从HAL库中找到寄存器的配置方法

只看该作者 · 2024-2-23 22:33

对于初学者来说，有时候知其然而不知其所以然，换句话来讲，知道这个东西是这样子操作，但是不知道为啥这么做。虽然老话有讲，不管黑猫白猫，捉到老鼠就是好猫，但是某些时候我们还是得需要知道为啥这么干。

举个栗子，配置一个GPIO去控制一个LED灯。

寄存器版本的代码：

这里就涉及两个与GPIO相关的寄存器：GPIOx_CRL，GPIOx_ODR。通过注释我们也知道了这两个寄存器的功能。

为什么这么赋值呢?下面就先看一下这两个寄存器的详情。

首先是端口配置低寄存器(GPIOx_CRL),因为我们配置的GPIO口为PB5,所以是看端口配置低寄存器。假如是GPIO8~GPIO15，我们就需要查看GPIOx_CRH。

我们是用PB5来控制LED灯，所以说模式要设置为推挽输出模式，速度可以设置为50MHz。所以说我们对Bit[23:20]赋值0x3。

通过上面，已经把PB5设置好了，这里就相当于我们理解中的初始化成功。初始化成功后，那么就是对该GPIO口的控制了，让它输出高电平还是低电平，这里使用端口输出数据寄存器(GPIOx_ODR)去实现了。

对ODR5位置1或者清0就是控制GPIO输出高电平还是低电平了，具体根据原理图查看才知道，赋值0还是1能让LED亮。当然我们的LED灯设计是低电平点亮，高电平熄灭。初始化情况下，还是赋值1，让LED处于熄灭状态。

以上就是寄存器版本对GPIO口配置，我们可以很清晰的看到相对底层的操作。

我们再来看一下HAL库对GPIO的操作。

很明显，HAL库函数就是有封装了，标准库同样也是一样的。初始化一个外设，老掉牙的套路：定义一个外设结构体，并且对其成员进行赋值，然后调用HAL_XXX_Init函数完成。

GPIO初始化结构体哪里找呢?就在stm32f1xx_hal_gpio.h中已经定义好了，具体如下：

Pin就是引脚号，Mode就是模式设置，Pull就是上下拉设置(F1的话，输出模式不用设置)，Speed就是速度设置。

我们是用PB5去控制灯，和寄存器版本一样的配置，模式是设置推挽输出，速度设置50MHz。

那么如何赋值?其实上面已经有图了，这里还是简单提一下吧。

gpio_init_struct.Mode= GPIO_MODE_OUTPUT_PP;

怎么知道“GPIO_MODE_OUTPUT_PP”含义呢?如下图所示：

就是使用最为常用的操作“Goto Definition”去走到底查看这个宏代表的值，那么通过上图就可以知道“GPIO_MODE_OUTPUT_PP”为1。

同样的，查看“GPIO_SPEED_FREQ_HIGH”含义呢?如下图所示：

这个宏相对上一个宏再多跳转了一级，我们要以获得值为前提，所以说还没有见到我们熟悉的数字时，就需要一直“Goto Definition”，最终我们发现该宏是为3。

到这里还没有看到寄存器的操作，但是看到这个0x3的出现，我们现在已经有点底了。前面也说了对结构体成员赋值后，就可以调用初始化函数，这时候同样的Goto Definition。函数如下(经过处理)：

解析过程如上图，经过漫长的兜兜转转，最终你会发现HAL库的实际依然是操作寄存器，对GPIOB_CRL进行0x3<< 20操作，这就和我们前面寄存器操作是一致的。

另外还有一个控制输出高低电平的函数，如下：

这里更加清楚，直接调用寄存器操作。这里直接操作GPIOx_BSRR寄存器，那么使用GPIOx_ODR寄存器也是可以。

总结一下，只要你用几次goto definition，你就会发现HAL库函数的实际就是操作寄存器，标准库也是一样。

HAL库，就是将硬件抽象化，相对的，对寄存器相关操作掌握能力就要求不高。在开发效率上，HAL库优势更明显，但是执行效率并不可观。一位技术大咖就认为：初始化用HAL库，方便快捷;其他地方可以使用寄存器操作，简单直接。所以说，想要技术变得贼溜，HAL库、寄存器一起搞起。