STM32函数固件库

1、 STM32 固件库与 CMSIS 标准讲解

　　所谓STM32 固件库就是函数的集合，那么对这些函数有什么要求呢？这里就涉及到一个 CMSIS 标准的基础知识，这部分知识可以从《Cortex-M3 权威指南》中了解到，我们这里只是对权威指南的讲解做个概括性的介绍。经常有人问到 STM32 和 ARM 以及 ARM7是什么关系这样的问题，其实 ARM 是一个做芯片标准的公司，它负责的是芯片内核的架构设计，而 TI， ST 这样的公司，他们并不做标准，他们是芯片公司，他们是根据 ARM 公司提供的芯片内核标准设计自己的芯片。所以，任何一个做 Cortex-M3 芯片，他们的内核结构都是一样的，不同的是他们的存储器容量， 片上外设， IO 以及其他模块的区别。所以你会发现，不同公司设计的 Cortex-M3 芯片他们的端口数量，串口数量，控制方法这些都是有区别的， 这些资源他们可以根据自己的需求理念来设计。同一家公司设计的多种 Cortex-m3 内核芯片的片上外设也会有很大的区别，比如 STM32F103RBT 和 STM32F103ZET，他们的片上外设就有很大的区别。我们可以通过《Cortex-M3 权威指南》中的一个图来了解一下：

 　　从上图可以看出，芯片虽然是芯片公司设计，但是内核却要服从 ARM 公司提出的 Cortex-M3内核标准了，理所当然，芯片公司每卖出一片芯片，需要向 ARM 公司交一定的专利费。

　　既然大家都使用的是 Cortex-M3 核，也就是说，本质上大家都是一样的，这样 ARM 公司为了能让不同的芯片公司生产的 Cortex-M3 芯片能在软件上基本兼容，和芯片生产商共同提出了一套标准 CMSIS 标准(Cortex Microcontroller Software Interface Standard) ,翻译过来是“ARM Cortex™ 微控制器软件接口标准”。 ST 官方库就是根据这套标准设计的。这里我们又要引用参考资料里面的图片来看看基于 CMSIS 应用程序基本结构：

　　CMSIS 分为 3 个基本功能层：

　　1) 核内外设访问层： ARM 公司提供的访问，定义处理器内部寄存器地址以及功能函数。
　　2) 中间件访问层:定义访问中间件的通用 API,也是 ARM 公司提供。
　　3) 外设访问层：定义硬件寄存器的地址以及外设的访问函数。

　　从图中可以看出， CMSIS 层在整个系统中是处于中间层，向下负责与内核和各个外设直接打交道，向上提供实时操作系统用户程序调用的函数接口。如果没有 CMSIS 标准，那么各个芯片公司就会设计自己喜欢的风格的库函数，而 CMSIS 标准就是要强制规定，芯片生产公司设计的库函数必须按照 CMSIS 这套规范来设计。

　　其实不用这么讲这么复杂的，一个简单的例子，我们在使用 STM32 芯片的时候首先要进行系统初始化， CMSIS 规范就规定， 系统初始化函数名字必须为 SystemInit，所以各个芯片公司写自己的库函数的时候就必须用 SystemInit 对系统进行初始化。 CMSIS 还对各个外设驱动文件的文件名字规范化，以及函数名字规范化等等一系列规定。上一节讲的函数GPIO_ResetBits 这个函数名字也是不能随便定义的，是要遵循 CMSIS 规范的。

2、STM32 官方库包介绍

　　Libraries 文件夹下面有 CMSIS 和 FWlib 两个目录，这两个目录包含固件库核心的所有子文件夹和文件。

　　其中CMSIS目录下面是启动文件 ，core_cm3.c 和 core_cm3.h 就是 CMSIS 核心文件，提供进入 M3 内核接口，这是 ARM 公司提供，对所有 CM3 内核的芯片都一样。你永远都不需要修改这个文件，所以这里我们就点到为止。

　　这个目录下面有三个文件： system_stm32f10x.c, system_stm32f10x.h 以及 stm32f10x.h 文件。其中 system_stm32f10x.c 和对应的头文件 system_stm32f10x.h 文件的功能是设置系统以及总线时钟，这个里面有一个非常重要的 SystemInit()函数，这个函数在我们系统启动的时候都会调用，用来设置系统的整个时钟系统。

　　stm32f10x.h 这个文件就相当重要了，只要你做 STM32 开发，你几乎时刻都要查看这个文件相关的定义。这个文件打开可以看到，里面非常多的结构体以及宏定义。

　　在 Libraries\ CMSIS 同一级还有一个 startup 文件夹，这个文件夹里面放的文件顾名思义是启动文件。我们可以看到 8 个 startup 开头的.s 文件。 

　　FWlib放的是 STM32 固件库源码文件。源文件目录下面的 inc 目录存放的是 stm32f10x_xxx.h 头文件,无需改动。 src 目录下面放的是 stm32f10x_xxx.c 格式的固件库源码文件。每一个.c 文件和一个相应的.h 文件对应。这里的文件也是固件库的核心文件，每个外设对应一组文件。