STM32Cube V1

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镕实
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1 STM32Cube TM 2014 年 STMCU 全国路演

2 你是否使用过这些软件? 2

3 STM32Cube TM... 3

如何保证软件的兼容性? 4 STM32 F0 入门型 STM32 F1 主流型 STM32 F2 高性能 MCU STM32 F3 模拟 + DSP STM32 F4 高性能 DSP STM32 L1 超低功耗 STM32 L0 超低功耗入门型 48 MHz 1.8 to 3.6V 面向 8 位 16 位应用 24 ~ 72 MHz 2.0 to 3.

4 如何保证软件的兼容性? 4 STM32 F0 入门型 STM32 F1 主流型 STM32 F2 高性能 MCU STM32 F3 模拟 + DSP STM32 F4 高性能 DSP STM32 L1 超低功耗 STM32 L0 超低功耗入门型 48 MHz 1.8 to 3.6V 面向 8 位 16 位应用 24 ~ 72 MHz 2.0 to 3.6V 具有最宽的产品线分布 120 MHz 1.7 to 3.6V 高性能系列 72 MHz 1.8V 或者 2.0 ~ 3.6V 带 DSP 指令更强模拟功能 168 ~ 180 MHz 1.7 to 3.6V 超高性能带 DSP 指令 32 MHz 1.65 to 3.6V 具有宽泛的产品线分布 32 MHz 1.71 ~ 3.6V 面向 8 位 16 位低功耗应用 ST 的 32 位 MCU 平台 CM0 CM3 CM4 CM0 CM0+

如何保证软件的兼容性? 5 STM32 F0 入门型 STM32 F1 主流型 STM32 F2 高性能 MCU STM32 F3 模拟 + DSP STM32 F4 高性能 DSP STM32 L1 超低功耗 STM32 L0 超低功耗入门型 48 MHz 1.8 to 3.6V 面向 8 位 16 位应用 STM32Cube TM.

5 如何保证软件的兼容性? 5 STM32 F0 入门型 STM32 F1 主流型 STM32 F2 高性能 MCU STM32 F3 模拟 + DSP STM32 F4 高性能 DSP STM32 L1 超低功耗 STM32 L0 超低功耗入门型 48 MHz 1.8 to 3.6V 面向 8 位 16 位应用 STM32Cube TM ~ 72 MHz 120 MHz 72 MHz 168 ~ 180 MHz 32 MHz 2.0 to 3.6V 1.7 to 3.6V 1.8V 或者 to 3.6V 1.65 to 3.6V 具有最宽的产高性能系列超高性能具有宽泛的产品品线分布带 DSP 指令线分布 ~ 3.6V 带 DSP 指令更强模拟功能 32 MHz 1.71 ~ 3.6V 面向 8 位 16 位低功耗应用 ST 的 32 位 MCU 平台 CM0 CM3 CM4 CM0 CM0+

6 完备的软件集合 : 驱动 + 中间件 + 工具软件 6

7 完备的软件集合 : 驱动 + 中间件 + 工具软件 7 STM32Cube TM...

8 STM32Cube TM 加速您的设计

官网免费下载 STM32CubeMX STM32CubeL0 STM32CubeF4

9 STM32Cube TM 9 STM32Cube TM 组件由两部分组成 PC 端的图形化配置工具 :STM32CubeMX 基于 STM32 上的完备固件集合 :STM32Cube 库均可从 ST 官网免费下载 STM32CubeMX STM32CubeL0 STM32CubeF4 STM32CubeL1 STM32CubeF0 STM32CubeF1 STM32CubeF3 STM32CubeF2

10 STM32Cube TM 10 STM32Cube TM 组件由两部分组成 PC 端的图形化配置工具 :STM32CubeMX 基于 STM32 上的完备固件集合 :STM32CubeFx 均可从 ST 官网免费下载 STM32CubeMX 用户程序根据用户的需求生成工程项目及初始化代码 STM32CubeFx 嵌入式软件 Middleware RTOS, USB, TCP/IP, GUI... Hardware abstraction layer

11 可在官网免费下载 11 一键下载 : 获得该家族唯一且完备的固件库 stm32cubef4 st 官网任意页面的搜索栏输入 : stm32cubef4

12 可在官网免费下载 12 一键下载 : 获得该家族唯一且完备的固件库搜索结果第一条就是你想要的! 点击超级链接

13 STM32CubeF4 的资源页面 13

14 STM32Cube TM 的第一部分 STM32CubeMX

15 选择 MCU 通过型号外设封装进行过滤配置工具 :STM32CubeMX 15

16 16 通过向导配置 MCU 管脚分配和配置时钟树配置外设参数和中间件配置

17 17 生成初始化代码直接生成工程支持 IAR,Keil,TrueStudio 两种形式的版本独立的 PC 端程序也可作为 Eclipse 插件运行

18 支持版本检测配置工具 :STM32CubeMX 18

19 支持软件自动更新 19

20 STM32Cube TM 的第二部分 STM32Cube 固件库

21 完备的软件集合 :STM32Cube 固件库 21 用户程序 STM32Cube 固件库中间件 STM32Cube 固件库硬件抽象层 CMSIS STM32 硬件抽象层驱动友好的接口更易于移植支持所有的外设包括 Core, Ethernet,USB,SDIO 等代码可靠性强经过 CodeSonar 测试丰富的例程超过 150 个例程支持 STM32 全系列产品已支持 F2,F3,F4,F0,L0 将会支持 F1,L1

22 完备的软件集合 :STM32Cube 固件库 22 用户程序 STM32Cube 固件库中间件 STM32Cube 固件库硬件抽象层 CMSIS TCP/IP 协议栈 LwIP http DHCP USB library GUI ST 开发的 USB 主机 / 设备库 STemWin (ST 和 Segger) 文件系统 FatFS 实时操作系统 FreeRTOS ( 遵循 CMSIS- RTOS 标准 ) 超过 50 个例程

23 完备的软件集合 :STM32Cube 固件库 23 用户只需要专注于应用开发用户程序 /* USER CODE BEGIN 1 */ void user_code(); STM32Cube 固件库中间件 /* USER CODE END 1 */ /* The code will be kept upon generation */ STM32Cube 固件库硬件抽象层 CMSIS

24 来看一段视频 24

25 F0 和 F3 平台上的应用程序通过宏定义屏蔽平台差别 2. 调用 HAL API 操作 MCU 硬件模块 HAL_GPIO_TogglePin() HAL_Delay()

26 STM32Cube 固件库的 HAL

27 STM32Cube 库之 *HAL* 27 特性两种 API 类型三种编程模型安全性支持模块多实例灵活的回调机制对标准外设固件库的替换目提供友好易用的 API 的提供高度可移植的 API

28 特性两种 API 类型 HAL 特性 1: 两种 API 28 HAL 通用 API 普遍适用于所有 STM32 产品通用性 HAL 扩展 API 专用于特定家族或者特定产品线的 STM32 产品扩展性

29 HAL 的通用 API 29 为程序的模块化设计带来便利跨平台的共用外设的 API 初始化函数时钟, 外设等自定义 / 缺省初始化 IO 操作函数交互式数据通讯都以读写的方式进行访问控制函数动态配置外设参数状态函数返回运行状态及出错信息 stm32f4xx_hal_ppp.c/.h API 类型举例 HAL_USART_Init() HAL_USAR_DeInit() HAL_SPI_Receive() HAL_SPI_Receive_IT() HAL_USART_Transmit_DMA() HAL_ADC_ConfigChannel() HAL_RTC_SetAlarm() HAL_I2C_GetState() HAL_I2C_GetError() HAL 通用 API 初始化函数 I/O 操作函数控制函数状态函数

30 HAL 的扩展 API 30 兼顾 STM32 各系列产品的特有功能和扩展性能提高 HAL 驱动的扩展性某个家族系列特有的特性家族内部不同产品线之间不同的特性某个产品线特有的外设 stm32f4xx_hal_ppp_ex.c/.h 例如 : stm32f4xx_hal_adc.c stm32f4xx_hal_adc_ex.c HAL 扩展 API 专用于某个家族的功能 API 专用于某个产品线的功能 API

31 特性三种编程模型 HAL 特性 2: 三种编程模型 31 轮询中断外设句柄 DMA HAL 中实现了三种编程模型, 用户调用相应 API 的即可每个外设实例有自己的句柄, 作为 HAL API 的函参

32 该结构用于保存具体外设实例的所有参数初始化配置参数 I/O 缓冲区 ( 可选 ) 外设状态 DMA 通道句柄 ADC1 的句柄句柄内容随外设不同可能有所不同 Field Field 类型 *Instance *Instance ADC_TypeDef Init Init ADC_InitTypeDef ptxbuffptr ptxbuffptr uint8_t* prxbuffptr prxbuffptr uint8_t* TxXferSize TxXferSize uint16_t RxXferSize RxXferSize uint16_t TxXferCount TxXferCount uint16_t RxXferCount RxXferCount uint16_t NbrOfCurrentCo NbrOfCurrentCo nversionrank IO uint32_t nversionrank Lock Lock HAL_LockTypeDef State State USART_StateTypeDef ErrorCode ErrorCode unit8_t hdmatx *DMA_Handle DMA_HandleTypeDef hdmarx 外设句柄 USART2 的句柄类型 USART_TypeDef USART_InitTypeDef uint8_t* uint8_t* uint16_t uint16_t uint16_t uint16_t IO uint32_t HAL_LockTypeDef USART_StateTypeDef unit8_t DMA_HandleTypeDef* DMA_HandleTypeDef* 32

33 33 该结构用于保存具体外设实例的所有参数初始化配置参数 I/O 缓冲区 ( 可选 ) 外设状态 DMA 通道句柄 Field *Instance Init ptxbuffptr prxbuffptr TxXferSize RxXferSize TxXferCount RxXferCount NbrOfCurrentCo nversionrank Lock State ErrorCode *DMA_Handle ADC1 的句柄类型 ADC_TypeDef ADC_InitTypeDef uint8_t* uint8_t* uint16_t uint16_t uint16_t uint16_t IO uint32_t HAL_LockTypeDef USART_StateTypeDef unit8_t DMA_HandleTypeDef 句柄内容随外设不同可能有所不同 Field *Instance Init ptxbuffptr prxbuffptr TxXferSize RxXferSize TxXferCount RxXferCount NbrOfCurrentCo nversionrank Lock State ErrorCode hdmatx hdmarx USART2 的句柄类型 USART_TypeDef USART_InitTypeDef uint8_t* uint8_t* uint16_t uint16_t uint16_t uint16_t IO uint32_t HAL_LockTypeDef USART_StateTypeDef unit8_t DMA_HandleTypeDef* DMA_HandleTypeDef*

34 34 该结构用于保存具体外设实例的所有参数初始化配置参数 I/O 缓冲区 ( 可选 ) 外设状态 DMA 通道句柄 ADC1 的句柄句柄内容随外设不同可能有所不同 Field Field 类型 *Instance *Instance ADC_TypeDef Init Init ADC_InitTypeDef ptxbuffptr ptxbuffptr uint8_t* prxbuffptr prxbuffptr uint8_t* TxXferSize TxXferSize uint16_t RxXferSize RxXferSize uint16_t TxXferCount TxXferCount uint16_t RxXferCount RxXferCount uint16_t NbrOfCurrentCo NbrOfCurrentCo nversionrank IO uint32_t nversionrank Lock Lock HAL_LockTypeDef State State USART_StateTypeDef ErrorCode ErrorCode unit8_t hdmatx *DMA_Handle DMA_HandleTypeDef hdmarx USART2 的句柄类型 USART_TypeDef USART_InitTypeDef uint8_t* uint8_t* uint16_t uint16_t uint16_t uint16_t IO uint32_t HAL_LockTypeDef USART_StateTypeDef unit8_t DMA_HandleTypeDef* DMA_HandleTypeDef*

35 该结构用于保存具体外设实例的所有参数初始化配置参数 I/O 缓冲区 ( 可选 ) 外设状态 DMA 通道句柄 Field *Instance Init ptxbuffptr prxbuffptr TxXferSize RxXferSize TxXferCount RxXferCount NbrOfCurrentCo nversionrank Lock State ErrorCode

35 35 该结构用于保存具体外设实例的所有参数初始化配置参数 I/O 缓冲区 ( 可选 ) 外设状态 DMA 通道句柄 Field *Instance Init ptxbuffptr prxbuffptr TxXferSize RxXferSize TxXferCount RxXferCount NbrOfCurrentCo nversionrank Lock State ErrorCode *DMA_Handle ADC1 的句柄类型 ADC_TypeDef ADC_InitTypeDef uint8_t* uint8_t* uint16_t uint16_t uint16_t uint16_t IO uint32_t HAL_LockTypeDef USART_StateTypeDef unit8_t DMA_HandleTypeDef 句柄内容随外设不同可能有所不同 Field *Instance Init ptxbuffptr prxbuffptr TxXferSize RxXferSize TxXferCount RxXferCount NbrOfCurrentCo nversionrank Lock State ErrorCode hdmatx hdmarx USART2 的句柄类型 USART_TypeDef USART_InitTypeDef uint8_t* uint8_t* uint16_t uint16_t uint16_t uint16_t IO uint32_t HAL_LockTypeDef USART_StateTypeDef unit8_t DMA_HandleTypeDef* DMA_HandleTypeDef*

36 以 ADC 转换为例三种工作模式 /*##-1- Configure the ADC peripheral ######/ AdcHandle.Instance = ADCx; AdcHandle.Init.ClockPrescaler = ADC_CLOCKPRESCALER_PCLK_DIV2; AdcHandle.Init.Resolution = ADC_RESOLUTION12b; if(hal_adc_init(&adchandle)!= HAL_OK) { Error_Handler(); } /*##-2- Configure ADC regular channel ###########/ sconfig.channel = ADCx_CHANNEL; if(hal_adc_configchannel(&adchandle, &sconfig)!= HAL_OK) { Error_Handler(); } /*##-3- Start the conversion process ######/ if(hal_adc_start(&adchandle)!= HAL_OK) { Error_Handler(); } 轮询模式 /*##-3- Start the conversion process ######/ if(hal_adc_startit(&adchandle)!= HAL_OK) 中断模式 { Error_Handler(); } /*##-3- Start the conversion process ######/ DMA 模式 if(hal_adc_startdma(&adchandle,&uhadcxconvertedvalue,1)!= HAL_OK) { Error_Handler(); } 36

37 转换结果的处理三种工作模式 (2) 37 /*##-4- Wait for the end of conversion ######/ 轮询模式 HAL_ADC_PollForConversion(&AdcHandle, 10); if(hal_adc_getstate(&adchandle) == HAL_ADC_STATE_EOC_REG) { /*##-5- Get the converted value of channel ##*/ uhadcxconvertedvalue = HAL_ADC_GetValue(&AdcHandle); } /* Infinite loop */ while(1); /* Infinite loop */ while(1); 中断模式 void HAL_ADC_ConvCpltCallback(ADC_HandleTypeDef* AdcHandle) { /* Get the converted value of regular channel */ uhadcxconvertedvalue = HAL_ADC_GetValue(AdcHandle); }

38 38 /* Infinite loop */ while(1); DMA 模式 void HAL_ADC_ConvCpltCallback(ADC_HandleTypeDef* AdcHandle) { /* Turn LED1 on: Transfer process is correct */ BSP_LED_On(LED1); } /*##-3- Start the conversion process ######/ DMA 模式 if(hal_adc_startdma(&adchandle,&uhadcxconvertedvalue,1)!= HAL_OK) { Error_Handler(); }

39 特性安全性 HAL 特性 3: 安全性 39 保护锁超时机制对资源性操作增加操作锁的保护轮询模式下的 API 增加超时机制, 避免无限等待

40 以 USART 发送 API 为例安全性 (2) HAL_StatusTypeDef HAL_UART_Transmit (UART_HandleTypeDef *huart, uint8_t *pdata, uint16_t Size, uint32_t Timeout) { /* Process Locked */ HAL_LOCK(huart); 40 if(uart_waitonflaguntiltimeout(huart, UART_FLAG_TXE, RESET, Timeout)!= HAL_OK) { return HAL_TIMEOUT; } huart->instance->dr = (*pdata++ & (uint8_t)0xff); if(uart_waitonflaguntiltimeout(huart, UART_FLAG_TC, RESET, Timeout)!= HAL_OK) { return HAL_TIMEOUT; }.. /* Process Unlocked */ HAL_UNLOCK(huart); }

41 特性灵活的回调机制 HAL 特性 5: 灵活的回调机制 41 触发机制 : 1. 初始化时 2. 中断事件 3. 错误用户回调函数外设初始化回调接口事件回调接口处理完成 / 出错回调中断处理

42 中断处理和回调函数 42 HAL 库实现了各个外设的中断处理用户必须在 <stm32fxx_it.c> 中调用 HAL_XXX_IRQHandler 用户回调函数默认定义成 weak 属性, 使用时再在应用代码中实现三个类型的用户回调函数回调函数类型调用方式作用 HAL_PPP_MspInit HAL_PPP_ProcessCpltCallback HAL_PPP_ErrorCallback HAL_PPP_PeripEventCallback 被 HAL_PPP_Init /DeInit 调用使用中断或者 DMA 编程模型时 Cube 将为您完成中断的查询和判断, 用户只需关心如何处理中断和异常用户可在此做系统级初始化 (GPIO DMA 时钟 ) 用户在此做任务完成后或出错清空下的处理处理过程中提供用户各个阶段的回调机会

43 43 回调函数类型 HAL_PPP_MspInit HAL_PPP_ProcessCpltCallback HAL_PPP_ErrorCallback HAL_PPP_PeripEventCallback 举例 HAL_UART_MspInit() HAL_UART_RxCpltCallback HAL_UART_ErrorCallback HAL_UART_RxHalfCpltCallback

44 编程模型和用户回调接口 44 阻塞型轮询调用过程外设初始化轮询过程 ( 例如 : HAL_USART_Receive) 函数阻塞, 带超时的轮询 HAL_TIMEOUT HAL_BUSY HAL_OK HAL_ERROR

45 编程模型和用户回调接口 (2) 45 外设和 NVIC 初始化非阻塞型中断调用过程启动过程 : 结束时产生中断 ( 例如 : HAL_USART_Receive_IT) PPP_IRQHandler HAL_OK HAL_ERROR HAL_BUSY HAL_USART_IRQHandler 过程结束回调接口 ( 例如 : HAL_USART_RxCpltCallback) 过程出错回调接口 ( 例如 : HAL_USART_ErrorCallback)

46 编程模型和用户回调接口 (3) 46 外设和 DMA 初始化非阻塞型 DMA 调用过程启动过程 : 结束时产生 DMA 请求 ( 例如 : HAL_USART_Receive_IT) DMA_Stream_IRQ Handler HAL_OK HAL_ERROR HAL_BUSY HAL_DMA_IRQHandler 过程结束回调接口 ( 例如 : HAL_DMA_RxCpltCallback) 过程出错回调接口 ( 例如 : HAL_USART_ErrorCallback)

47 编程模型和用户回调接口 47 非阻塞型启动过程外设初始化通常 ADC DAC 定时器启动过程 ( 例如 : HAL_ADC_Start) 轮询过程结束 ( 例如 : HAL_ADC_PollForConversion)

48 EVAL/Disk/Nuclo 评估板 Demo STM32Cube 库软件结构 48 中间件级别的例程 RTOS USB GUI... HAL 级别的示例 HAL 驱动库 BSP 功能 CMSIS STM32F0 STM32L1 STM32F1 STM32F2 STM32F3 STM32F4 STM32L0

49 49 EVAL/Disk/Nuclo 评估板 Demo 中间件级别的例程 RTOS USB GUI... HAL 级别的示例 HAL 驱动库 BSP 功能 CMSIS STM32F0 STM32L1 STM32F1 STM32F2 STM32F3 STM32F4 STM32L0

50 50 RTOS EVAL/Disk/Nuclo 评估板 Demo 中间件级别的例程 USB HAL 级别的示例 HAL 驱动库 GUI... BSP STM32F0 STM32L1 STM32F1 STM32F2 STM32F3 STM32F4 STM32L0 功能 CMSIS

51 51 EVAL/Disk/Nuclo RTOS 评估板 Demo 中间件级别的例程 USB HAL 级别的示例 HAL 驱动库 GUI... BSP STM32F0 STM32L1 STM32F1 STM32F2 STM32F3 STM32F4 STM32L0 功能 CMSIS

52 52 RTOS EVAL/Disk/Nuclo 评估板 Demo 中间件级别的例程 USB HAL 级别的示例 HAL 驱动库 GUI... BSP STM32F0 STM32L1 STM32F1 STM32F2 STM32F3 STM32F4 STM32L0 功能超过 150 个例程供用户学习和参考 CMSIS

53 53 谢谢! 更多详情请访问

MCU 开发生态系统的构成 STM32 生态系统 2 硬件开发工具评估板调试和烧写工具嵌入式软件资源驱动中间件和协议栈应用例程 ST 软件开发工具配置工具开发和调试工具生态系统信息共享全球 / 本地网站产品选型工具在线社区和公众号合作伙伴开源资源

STM32 生态系统 2016 年度 STM32 全国巡回研讨会 MCU 开发生态系统的构成 STM32 生态系统 2 硬件开发工具评估板调试和烧写工具嵌入式软件资源驱动中间件和协议栈应用例程 ST 软件开发工具配置工具开发和调试工具生态系统信息共享全球 / 本地网站产品选型工具在线社区和公众号合作伙伴开源资源 ST 全球生态系统合作伙伴 3 中国市场生态链合作伙伴 4 评估和开发工具