STM32F7xx —— 启动文件和HAL库

最新推荐文章于 2025-05-26 17:58:33 发布

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分类专栏： STM32F7xx 文章标签： STM32F7 HAL

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本文深入解析STM32F7xx系列微控制器的HAL库，涵盖库开发优势、关键文件介绍、启动文件分析及系统时钟设置。通过实例讲解，帮助读者理解HAL库的工作原理和应用技巧。

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STM32F7xx —— 启动文件和HAL库

5.system_stm32f7xx.c/h

6.stm32f7xx_hal_msp.c

7.startup_stm32f767xx.s

一．库开发的优势

开发速度快，便于移植。

二．stm32F7xx几个重要文件

1. HAL库关键文件

文件	描述
stm32f7xx_hal_ppp.c/h	基本外设的操作API
stm32f7xx_hal_ppp_ex.c/h	拓展外设特性的API
stm32f7xx_hal.c/h	HAL通用API（如HAL_Init， HAL_Delay等）
stm32f7xx_hal_conf.h	HAL的配置文件，选择使能某种功能
stm32f7xx_hal_def.h	HAL的通用数据类型和定义
stm32f7xx_ll_ppp.c/h	复杂外设的底层实现

2.stm32f7xx_it.c/h

中断服务函数。基本都是空函数，我们可以去掉里面的函数，把中断服务函数写在任意可见的文件中。

3.stm32f7xx.h

所有F7系列的顶层头文件。通过条件编译包含某型号的头文件（此宏一般在target——c/c++里面定义STM32F767xx，后面都以stm32f767为例）。

#if defined(STM32F756xx)

  #include "stm32f756xx.h"

#elif defined(STM32F746xx)

  #include "stm32f746xx.h"

#elif defined(STM32F745xx)

  #include "stm32f745xx.h"

#elif defined(STM32F765xx)

  #include "stm32f765xx.h"

#elif defined(STM32F767xx)

  #include "stm32f767xx.h"

#elif defined(STM32F769xx)

  #include "stm32f769xx.h"

#elif defined(STM32F777xx)

  #include "stm32f777xx.h"

#elif defined(STM32F779xx)

  #include "stm32f779xx.h" 

#else

 #error "Please select first the target STM32F7xx device used in your application (in stm32f7xx.h file)"

#endif

4.stm32f767xx.h

主要就是寄存器的声明（一堆结构体和宏定义）。

5.system_stm32f7xx.c/h

主要定义了SystemInit和SystemCoreClockUpdate两个函数，后续会在这个文件里面加一个SetSysClock()函数. SystemInit主要是时钟系统的初始化和中断向量偏移地址设置（有bootloader的向量偏移需要修改）。SystemCoreClock是一个全局的值（这个在FreeRTOS的时钟配置的时候需要）。

6.stm32f7xx_hal_msp.c

带MspInit的函数进行MCU级别硬件初始化设置，通常被上一层调用（如HAL_UART_Init——HAL_UART_MspInit）。

7.startup_stm32f767xx.s

启动文件，上电先运行SystemInit，再运行到main。

; Reset handler

Reset_Handler PROC

EXPORT Reset_Handler [WEAK]

IMPORT SystemInit

IMPORT __main

LDR R0, =SystemInit

BLX R0

LDR R0, =__main

BX R0

ENDP

三．HAL库中__weak修饰符

weak：弱。被__weak修饰的函数就是“弱函数”，我们可以在自定义的文件中重新定义此函数（去掉__weak），编译器会执行我们自定义的函数。HAL库中一般在回调函数时用到。HAL中默认定义一个空的回调函数，保证编译器不会报错。

四．程序的执行过程

Reset_Handler —— SystemInit —— main —— HAL_init —— SetSysClock —— xxxInit…（FreeRTOS：xTaskCreate —— xTaskCreate）

五．启动文件

主要指令：

指令名称	作用
EQU	给数字常量取一个符号名，相当于 C语言中的 define
AREA	汇编一个新的代码段或者数据段
SPACE	分配内存空间
PRESERVE8	当前文件堆栈需按照 8字节对齐
EXPORT	声明一个标号具有全局属性，可被外部的文件使用
DCD	以字为单位分配内存，要求 4字节对齐，并要求初始化这些内存
PROC	定义子程序，与 ENDP 成对使用，表示子程序结束
WEAK	弱定义，如果外部文件声明了一个标号，则优先使用外部文件定义的标号，如果外部文件没有定义也不出错。要注意的是：这个不是 ARM的指令，是编译器的，这里放在一起只是为了方便
IMPORT	声明标号来自外部文件，跟 C语言中的 EXTERN 关键字类似
B	跳转
ALIGN	编译器对指令或者数据的存放地址进行对齐，一般需要跟一个立即数，缺省表示 4 字节对齐。要注意的是：这个不是 ARM 的指令，是编译器的，这里放在一起只是为了方便。
END	到达文件的末尾，文件结束

Stack——栈，Stack_Size EQU 0x00000400 （局部变量，函数形参，函数调用等），值可以人为修改（不能超过内部SRAM）。

Heap——堆，Heap_Size EQU 0x00000200（动态内存分配malloc/free）

向量表——中断向量服务函数

复位程序——先进入SystemInit——main

关于启动文件详细描述请参考：STM32启动文件详细说明

六．时钟设置（设置系统时钟）

/************************* PLL Parameters *************************************/
//时钟设置函数
//Fvco=Fs*(plln/pllm);
//Fsys=Fvco/pllp=Fs*(plln/(pllm*pllp));
//Fusb=Fvco/pllq=Fs*(plln/(pllm*pllq));

//Fvco:VCO频率
//Fsys:系统时钟频率
//Fusb:USB,SDIO,RNG等的时钟频率
//Fs:PLL输入时钟频率,可以是HSI,HSE等.
//plln:主PLL倍频系数(PLL倍频),取值范围:64~432.
//pllm:主PLL和音频PLL分频系数(PLL之前的分频),取值范围:2~63.
//pllp:系统时钟的主PLL分频系数(PLL之后的分频),取值范围:2,4,6,8.(仅限这4个值!)
//pllq:USB/SDIO/随机数产生器等的主PLL分频系数(PLL之后的分频),取值范围:2~15.

//外部晶振为25M的时候,推荐值:plln=432,pllm=25,pllp=2,pllq=9.
//得到:Fvco=25*(432/25)=432Mhz
//     Fsys=432/2=216Mhz
//     Fusb=432/9=48Mhz
#define PLL_M            25
#define PLL_Q            9
#define PLL_N            432
#define PLL_P            2

void SetSysClock(void)
{
  HAL_StatusTypeDef ret = HAL_OK;
  RCC_OscInitTypeDef RCC_OscInitStructure;
  RCC_ClkInitTypeDef RCC_ClkInitStructure;

 // __HAL_RCC_PWR_CLK_ENABLE(); //使能PWR时钟

  RCC_OscInitStructure.OscillatorType = RCC_OSCILLATORTYPE_HSE;  //时钟源为HSE
  RCC_OscInitStructure.HSEState = RCC_HSE_ON;                    //打开HSE
  RCC_OscInitStructure.PLL.PLLState = RCC_PLL_ON;        //打开PLL
  RCC_OscInitStructure.PLL.PLLSource = RCC_PLLSOURCE_HSE;        //PLL时钟源选择HSE
  RCC_OscInitStructure.PLL.PLLM = PLL_M; //主PLL和音频PLL分频系数(PLL之前的分频)
  RCC_OscInitStructure.PLL.PLLN = PLL_N; //主PLL倍频系数(PLL倍频)
  RCC_OscInitStructure.PLL.PLLP = PLL_P; //系统时钟的主PLL分频系数(PLL之后的分频)
  RCC_OscInitStructure.PLL.PLLQ = PLL_Q; //USB/SDIO/随机数产生器等的主PLL分频系数(PLL之后的分频)
  ret = HAL_RCC_OscConfig(&RCC_OscInitStructure); //初始化
  if(ret != HAL_OK) while(1);

  ret = HAL_PWREx_EnableOverDrive(); //开启Over-Driver功能
  if(ret != HAL_OK) while(1);

  //选中PLL作为系统时钟源并且配置HCLK,PCLK1和PCLK2
  RCC_ClkInitStructure.ClockType = (RCC_CLOCKTYPE_SYSCLK | RCC_CLOCKTYPE_HCLK | RCC_CLOCKTYPE_PCLK1 | RCC_CLOCKTYPE_PCLK2);
  RCC_ClkInitStructure.SYSCLKSource = RCC_SYSCLKSOURCE_PLLCLK; //设置系统时钟时钟源为PLL
  RCC_ClkInitStructure.AHBCLKDivider = RCC_SYSCLK_DIV1; //AHB分频系数为1
  RCC_ClkInitStructure.APB1CLKDivider = RCC_HCLK_DIV4; //APB1分频系数为4
  RCC_ClkInitStructure.APB2CLKDivider = RCC_HCLK_DIV2; //APB2分频系数为2

  ret = HAL_RCC_ClockConfig(&RCC_ClkInitStructure, FLASH_LATENCY_7); //同时设置FLASH延时周期为7WS，也就是8个CPU周期。
  if(ret != HAL_OK) while(1);
}