代码收藏家技术教程 2023-01-02

STM32：强大的开发利器——STM32CubeMX

这篇博客篇幅不长，主要是为大家介绍ST公司推出的STM32CubeMX开发工具，当成下周更新STM32 10个项目工程的预备篇，同时FPGA FPGA 20个例程篇：8.SD卡任意地址的读写，代码部分已经编写完毕，对应博客正在整理中，如图1所示即为STM32CubeMX的图标。

图1 STM32CubeMX图标

在介绍STM32CubeMX之前，我们需要知道HAL库这个概念，实际在早些年大概2018年以前吧，大家做STM32工程开发，用的最多的是标准库，标准库自出道超过 10 年以来受广大使用者推崇，就算现在2022年还有一部分工程师、公司仍在继续使用。不过现实情况很残酷，ST 官方已经不再更新 STM32 标准固件库，比如STM32F1系列标准固件库在 2013 年后没有正式发布更新版本，类似于之前大家在开发FPGA时都用XILINX推出的ISE环境，但ISE在2014年后就没有更新版本，XILINX把所有的精力都放在了VIVADO环境。伴随HAL库的兴起，ST推出了STM32CubeMX开发工具，简单地说这个工具可以将STM32芯片的底层配置通过图形化界面配置，这样就极大限度内减少了工程师的工作量，这就好比做FPGA设计的时候，使用了GVIM计数器和状态机模板；在做PCB设计的时候，使用了skill等快捷键方便拉线、打孔、铺铜等常规操作，让工程师在面对快速的项目开发和迭代中，能把更多精力放在逻辑层、应用层开发上，因为手工配置底层引脚，中断类型等，人都会存在大意的时候，出错单步仿真也不易排查出问题。

STM32CubeMX 可以直观的选择 STM32 微控制器、配置微控制器、自动处理引脚冲突、动态设置确定时钟树、动态确定参数设置的外围和中间件模式和初始化。STM32CubeMX 生成的代码可以在 KEIL、IAR、GCC 等编程软件上面使用。所以简单地说STM32CubeMX 本身就是一个工具软件，我们只要在上面通过图形化配置就可以生成STM32 功能代码工程，这个代码工程已经包括了必要的外设初始化程序，这样节省我们的工作量，把工作重点放在项目逻辑层、应用层的实现。

HAL 的全称是：Hardware Abstraction Layer (硬件抽象层)，HAL 位于操作系统内核与硬件电路之间的接口层，其目的在于将硬件抽象化。HAL 库是一个由 ST公司基于硬件抽象层而设计的软件函数包，它由程序、数据结构、宏等组成，包括了微控制器所有外设的性能特征。此外HAL函数库包括每一个外设的驱动描述和应用实例，为开发者访问底层硬件提供了一个中间 API，所以说通过使用 HAL 库，工程师不需要花过多精力去深入掌握底层硬件细节，就可以应用STM32的每个外设，实现快速二次开发的目的。

如图2所示，是笔者之前转产项目中的STM32CubeMX配置，使用了STM32CubeMX工具对一颗STM32F429IGT6芯片进行硬件初始化配置，该芯片驱动了一颗SDRAM，外挂了一颗EEPROM和一颗FLASH，还有其他外设例如蜂鸣器、编码器、按键、电容触摸屏，芯片内部有定时器中断刷新屏幕，有三个UART DMA空闲中断，也上了Freertos操作系统、Emwin人机界面、FATS32 U盘识别，如果这些底层都手工配置的话，平心而论是个非常烦琐和浩大的工程，且很容易出错，而步入工作岗位以后，现实是私企老板、产品经理、项目负责人等各路人马会不断催促项目进度，这时也就体现了STM32CubeMX的价值，在这篇博客最后，笔者也附带了STM32CubeMX学习教程和STM32CubeMX安装包的下载链接，供大家学习交流。

图2 STM32CubeMX配置STM32F429IGT6芯片

谈到STM32CubeMX配置细枝末节的地方有很多，很难在一篇博客里逐一列举出来，只能说工作用到哪里再去对照着研究哪里即可，这里举个简单地例子我们用STM32CubeMX配置野火开发板上的STM32F103VET6芯片上的串口，如图3所示，我们先选择STM32F103VET6芯片再单击Start Project选项。

图3 STM32CubeMX环境下选择STM32F103VET6芯片

如图4和图5所示，我们在STM32CubeMX环境下配置好RCC时钟，这里由一个外部8Mhz的时钟通过芯片内部倍频产生一个72Mhz的主频时钟，直接配置UART1的引脚和115200的波特率，在图6下选择生成可以用KEIL 5打开的工程文件，最后如图7所示在KEIL5下打开STM32CubeMX环境下生成的底层配置工程，再进去下一步的二次开发。