Hardware Abstraction Layer：对硬件(外设)进行抽象

一、外设的抽象

1.外设“类”

外设结构体

• 每个外设的所有寄存器的地址是集中且连续的
• 每个寄存器相对于外设段地址，都有相同的偏移量
• 寄存器类型：uint32_t、uint16_t、uint8_t 代表单个寄存器长度

typedef struct{
  寄存器类型 寄存器名;
  ...
} PPP_TypeDef;

2.外设“对象”

外设结构体指针

• 存储器映射：在同一型号MCU中，都被分配一个固定的外设段地址
• 外设段地址的形式为 0xhhhh hhhh UL

#define PPPx_BASE      该外设段地址
#define PPPx               ((PPP_Type *) PPPx_BASE)

3.“寄存器”

引用外设结构体指针的成员变量

某个外设的段地址+某个寄存器的偏移量

PPPx->寄存器名

4.“接口函数”

对“寄存器”位操作：实现外设的各种功能

PPP_操作名(){
  ...
  PPPx->寄存器名...//进行相关的位操作
  ...
}

5.ST提供驱动包

STM32Cube固件包：STM32Cube_FW_XX_Vx.x.x
|-Driver 驱动源文件
|-|-【重要】CMSIS
|-|-【重要】stm32XXxx_HAL_Driver
|-|-BSP：ST为官方开发板设计的板级驱动包：NUCLEO板、探索套件板Discovery、评估板EVAL
|-Middlewares：中间件
|-Project ：工程文件官方开发板的demo
|-Utilities ：公用组件，包括demo的音频、视频、字库
|-Documentation ：使用文档
|-Relase_Notes： 版本更新说明

CMSIS：Cortex Microcontroller Software Interface Standard 由ARM设计的CortexM软件接口标准，ARM实现部分接口，厂商实现部分接口

• CMSIS作为外设最底层驱动：ARM对CM核内外设、ST对STM32的片上外设进行抽象(数据结构和接口函数)

stm32XXxx_HAL_Driver ：ST设计的HAL库

• 依赖于CMSIS，主要实现STM32外设的接口函数
• ST：为了更换不同型号MCU时，减少移植的工作量，增加了一个抽象层

BPS：板级支持包

• 依赖于HAL，实现开发板外设的接口函数
• 开发板厂商：为了调整开发板时，减少应用层移植的工作量，增加了一个抽象层

应用层：主要使用HAL库和BSP库提供的接口函数

二、CMSIS

CubeMX工程目录	外设的数据结构、接口函数	STM32Cube固件包的Driver目录
Drivers\...	core_cm4.h等文件	CMSIS\Include
Drivers\...	stm32f4xx.h stm32f411xe.h system_stm32f4xx.h	CMSIS\Include\Device\ST\STM32F4xx\Include

• 【ARM定义】CM外设的结构体、结构体指针、接口函数：core_cm4.h等文件
• 【厂商ST定义】STM32的外设的结构体、结构体指针：stm32f4xx.h、stm32f411xe.h

三、STM32 HAL

CubeMX工程目录	外设的数据结构、接口函数	STM32Cube固件包的Driver目录
Drivers\...	stm32f4xx_hal.h stm32f4xx_hal_cortex.h stm32f4xx_hal_ppp.h stm32f4xx_hal_ppp_ex.h	STM32F4xx_HAL_Driver\Inc
Drivers\...	stm32f4xx_hal.c stm32f4xx_hal_cortex.c stm32f4xx_hal_ppp.c stm32f4xx_hal_ppp_ex.c	STM32F4xx_HAL_Driver\Src

1.HAL设计

HAL接口函数

• 初始化函数
• IO操作函数：入口参数为句柄、轮询后缀start/stop、中断后缀start_it/stop_it、DMA后缀Start_DMA
• 控制函数
• 状态函数

HAL数据结构
HandleTypeDef：句柄数据类型

• Instance：外设实例(外设寄存器)
• InitTypeDef：每一类功能都有单独的初始化参数
• 外设状态：保护锁、运行状态
• DMA通道句柄
• IO buffer

四、BSP

标签：...,HAL,系统,hal,嵌入式,寄存器,驱动,外设,接口函数
来源： https://www.cnblogs.com/rayoli/p/14808321.html