HAL库--20170905

HAL库，全称Hardware Abstract Layer，也叫硬件抽象层。这里简单介绍一下利用cubeMX生成的程序结构。

这里的例子是stm32f103中的一个电机驱动程序，程序本身不重要，主要是看自动生成的程序的结构。

先看整个工程：

一共四个文件夹。

第一个文件夹是stm32f1xx_hal_driver，可以看作是以前的库函数文件夹。里面的c文件有三种：stm32f1xx_hal_ppp.c,stm32f1xx_hal_ppp_ex.c,stm32f1xx_hal.c。其中ppp代表外设名，stm32f1xx_hal_ppp.c包含了外设ppp相关的函数，stm32f1xx_hal_ppp_ex.c包含外设ppp的一些拓展函数，stm32f1xx_hal.c包含HAL库的初始化函数。后面会介绍一些其中的函数。

第二个文件夹是用户文件夹application/user，意味着里面的文件是根据用户自己的需求修改的，工程刚生成的时候有三个c文件：main.c,stm32f1xx_hal_msp.c,stm32f1xx_it.c。

stm32f1xx_it.c是中断文件，虽然在用户文件夹中，但是从来对它进行修改。需要写中断服务函数时，直接重新在main.c文件中写对应的回调函数即可。

stm32f1xx_hal_msp.c文件是一个比较重要的文件，虽然平时也不会对它进行修改。msp在这里是MCU specific package的缩写，可以理解为特别的包，“特别”是指这个文件里面的一些参数是由用户自己提供的，不是库自带的。在工程初始化的过程中，它会先用一个通用的初始化函数初始化一遍，然后再用带有用户给的参数的初始化函数初始化。后半段过程就需要msp这个文件里的函数，另外，带有用户参数的函数也会使用msp在函数名中体现出来，例如HAL_MspInit()与HAL_Init()。

main.c是主函数，下面过一遍主函数的执行流程。

  /* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick. */
  HAL_Init();

  /* Configure the system clock */
  SystemClock_Config();

  /* Initialize all configured peripherals */
  MX_GPIO_Init();
  MX_SPI1_Init();
  MX_USART2_UART_Init();

整体上看，首先是调用HAL_Init()函数对外设、flash接口与systick计时器进行初始化，然后是配置时钟，最后初始化外设。

具体到每个函数，在HAL_Init()函数中，按照默认的参数配置完优先级等参数，最后调用了HAL_MspInit()函数。这个函数在工程中一共有两个，一个由_weak定义，存在于库函数中。另一个在stm32f1xx_hal_msp.c中，按照用户的参数初始化了优先级等参数。第二个函数的存在会覆盖_weak定义的函数，这就起到了一个便于移植的效果。移植只需要更改用户文件里的东西，一方面，工程初始化时都会先使用默认的参数初始化一遍，即使不小心移植漏了一些配置代码，也不会出现致命的错误。另一方面，只需要改一个文件里的内容，即使不懂驱动层也可以改程序。

说完了HAL_Init()函数的工作方式，外设的初始化也是同样的思想。例如，对spi外设初始化的函数MX_SPI!_Init()，首先将用户的参数存在一个SPI的结构体中，再调用HAL_SPI_Init(&hspi1)，该函数首先检查参数是否正确，然后就调用了HAL_SPI_MspInit(hspi)，注意这里已经将前面提到的SPI结构体作为参数赋予了msp初始化函数。最终就根据SPI结构体的值，通过HAL_SPI_MspInit()函数进行初始化的过程，包括模式的选择、优先级的配置等等。