CMSIS标准及HAL库学习记录（1）

最新推荐文章于 2025-06-25 22:50:21 发布
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本文介绍了如何利用CMSIS和HAL库提高嵌入式程序的可移植性和维护性，特别是在STM32F407VG芯片上。通过Keil MDK 5.24a，结合RTX5源代码，详细阐述了工程配置过程，包括选择CMSIS CORE, DSP, RTOS组件以及HAL库的相关驱动。虽然STM32CUBE能加速开发，但为了深入学习，选择了手动配置。文章最后提及编写BSP驱动和应用主函数以实现LED灯的控制。" 129927026,5613065,深入理解Spring Bean：生命周期与管理,"['spring', 'java', '后端开发', 'bean管理']

摘要生成于 C知道 ，由 DeepSeek-R1 满血版支持， 前往体验 >

    工作中总会遇到嵌入式程序的可移植性问题，因为代码量的庞大和编写代码人的不统一性，尤其是遇到开发人员离职的问题。在代码的几年维护和需求变更等等各种修改工作后，代码便变得难以维护。那么如何保持代码的可持续维护性？如何让代码在平台变更，各类不同硬件架构的产品之中游刃有余？ARM为我们提出了一个方案：CMSIS 和HAL库。以下是ARM官网关于CMSIS的架构图，由于理解尚不够深入，而且本人能力有限，不予详细说明。

本次学习基于Keil MDK 5.24a，基于STM32F407VG芯片，使用Software Pack方式和Keil提供的RTX 5源代码进行学习。

首先创建工程，在新工程的Software Pack相关选项中勾上CMSIS项下CORE      DSP      RTOS(API)中的Keil RTX5      RTOS2(API)中的KEIL RTX5的Source     Device中勾选Startup STM32CUBE中的Classic方式 HAL库中勾选需要的驱动

如果使用STM32CUBE软件作为辅助开发，可以更快的上手相关开发，图形和列表化的配置能够把复杂的时钟系统和外设配置的井井有条。但是本次目的以学习为主，不采用软件辅助的方式进行开发。

创建完成后，工程里应有的部分为RTX相关源码，DSP相关LIB库文件

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咖喱年糕的博客
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总体来说，HAL库是为了方便开发者快速上手和使用，但在一些特殊场景下，或者对性能要求较高的情况下，开发者可能需要深入了解硬件，直接操作寄存器或者考虑其他更底层的库。一些HAL库提供的API函数可能效率较低，特别是对一些特殊需求的外设控制。在需要更高效率的场景下，可以考虑直接操作寄存器的方式，以减少函数调用的开销。查阅ST的官方文档、社区、以及其他开发者的经验，以了解潜在的问题和解决方案。在选择库时，开发人员需要权衡易用性、兼容性、移植性和性能等方面的因素，以选择最适合其项目需求的库。
ARM内核之CMSIS
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qq_43213240的博客
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Cortex-M内核之CMSIS
STM32 HAL库开发: CMSIS 标准(Cortex MicroController Software Interface Standard)
e.g.:
04-23 2317
为了解决不同的芯片厂商生产的Cortex 微控制器软件的兼容性问题，ARM 与芯片厂商建立了CMSIS 标准(Cortex MicroController Software Interface Standard)。所谓CMSIS 标准，实际是新建了一个软件抽象层. STMCube是意法半导体的一项原创举措，旨在通过减少开发工作量、时间和成本来简化开发人员的生活。 STM32CubeF1固件封装的发行说明 此软件包中提供的 HAL（硬件抽象层）驱动程序支持以下 STM32F100xx STM32F10
什么是CMSIS || 标准库与HAL库
m0_74156325的博客
06-25 2667
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STM32第二十九课（Freertos, HAL, cubemx，CMSIS）
Huskar_Liu的博客
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通过使用CMSIS-Core规范中的API，STM32 HAL库可以与不同的STM32系列微控制器兼容，并且可以在这些微控制器之间实现代码的可移植性。** STM32 HAL库与CMSIS共享相同的寄存器映射，这使得HAL库中定义的外设驱动程序能够直接使用CMSIS定义的寄存器地址和位域。** STM32 HAL库使用了CMSIS规范定义的数据类型和编译器特定的宏。** STM32 HAL库能够与CMSIS-Core规范中定义的中断处理器一起使用，它提供了用于中断配置和中断处理程序的API函数。
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STM32 Cube 库 - 用于 F0、F4、F7、G0、G4、H7、L0、L4、WB 和 WL 微控制器的 CMSIS 和 HAL 此存储库包含 STMicroelectronic 的 STM32 Cube 固件库的副本，其中包含 STM32F0xx、STM32F4xx、STM32F7xx、STM32G0xx、STM32G4xx、STM32H7xx、STM32L0xx、STM32L4xx、STM32WBxx 和 STM32WLxx 微控制器的 CMSIS 设备和 HAL 代码。对 HAL 源进行了细微更改，以支持 MicroPython 到 STM32 的端口。 “供应商”分支包含原始来源，并在新版本可用时不时更新。上游资源作为每个微控制器类（例如 F4、F7、L4）的单独版本（和单独的存档）提供。这些在“供应商”分支中合并在一起，因为 HAL 代码的想法是它为所有微控制器类提供统一的接口。“供应商”分支中的提交被适当地标记为一个标签，该标签描述了该提交的所有可用版本 更多详情、使用方法，请下载后阅读README.md文件
基于STM32使用HAL库手把手移植华为LiteOS系统并使用CMSIS接口API
^_^
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基于STM32使用HAL库手把手移植华为LiteOS系统 目录基于STM32使用HAL库手把手移植华为LiteOS系统（一）说明（一）裸机工程创建（二）移植LiteOS（三）系统运行测试 （一）说明 华为LiteOS内核源码下载地址：https://github.com/LiteOS/LiteOS，选择develop分支下载。 本章节实验工程源码下载：https://github.com/wowyyy/STM32_LiteOS_Demo （一）裸机工程创建 使用STM32CubeMX创建裸机工程：
【STM32】驱动库的选择：CMSIS Driver、SPL、HAL、LL | 在ARM MDK、STM32Cube中如何选择？
风高秋月白，雨霁晚霞红
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qq_52825702的博客
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玩转STM32-CMSIS软件架构（详细-慢工出细活）
2301_81355360的博客
05-16 3131
CMSIS是一种标准化软件接口，是独立于供应商的Cortex-M处理器硬件抽象层，为微处理器和外设实现一致且简单的软件接口，简化了软件复用，降低了操作系统的移植难度，同时也缩短了新开发人员学习的时间，更能减低开发成本。STM32F10x标准外设库（也称固件库）是一个固件函数包，它由程序、数据结构和宏组成，包括了微控制器所由外设的性能特征，而且包括每一个外设的驱动描述和应用实例，同构使用该固件函数库无需深入掌握细节便可开发每一个外设。（2）stm32f10x.h是设备外设访问层头文件。
嵌入式学习笔记 - CMSIS到底是个什么东西（转载）
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04-11 264
这里不得不说说ARM和STM32、TI这些公司的关系了，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。使用过ARM单片机的朋友肯定听说过CMSIS，可以说CMSIS是开启ARM单片机的金钥匙，是不是想到单片机的启动文件了呢，对的，启动文件只是CMSIS的一部分，你是不是跟我一样对它感到既熟悉又陌生呢？启动文件的作用主要是进行堆栈的初始化，中断向量表以及中断函数定义等。
【STM32-编程指南】
sinat_23896491的博客
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ARM Cortex™ 微控制器软件接口标准(CMSIS：Cortex Microcontroller Software Interface Standard) 是 Cortex-M 处理器系列的与供应商无关的硬件抽象层（英文原文为：a vendor-independent hardware abstraction layer for the Cortex-M processor series and defines generic tool interfaces–来自ARM官方定义）。
高速USB 2.0的CMSIS-DAP调试器：CMSIS-DAP正确打开方式（3月18日更新速度和稳定性）
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K_O_Carnivist的专栏
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本文介绍 CMSIS-DAP 1.10 在 STM32F 上实现的高速 USB 2.0 调试器。CMSIS-DAP Debugger 是 ARM 发布的面向 Cortex 系列 MCU 的开源 JTAG 与 SWD 调试器，现已被 Keil MDK 和 IAR EWARM 等 IDE 支持，用于包括 STM32、NXP LPC、Freescale 等多种 MCU 的程序下载与调试。
stm32hal库fftstm32f1
04-23
### STM32F1系列上使用HAL库实现FFT功能的方法 在STM32F1系列微控制器中，虽然不支持硬件加速的FFT功能，但可以通过软件方式利用CMSIS-DSP库来完成FFT运算。以下是具体实现方法： #### 1. CMSIS-DSP库简介 CMSIS (Cortex Microcontroller Software Interface Standard) 是ARM公司提供的一套标准接口规范，其中包含了DSP（Digital Signal Processing）库用于信号处理操作。该库提供了多种算法实现，包括但不限于快速傅里叶变换（FFT）。对于STM32F1系列，可以借助CMSIS-DSP库中的`arm_cfft_radix2_f32()`函数来进行复数FFT计算。 需要注意的是，在实际应用中，由于STM32F1性能限制，建议优化数据量级以减少计算时间[^1]。 #### 2. 初始化配置 为了正确执行FFT，需先初始化相应的结构体实例并设置参数。例如定义如下变量： ```c arm_cfft_radix2_instance_f32 scfft; ``` 接着通过调用初始化函数设定好FFT长度等相关属性。这里假设采用512点为例说明： ```c arm_cfft_radix2_init_f32(&scfft, FFT_LENGTH, IF_INVERSE, BIT_REVERSED); // 参数解释：&scfft - 结构体指针；FFT_LENGTH - 变换长度；IF_INVERSE - 是否逆向变换标志位； // BIT_REVERSED - 输出是否按比特反转顺序排列。 ``` 此部分依据所选FFT点数不同而有所变化，请参照实际情况调整[^2]。 #### 3. 数据准备与转换 输入至FFT算法的数据通常为实数值序列，但在内部表示形式上则视为一对对共轭虚部组成的形式存储于单一浮点型数组之中。因此需要预先准备好这样的格式化后的缓冲区作为后续传递给FFT函数使用的材料之一——即源地址指向的位置处存放着待分析样本集合。 另外还需额外开辟一块空间用来保存最终得到的结果集，同样也是按照相同规格布局而成的新区域供读取解析之用[^3]。 #### 4. 调用FFT函数 当一切准备工作就绪之后即可正式发起呼叫请求让系统开始进行离散傅立叶转换过程了。这一步骤非常简单明了只需一句命令便可达成目标效果展示出来给大家看吧！ ```c arm_cfft_radix2_f32(&scfft, fft_inputbuf, ifftFlag, doBitReverse); /* 参数含义分别为: &scfft -> 已经初始化好的结构体对象引用, fft_inputbuf -> 输入数据缓存区首址偏移量, ifftFlag -> 判断当前动作属于正向还是反向模式标记符, doBitReverse-> 控制输出结果要不要做bit-reverse重排的动作 */ ``` #### 5. 计算幅值大小 经过前面几步的操作我们已经成功获取到了频域上的信息表达式，但是这些数字本身并没有直观意义所以还需要进一步加工才能获得更加清晰易懂的表现形态。为此我们可以再次运用另一个现成可用的功能模块帮助我们将每一个频率分量对应的实际强度提取出来形成新的列表呈现给我们观察研究。 ```c arm_cmplx_mag_f32(fft_inputbuf, fft_outputbuf, FFT_LENGTH); /* 此处传入两个主要参数分别是原始复数类型数据组以及目的单纯实数类型的接收容器还有共同的有效记录条目总数 */ ``` 至此为止整个流程基本结束只剩下最后一点收尾工作那就是寻找峰值所在位置及其代表的具体物理量度单位下的真实数值而已啦！ --- ###
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