再造STM32---第七部分：初识 STM32 固件库

       本章参考资料：《STM32F4xx 参考手册》、《STM32F4xx 规格书》、《Cortex-M3 权威指南》 , STM32 标准库帮助文档：《stm32f4xx_dsp_stdperiph_lib_um.chm》。在上一章中，我们构建了几个控制 GPIO 外设的函数，算是实现了函数库的雏形，但GPIO 还有很多功能函数我们没有实现，而且 STM32 芯片不仅仅只有 GPIO 这一个外设。
       如果我们想要亲自完成这个函数库，工作量是非常巨大的。 ST 公司提供的标准软件库，包含了 STM32 芯片所有寄存器的控制操作，我们直接学习如何使用 ST 标准库，会极大地方便控制 STM32 芯片。

7.1 CMSIS 标准及库层次关系：

       因为基于 Cortex 系列芯片采用的内核都是相同的，区别主要为核外的片上外设的差异，这些差异却导致软件在同内核，不同外设的芯片上移植困难。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。见图 7-1。

CMSIS 标准中最主要的为 CMSIS 核心层，它包括了：
 内核函数层：其中包含用于访问内核寄存器的名称、地址定义，主要由 ARM 公司提供。
 设备外设访问层：提供了片上的核外外设的地址和中断定义，主要由芯片生产商提供。可见 CMSIS 层位于硬件层与操作系统或用户层之间，提供了与芯片生产商无关的硬件抽象层，可以为接口外设、实时操作系统提供简单的处理器软件接口，屏蔽了硬件差异， 这对软件的移植是有极大的好处的。 STM32 的库，就是按照 CMSIS 标准建立的。

7.1.1 库目录、文件简介：

STM32 标准库可以从官网获得，也可以直接从本书的配套资料得到。本书讲解的例程全部采用 1.5.1 库文件。 以下内容请大家打开 STM32 标准库文件配合阅读。

解压库文件后进入其目录：
“STM32F4xx_DSP_StdPeriph_Lib_V1.5.1\”
软件库各文件夹的内容说明见图 7-2。

 Libraries： 文件夹下是驱动库的源代码及启动文件。
 Project ： 文件夹下是用驱动库写的例子和工程模板。
 Utilities：包含了基于 ST 官方实验板的例程，以及第三方软件库，如 emwin 图形软件库、 fatfs 文件系统。
 MCD-ST Liberty…：库文件的 License 说明。
 Release_Note.html:：库的版本更新说明。
 stm32f4xx_dsp_stdperiph…： 库帮助文档，这是一个已经编译好的 HTML 文件，主要讲述如何使用驱动库来编写自己的应用程序。说得形象一点，这个 HTML 就是告诉我们： ST 公司已经为你写好了每个外设的驱动了，想知道如何运用这些例子就来向我求救吧。不幸的是，这个帮助文档是英文的，这对很多英文不好的朋友来说是一个很大的障碍。但这里要告诉大家，英文仅仅是一种工具，绝对不能让它成为我们学习的障碍。其实这些英文还是很简单的，我们需要的是拿下它的勇气。
       在使用库开发时，我们需要把 libraries 目录下的库函数文件添加到工程中，并查阅库帮助文档来了解 ST 提供的库函数，这个文档说明了每一个库函数的使用方法。
       进入 Libraries 文件夹看到，关于内核与外设的库文件分别存放在 CMSIS 和STM32F4xx_StdPeriph_Driver 文件夹中。
       先看看 CMSIS 文件夹。
       STM32F4xx_DSP_StdPeriph_Lib_V1.5.1\Libraries\CMSIS\文件夹下内容见图7-3。

其中 Device 与 Include 中的文件是我们使用得最多的，先讲解这两个文件夹中的内容。
1. Include 文件夹：
        在 Include 文件夹中包含了 的是位于 CMSIS 标准的核内设备函数层的 Cortex-M 核通用的头文件，它们的作用是为那些采用 Cortex-M 核设计 SOC 的芯片商设计的芯片外设提供一个进入内核的接口，定义了一些内核相关的寄存器(类似我们前面写的 stm3