使用HAL庫(kù)的工程文件，可以說(shuō)是方便至極，但是方便的同時(shí)也造成了它執(zhí)行效率的低下，在各種論壇帖子真的是被吐槽的數(shù)不勝數(shù)。

四、總結(jié)綜合上面說(shuō)的，其實(shí)筆者還是強(qiáng)烈推薦HAL庫(kù)的，理由有二：

第一、 F7系列開(kāi)始 ST公司就已近開(kāi)始停止更新標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)，也就是F7開(kāi)始包括F7已經(jīng)不能用標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)了，公司對(duì)于主打HAL庫(kù)的目的已經(jīng)非常明顯了。

二、追求更方便、追求模塊化向來(lái)是世界的潮流，更方便的HAL庫(kù)一定會(huì)迅速發(fā)展，低效的短板遲早會(huì)被硬件高度集成化所彌補(bǔ)。

當(dāng)然啦，不能只學(xué)習(xí)HAL庫(kù)，底層的原理必需是要懂的，這是每個(gè)學(xué)有所成的人都公認(rèn)的事實(shí)，HAL庫(kù)也不是萬(wàn)能的，結(jié)合對(duì)底層的理解相信一定會(huì)讓你的開(kāi)發(fā)水準(zhǔn)大大提高。

五、STM32 HAL庫(kù)與標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)的區(qū)別1.句柄在STM32的標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)中，假設(shè)我們要初始化一個(gè)外設(shè)（這里以USART為例） 我們首先要初始化他們的各個(gè)寄存器。

在標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)中，這些操作都是利用固件庫(kù)結(jié)構(gòu)體變量+固件庫(kù)Init函數(shù)實(shí)現(xiàn)的：

USART_InitTypeDefUSART_InitStructure;

USART_InitStructure.USART_BaudRate=bound;//串口波特率
USART_InitStructure.USART_WordLength=USART_WordLength_8b;//字長(zhǎng)為8位數(shù)據(jù)格式
USART_InitStructure.USART_StopBits=USART_StopBits_1;//一個(gè)停止位
USART_InitStructure.USART_Parity=USART_Parity_No;//無(wú)奇偶校驗(yàn)位
USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl=USART_HardwareFlowControl_None;//無(wú)硬件數(shù)據(jù)流控制
USART_InitStructure.USART_Mode=USART_Mode_Rx|USART_Mode_Tx;//收發(fā)模式

USART_Init(USART3,&USART_InitStructure);//初始化串口1

可以看到，要初始化一個(gè)串口，需要對(duì)六個(gè)位置進(jìn)行賦值，然后引用Init函數(shù)，并且USART_InitStructure并不是一個(gè)全局結(jié)構(gòu)體變量，而是只在函數(shù)內(nèi)部的局部變量，初始化完成之后，USART_InitStructure就失去了作用。

而在HAL庫(kù)中，同樣是USART初始化結(jié)構(gòu)體變量，我們要定義為全局變量。

UART_HandleTypeDefUART1_Handler;

右鍵查看結(jié)構(gòu)體成員：

typedefstruct
{
USART_TypeDef*Instance;/*!
UART_InitTypeDefInit;/*!
uint8_t*pTxBuffPtr;/*!
uint16_tTxXferSize;/*!
uint16_tTxXferCount;/*!
uint8_t*pRxBuffPtr;/*!
uint16_tRxXferSize;/*!
uint16_tRxXferCount;/*!
DMA_HandleTypeDef*hdmatx;/*!
DMA_HandleTypeDef*hdmarx;/*!
HAL_LockTypeDefLock;/*!
__IOHAL_UART_StateTypeDefState;/*!
__IOuint32_tErrorCode;/*!
}UART_HandleTypeDef;

我們發(fā)現(xiàn)，與標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)不同的是，該成員不僅包含了之前標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)就有的六個(gè)成員（波特率，數(shù)據(jù)格式等），還包含過(guò)采樣、（發(fā)送或接收的）數(shù)據(jù)緩存、數(shù)據(jù)指針、串口 DMA 相關(guān)的變量、各種標(biāo)志位等等要在整個(gè)項(xiàng)目流程中都要設(shè)置的各個(gè)成員。

該UART1_Handler就被稱(chēng)為串口的句柄 它被貫穿整個(gè)USART收發(fā)的流程，比如開(kāi)啟中斷：

HAL_UART_Receive_IT(&UART1_Handler,(u8*)aRxBuffer,RXBUFFERSIZE);

比如后面要講到的MSP與Callback回調(diào)函數(shù)：

voidHAL_UART_MspInit(UART_HandleTypeDef*huart);
voidHAL_UART_RxCpltCallback(UART_HandleTypeDef*huart);

在這些函數(shù)中，只需要調(diào)用初始化時(shí)定義的句柄UART1_Handler就好。

2.MSP函數(shù)

MCU Specific Package單片機(jī)的具體方案

MSP是指和MCU相關(guān)的初始化，引用一下正點(diǎn)原子的解釋?zhuān)瑐€(gè)人覺(jué)得說(shuō)的很明白：

“

我們要初始化一個(gè)串口，首先要設(shè)置和 MCU 無(wú)關(guān)的東西，例如波特率，奇偶校驗(yàn)，停止位等，這些參數(shù)設(shè)置和 MCU 沒(méi)有任何關(guān)系，可以使用 STM32F1，也可以是STM32F2/F3/F4/F7上的串口。而一個(gè)串口設(shè)備它需要一個(gè) MCU 來(lái)承載，例如用 STM32F4 來(lái)做承載，PA9 做為發(fā)送，PA10 做為接收，MSP 就是要初始化 STM32F4 的 PA9,PA10，配置這兩個(gè)引腳。所以 HAL驅(qū)動(dòng)方式的初始化流程就是：HAL_USART_Init()—>HAL_USART_MspInit()，先初始化與 MCU無(wú)關(guān)的串口協(xié)議，再初始化與 MCU 相關(guān)的串口引腳。在 STM32 的 HAL 驅(qū)動(dòng)中HAL_PPP_MspInit()作為回調(diào)，被HAL_PPP_Init()函數(shù)所調(diào)用。當(dāng)我們需要移植程序到 STM32F1平臺(tái)的時(shí)候，我們只需要修改 HAL_PPP_MspInit 函數(shù)內(nèi)容而不需要修改 HAL_PPP_Init 入口參數(shù)內(nèi)容。

”

在HAL庫(kù)中，幾乎每初始化一個(gè)外設(shè)就需要設(shè)置該外設(shè)與單片機(jī)之間的聯(lián)系，比如IO口，是否復(fù)用等等，可見(jiàn)，HAL庫(kù)相對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)多了MSP函數(shù)之后，移植性非常強(qiáng)，但與此同時(shí)卻增加了代碼量和代碼的嵌套層級(jí)?？梢哉f(shuō)各有利弊。

同樣，MSP函數(shù)又可以配合句柄，達(dá)到非常強(qiáng)的移植性：

voidHAL_UART_MspInit(UART_HandleTypeDef*huart);

3.Callback函數(shù)

類(lèi)似于MSP函數(shù)，個(gè)人認(rèn)為Callback函數(shù)主要幫助用戶(hù)應(yīng)用層的代碼編寫(xiě)。還是以USART為例，在標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)中，串口中斷了以后，我們要先在中斷中判斷是否是接收中斷，然后讀出數(shù)據(jù)，順便清除中斷標(biāo)志位，然后再是對(duì)數(shù)據(jù)的處理，這樣如果我們?cè)谝粋€(gè)中斷函數(shù)中寫(xiě)這么多代碼，就會(huì)顯得很混亂：

voidUSART3_IRQHandler(void)//串口1中斷服務(wù)程序
{
u8Res;
if(USART_GetITStatus(USART3,USART_IT_RXNE)!=RESET)//接收中斷(接收到的數(shù)據(jù)必須是0x0d0x0a結(jié)尾)
{
Res=USART_ReceiveData(USART3);//讀取接收到的數(shù)據(jù)
/*數(shù)據(jù)處理區(qū)*/
}
}

而在HAL庫(kù)中，進(jìn)入串口中斷后，直接由HAL庫(kù)中斷函數(shù)進(jìn)行托管：

voidUSART1_IRQHandler(void)
{
HAL_UART_IRQHandler(&UART1_Handler);//調(diào)用HAL庫(kù)中斷處理公用函數(shù)
/***************省略無(wú)關(guān)代碼****************/
}

HAL_UART_IRQHandler這個(gè)函數(shù)完成了判斷是哪個(gè)中斷（接收？發(fā)送？或者其他？），然后讀出數(shù)據(jù)，保存至緩存區(qū)，順便清除中斷標(biāo)志位等等操作。比如我提前設(shè)置了，串口每接收五個(gè)字節(jié)，我就要對(duì)這五個(gè)字節(jié)進(jìn)行處理。在一開(kāi)始我定義了一個(gè)串口接收緩存區(qū)：

/*HAL庫(kù)使用的串口接收緩沖,處理邏輯由HAL庫(kù)控制，接收完這個(gè)數(shù)組就會(huì)調(diào)用HAL_UART_RxCpltCallback進(jìn)行處理這個(gè)數(shù)組*/
/*RXBUFFERSIZE=5*/
u8aRxBuffer[RXBUFFERSIZE];

在初始化中，我在句柄里設(shè)置好了緩存區(qū)的地址，緩存大?。ㄎ鍌€(gè)字節(jié)）

/*該代碼在HAL_UART_Receive_IT函數(shù)中，初始化時(shí)會(huì)引用*/
huart->pRxBuffPtr=pData;//aRxBuffer
huart->RxXferSize=Size;//RXBUFFERSIZE
huart->RxXferCount=Size;//RXBUFFERSIZE

則在接收數(shù)據(jù)中，每接收完五個(gè)字節(jié)，HAL_UART_IRQHandler才會(huì)執(zhí)行一次Callback函數(shù)：

voidHAL_UART_RxCpltCallback(UART_HandleTypeDef*huart);

在這個(gè)Callback回調(diào)函數(shù)中，我們只需要對(duì)這接收到的五個(gè)字節(jié)（保存在aRxBuffer[]中）進(jìn)行處理就好了，完全不用再去手動(dòng)清除標(biāo)志位等操作。

所以說(shuō)Callback函數(shù)是一個(gè)應(yīng)用層代碼的函數(shù)，我們?cè)谝婚_(kāi)始只設(shè)置句柄里面的各個(gè)參數(shù)，然后就等著HAL庫(kù)把自己安排好的代碼送到手中就可以了~

綜上，就是HAL庫(kù)的三個(gè)與標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)不同的地方之個(gè)人見(jiàn)解。

個(gè)人覺(jué)得從這三個(gè)小點(diǎn)就可以看出HAL庫(kù)的可移植性之強(qiáng)大，并且用戶(hù)可以完全不去理會(huì)底層各個(gè)寄存器的操作，代碼也更有邏輯性。但與此帶來(lái)的是復(fù)雜的代碼量，極慢的編譯速度，略微低下的效率?？丛趺慈∩崃?/strong>。