敞开成长之旅！这是我参加「日新方案 2 月更文挑战」的第 24 天，点击查看活动概况

前言

回忆一下，前面点亮led灯咱们都进行了哪些操作。

首要需求看电路图，然后找到led灯的操控引脚，然后了解了操控引脚的方法是经过操作相应的物理地址，接着知道了能够映射物理地址也便是寄存器，经过寄存器来去装备，最终咱们经过去查找芯片手册，了解各个寄存器的功用，对需求的寄存器进行装备，完结点亮led灯的功用。

到这儿，咱们成功将一大串的地址转化成可读性更好的寄存器，可是寄存器的操作相关于大部分人来说仍然是太杂乱，大部分人只需求点亮灯，并不想知道它需求用到哪些寄存器，更不想去进行杂乱的位操作，咱们更希望能将寄存器的这些功用再一次进行封装打包，最好是进行一些简略的传参就能够将这个引脚装备好，所以库函数诞生了。库函数的作用，便是将寄存器依据其功用封装成一个个愈加易于调用的函数接口，然后使代码的开发效率更高，可读性更好，愈加易于维护。

1、什么是STM32规范函数库

1.1、界说

他是ST公司针对stm32设计的一系列函数接口，即API（Application Program Interface）。

1.2、作用

让开发者可调用这些函数接口来装备 STM32的寄存器，使开发人员得以脱离最底层的寄存器操作。

1.3、比照

直接代码比照，第一个main函数和第二个main函数所完结的功用是相同的，可是第一个无论是否是开发者自己，都能很清楚理解的看理解代码在干嘛。而第二个main函数，只怕是开发者自己，时间长了也要回头挨条去查一下自己装备这些是在干嘛，一比照，高低立现。

int main(void)
{	
	led_init();
	LED_RED=ON;
	while(1);
}

int main(void)
{
    RCC_AHB1ENR |= (1<<7);
    GPIOH_MODER  &= ~( 0x03<< (2*10));
    GPIOH_MODER |= (1<<2*10);
    GPIOH_OTYPER &= ~(1<<1*10);
    GPIOH_OTYPER |= (0<<1*10);
    GPIOH_OSPEEDR &= ~(0x03<<2*10);
    GPIOH_OSPEEDR |= (0<<2*10);
    GPIOH_PUPDR &= ~(0x03<<2*10);
    GPIOH_PUPDR |= (1<<2*10);
    GPIOH_BSRR |= (1<<16<<10);
    while(1);
}

到这儿，想说的话现已根本说完，后边的构建自己函数库，是否能搞懂其实并不重要，你只需求会用官方固件库即可。关于新手来说，我觉得必定要注意的是：悉数的悉数是围绕着目标去展开。无论是地址，仍是寄存器，亦或是库函数，都只是咱们操控单片机的手法，能把这些全搞懂，很好很牛；只懂库函数操作去完结目标，也很好很牛。

2、构建库函数

2.1、修正寄存器地址封装

首要咱们要知道，寄存器地址是基于物理地址的偏移地址，他们是连续的，和结构体的成员变量联系相似，所以咱们能够经过结构体的形势来进行封装，将寄存器映射为结构体变量，再经过结构体变量，宏界说等方式来完结可读性的提高。

代码如下（示例）：

//volatile 表明易变的变量，防止编译器优化
#define __IO volatile
typedef unsigned int uint32_t;
typedef unsigned short uint16_t;
/* GPIO 寄存器列表 */
typedef struct {
    __IO uint32_t MODER; /*GPIO 形式寄存器 地址偏移: 0x00 */
    __IO uint32_t OTYPER; /*GPIO 输出类型寄存器 地址偏移: 0x04 */
    __IO uint32_t OSPEEDR; /*GPIO 输出速度寄存器 地址偏移: 0x08 */
    __IO uint32_t PUPDR; /*GPIO 上拉/下拉寄存器 地址偏移: 0x0C */
    __IO uint32_t IDR; /*GPIO 输入数据寄存器 地址偏移: 0x10 */
    __IO uint32_t ODR; /*GPIO 输出数据寄存器 地址偏移: 0x14 */
    __IO uint16_t BSRRL; /*GPIO 置位/复位寄存器低 16 位部分 地址偏移: 0x18 */
    __IO uint16_t BSRRH; /*GPIO 置位/复位寄存器 高 16 位部分地址偏移: 0x1A */
    __IO uint32_t LCKR; /*GPIO 装备锁定寄存器 地址偏移: 0x1C */
    __IO uint32_t AFR[2]; /*GPIO 复用功用装备寄存器 地址偏移: 0x20-0x24 */
} GPIO_TypeDef;
/*RCC 寄存器列表*/
typedef struct {
    __IO uint32_t CR; /*!< RCC 时钟操控寄存器,地址偏移: 0x00 */
    __IO uint32_t PLLCFGR; /*!< RCC PLL 装备寄存器,地址偏移: 0x04 */
    __IO uint32_t CFGR; /*!< RCC 时钟装备寄存器,地址偏移: 0x08 */
    __IO uint32_t CIR; /*!< RCC 时钟中断寄存器,地址偏移: 0x0C */
    __IO uint32_t AHB1RSTR; /*!< RCC AHB1 外设复位寄存器,地址偏移: 0x10 */
    __IO uint32_t AHB2RSTR; /*!< RCC AHB2 外设复位寄存器,地址偏移: 0x14 */
    __IO uint32_t AHB3RSTR; /*!< RCC AHB3 外设复位寄存器,地址偏移: 0x18 */
    __IO uint32_t RESERVED0; /*!< 保存, 地址偏移：0x1C */
    __IO uint32_t APB1RSTR; /*!< RCC APB1 外设复位寄存器,地址偏移: 0x20 */
    __IO uint32_t APB2RSTR; /*!< RCC APB2 外设复位寄存器,地址偏移: 0x24*/
    __IO uint32_t RESERVED1[2]; /*!< 保存,地址偏移：0x28-0x2C*/
    __IO uint32_t AHB1ENR; /*!< RCC AHB1 外设时钟寄存器,地址偏移: 0x30 */
    __IO uint32_t AHB2ENR; /*!< RCC AHB2 外设时钟寄存器,地址偏移: 0x34 */
    __IO uint32_t AHB3ENR; /*!< RCC AHB3 外设时钟寄存器,地址偏移: 0x38 */
    /*RCC 后边还有许多寄存器，此处省略*/
} RCC_TypeDef;

简略剖析一下代码，前面几行将volatile，unsigned int，unsigned short这几种关键字进行了宏界说，接着用这些宏界说后的关键字创立了一个姓名为GPIO_TypeDef结构体和一个姓名为RCC_TypeDef的结构体。

看到这，先提出几个问题，为什么不直接用C语言所支撑的关键字而将其进行宏界说后，再用宏界说装备？后边创立的结构体所依据的是什么，成员变量界说的依据是什么？

先说第一个，我认为是便利移植更新，c语言中的关键字在其它语言中可能并不能生效，这样做的好处是，假如volatile，int这些类型在其他渠道是叫其他姓名，那么只需求将这个当地一替换那么整个代码都将会替换掉，这样能够很好地移植或者更新。相反假如你直接用的是关键字，那么则要将悉数用到这个关键字的当地悉数替换掉。从这儿咱们应该学到一个很重要的经验，关于一些高频用到的又可能有改动的变量，关键字等等，用宏界说去界说一下再去运用，能够在你修正代码时十分便利。

第二个结构体的创立所依据的是芯片手册，而变量的姓名，排序及其巨细都是按照芯片手册中寄存器的姓名，排序，及其巨细去设计的。

2.2、界说拜访的结构体指针和引脚

代码如下（示例）：

/*界说 GPIOA-H 寄存器结构体指针*/
#define GPIOA ((GPIO_TypeDef *) GPIOA_BASE)
#define GPIOB ((GPIO_TypeDef *) GPIOB_BASE)
#define GPIOC ((GPIO_TypeDef *) GPIOC_BASE)
#define GPIOD ((GPIO_TypeDef *) GPIOD_BASE)
#define GPIOE ((GPIO_TypeDef *) GPIOE_BASE)
#define GPIOF ((GPIO_TypeDef *) GPIOF_BASE)
#define GPIOG ((GPIO_TypeDef *) GPIOG_BASE)
#define GPIOH ((GPIO_TypeDef *) GPIOH_BASE)
/*界说 RCC 外设 寄存器结构体指针*/
#define RCC ((RCC_TypeDef *) RCC_BASE)

/*GPIO 引脚号界说*/
#define GPIO_Pin_0 (uint16_t)0x0001) /*!< 挑选 Pin0 (1<<0) */
#define GPIO_Pin_1 ((uint16_t)0x0002) /*!< 挑选 Pin1 (1<<1)*/
#define GPIO_Pin_2 ((uint16_t)0x0004) /*!< 挑选 Pin2 (1<<2)*/
#define GPIO_Pin_3 ((uint16_t)0x0008) /*!< 挑选 Pin3 (1<<3)*/
#define GPIO_Pin_4 ((uint16_t)0x0010) /*!< 挑选 Pin4 */
#define GPIO_Pin_5 ((uint16_t)0x0020) /*!< 挑选 Pin5 */
#define GPIO_Pin_6 ((uint16_t)0x0040) /*!< 挑选 Pin6 */
#define GPIO_Pin_7 ((uint16_t)0x0080) /*!< 挑选 Pin7 */
#define GPIO_Pin_8 ((uint16_t)0x0100) /*!< 挑选 Pin8 */
#define GPIO_Pin_9 ((uint16_t)0x0200) /*!< 挑选 Pin9 */
#define GPIO_Pin_10 ((uint16_t)0x0400) /*!< 挑选 Pin10 */
#define GPIO_Pin_11 ((uint16_t)0x0800) /*!< 挑选 Pin11 */
#define GPIO_Pin_12 ((uint16_t)0x1000) /*!< 挑选 Pin12 */
#define GPIO_Pin_13 ((uint16_t)0x2000) /*!< 挑选 Pin13 */
#define GPIO_Pin_14 ((uint16_t)0x4000) /*!< 挑选 Pin14 */
#define GPIO_Pin_15 ((uint16_t)0x8000) /*!< 挑选 Pin15 */
#define GPIO_Pin_All ((uint16_t)0xFFFF) /*!< 挑选悉数引脚 */

有了这两组界说，接下来就能够写封装函数了。

3、创立封装函数

3.1、创立拉低引脚函数

代码如下（示例）：

void GPIO_ResetBits(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin)
{
    GPIOx->BSRRH = GPIO_Pin;
}

创立的函数有两个传参，一个是GPIO类型，一个是引脚号。也便是说咱们想将某一个引脚拉低，只需求调用这个函数，将对应引脚的类型和引脚号填写上即可。比方咱们之前操控PH10引脚。

代码如下（示例）：

GPIO_ResetBits(GPIOH,GPIO_Pin_10);

3.2、创立引脚初始化函数

接下来创立一个杂乱一点的端口初始化函数，首要依据上一篇咱们知道了要装备一个端口，需求对引脚号、工作形式、输出速率、输出类型以及上/下拉形式这些进行装备。那么咱们就以此创立结构体。代码如下：

typedef uint8_t unsigned char;
/**
* GPIO 初始化结构体类型界说
*/
typedef struct {
    /*!< 挑选要装备的 GPIO 引脚可输入 GPIO_Pin_ 界说的宏 */
    uint32_t GPIO_Pin;
    /*!< 挑选 GPIO 引脚的工作形式可输入二进制值： 00 、01、 10、 11表明输入/输出/复用/模拟 */
    uint8_t GPIO_Mode;
    /*!< 挑选 GPIO 引脚的速率可输入二进制值： 00 、01、 10、 11表明 2/25/50/100MHz */
    uint8_t GPIO_Speed;
    /*!< 挑选GPIO引脚输出类型可输入二进制值： 0 、1表明推挽/开漏 */
    uint8_t GPIO_OType;
    /*!<挑选GPIO引脚的上/下拉形式可输入二进制值： 00 、01、 10表明浮空/上拉/下拉*/
    uint8_t GPIO_PuPd;
} GPIO_InitTypeDef;

假如这样装备的话，那么每个变量赋值仍然是要进行位操作赋值，依旧很欠好识别，所以咱们能够经过创立枚举来处理这个问题。

代码如下：

typedef enum {
    GPIO_Mode_IN = 0x00,    /*!< 输入形式 */
    GPIO_Mode_OUT = 0x01,   /*!< 输出形式 */
    GPIO_Mode_AF = 0x02,    /*!< 复用形式 */
    GPIO_Mode_AN = 0x03     /*!< 模拟形式 */
} GPIOMode_TypeDef;
/**
* GPIO 输出类型枚举界说
*/
typedef enum {
    GPIO_OType_PP = 0x00,   /*!< 推挽形式 */
    GPIO_OType_OD = 0x01    /*!< 开漏形式 */
} GPIOOType_TypeDef;
/**
* GPIO 输出速率枚举界说
*/
typedef enum {
    GPIO_Speed_2MHz = 0x00,     /*!< 2MHz */
    GPIO_Speed_25MHz = 0x01,    /*!< 25MHz */
    GPIO_Speed_50MHz = 0x02,    /*!< 50MHz */
    GPIO_Speed_100MHz = 0x03    /*!<100MHz */
} GPIOSpeed_TypeDef;
/**
*GPIO 上/下拉装备枚举界说
*/
typedef enum {
    GPIO_PuPd_NOPULL = 0x00,    /*浮空*/
    GPIO_PuPd_UP = 0x01,        /*上拉*/
    GPIO_PuPd_DOWN = 0x02       /*下拉*/
} GPIOPuPd_TypeDef;

然后经过这些枚举去界说开始的结构体成员。

代码如下：

typedef struct {
    /*!< 挑选要装备的 GPIO 引脚可输入 GPIO_Pin_ 界说的宏 */
    uint32_t GPIO_Pin; 
    /*!< 挑选 GPIO 引脚的工作形式可输入 GPIOMode_TypeDef 界说的枚举值*/
    GPIOMode_TypeDef GPIO_Mode; 
    /*!< 挑选 GPIO 引脚的速率可输入 GPIOSpeed_TypeDef 界说的枚举值 */
    GPIOSpeed_TypeDef GPIO_Speed; 
    /*!< 挑选 GPIO 引脚输出类型可输入 GPIOOType_TypeDef 界说的枚举值*/
    GPIOOType_TypeDef GPIO_OType; 
    /*!<挑选 GPIO 引脚的上/下拉形式可输入 GPIOPuPd_TypeDef 界说的枚举值*/
    GPIOPuPd_TypeDef GPIO_PuPd; 
} GPIO_InitTypeDef;

这样，在咱们装备时，只需求给变量附上对应的枚举值就好了。

代码如下：

GPIO_InitTypeDef InitStruct;
/* LED 端口初始化 */
/*挑选要操控的 GPIO 引脚*/
InitStruct.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10;
/*设置引脚形式为输出形式*/
InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_OUT;
/*设置引脚的输出类型为推挽输出*/
InitStruct.GPIO_OType = GPIO_OType_PP;
/*设置引脚为上拉形式*/
InitStruct.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_UP;
/*设置引脚速率为 2MHz */
InitStruct.GPIO_Speed = GPIO_Speed_2MHz;

这样，咱们将InitStruct这个结构体的各个成员都赋上值了，接着便是创立一个函数，来处理这个结构体的值。

代码如下：

/**
*函数功用：初始化引脚形式
*参数阐明：GPIOx，该参数为 GPIO_TypeDef 类型的指针，指向 GPIO 端口的地址
* GPIO_InitTypeDef:GPIO_InitTypeDef 结构体指针，指向初始化变量
*/
void GPIO_Init(GPIO_TypeDef* GPIOx, GPIO_InitTypeDef* GPIO_InitStruct)
{
    uint32_t pinpos = 0x00, pos = 0x00 , currentpin = 0x00;
    /*-- GPIO Mode Configuration --*/
    for (pinpos = 0x00; pinpos < 16; pinpos++) {
        /*以下运算是为了经过 GPIO_InitStruct->GPIO_Pin 算出引脚号 0-15*/
        /*经过运算后 pos 的 pinpos 位为 1，其余为 0，与 GPIO_Pin_x 宏对应。pinpos 变量每次循环加 1，*/
        pos = ((uint32_t)0x01) << pinpos;
        /* pos 与 GPIO_InitStruct->GPIO_Pin 做 & 运算，若运算结果 currentpin == pos，
        则表明 GPIO_InitStruct->GPIO_Pin 的 pinpos 位也为 1，
        然后可知 pinpos 便是 GPIO_InitStruct->GPIO_Pin 对应的引脚号：0-15*/
        currentpin = (GPIO_InitStruct->GPIO_Pin) & pos;
        /*currentpin == pos 时执行初始化*/
        if (currentpin == pos) {
            /*GPIOx 端口，MODER 寄存器的 GPIO_InitStruct->GPIO_Pin 对应的引脚，MODER 位清空*/
            GPIOx->MODER &= ~(3 << (2 *pinpos));
            /*GPIOx 端口，MODER 寄存器的 GPIO_Pin 引脚， MODER 位设置"输入/输出/复用输出/模拟"形式*/
            GPIOx->MODER |= (((uint32_t)GPIO_InitStruct->GPIO_Mode) << (2 *pinpos));
            /*GPIOx 端口，PUPDR 寄存器的 GPIO_Pin 引脚，PUPDR 位清空*/
            GPIOx->PUPDR &= ~(3 << ((2 *pinpos)));
            /*GPIOx 端口，PUPDR 寄存器的 GPIO_Pin 引脚，PUPDR 位设置"上/下拉"形式*/
            GPIOx->PUPDR |= (((uint32_t)GPIO_InitStruct->GPIO_PuPd) << (2 *pinpos));
            /*若形式为"输出/复用输出"形式，则设置速度与输出类型*/
            if ((GPIO_InitStruct->GPIO_Mode == GPIO_Mode_OUT) ||
                (GPIO_InitStruct->GPIO_Mode == GPIO_Mode_AF)) {
                /*GPIOx 端口，OSPEEDR 寄存器的 GPIO_Pin 引脚，OSPEEDR 位清空*/
                GPIOx->OSPEEDR &= ~(3 << (2 *pinpos));
                /*GPIOx 端口，OSPEEDR 寄存器的 GPIO_Pin 引脚，OSPEEDR 位设置输出速度*/
                GPIOx->OSPEEDR |= ((uint32_t)(GPIO_InitStruct->GPIO_Speed)<<(2 *pinpos));
                /*GPIOx 端口，OTYPER 寄存器的 GPIO_Pin 引脚，OTYPER 位清空*/
                GPIOx->OTYPER &= ~(1 << (pinpos)) ;
                /*GPIOx 端口，OTYPER 位寄存器的 GPIO_Pin 引脚，OTYPER 位设置"推挽/开漏"输出类型*/
                GPIOx->OTYPER |= (uint16_t)(( GPIO_InitStruct->GPIO_OType)<< (pinpos));
            }
        }
    }
}

读一下这个函数，有两个传参，第一个是端口类型，也便是之前咱们创立的那些GPIOx指针(x=A…H),第二个便是咱们刚刚赋值的结构体，然后函数内部将结构体变量的值传给对应寄存器，最终操控电路板完结端口初始化。

咱们要想完结拉低PH10引脚，只需求调用这两个函数便能完结。

代码如下：

int main(void)
{
    GPIO_InitTypeDef InitStruct;
    /*敞开 GPIOH 时钟，运用外设时都要先敞开它的时钟*/
    RCC->AHB1ENR |= (1<<7);
    /* LED 端口初始化 */
    /*初始化 PH10 引脚*/
    /*挑选要操控的 GPIO 引脚*/
    InitStruct.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10;
    /*设置引脚形式为输出形式*/
    InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_OUT;
    /*设置引脚的输出类型为推挽输出*/
    InitStruct.GPIO_OType = GPIO_OType_PP;
    /*设置引脚为上拉形式*/
    InitStruct.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_UP;
    /*设置引脚速率为 2MHz */
    InitStruct.GPIO_Speed = GPIO_Speed_2MHz;
    /*调用库函数，运用上面装备的 GPIO_InitStructure 初始化 GPIO*/
    GPIO_Init(GPIOH, &InitStruct);
    /*使引脚输出低电平,点亮 LED1*/
    GPIO_ResetBits(GPIOH,GPIO_Pin_10);
    while (1);
}

总结

这一篇主要篇幅比较长，主要想分享为什么要有库函数，以及库函数为什么要这么去写，这么写的好处是什么，在今后的应用中，咱们很少需求自己去写库函数，规范库函数现已满意咱们绝大部分的需求了，咱们只需求去调用。不过相关于学习自身，我更希望分享如何去学习，这样才干触类旁通，在这个科技与狠活快速更新的年代，始终跟的上脚步。

创建自己的函数库

前言

1、什么是STM32规范函数库

1.1、界说

1.2、作用

1.3、比照

2、构建库函数

2.1、修正寄存器地址封装

2.2、界说拜访的结构体指针和引脚

3、创立封装函数

3.1、创立拉低引脚函数

3.2、创立引脚初始化函数

总结

作者信息

推广

创建自己的函数库

前言

1、什么是STM32规范函数库

1.1、界说

1.2、作用

1.3、比照

2、构建库函数

2.1、修正寄存器地址封装

2.2、界说拜访的结构体指针和引脚

3、创立封装函数

3.1、创立拉低引脚函数

3.2、创立引脚初始化函数

总结

相关文章

Unity游戏开发：背包系统的实现

socket实现局域网语音通话 c++ winapi

吊炸天的 Kafka 图形化工具 Eagle，必须推荐给你！

CVPR 2023 | LoGoNet：优于所有最先进的 3D 目标检测方法！

作者信息

推广