STM32CubeMx_HAL大概介绍

1.什么是STM32CubeMx和HAL库

HAL库对比标准库，封装程度更高，更具有移植性。STM32CUbeMx是一种图形化配置界面，用来完成对外设的初始化，比如RCC模块、NVIC、GPIO、串口、定时器。使用标准库都是先对某个外设的结构体赋值，最后调用Init函数将结构体写入寄存器，这个过程有点繁琐，因为某个外设的初始化都是差不多固定的，比如定时器的初始化都是先分配，设置ARR。使用CubeMx工具可以直接图形化设置，省去了自己去赋值外设结构体的步骤。

2.使用之前需要知道的几个关键词

   句柄：

　　　 再标准库中如果要初始化一个结构体肯定要先定义一个结构体比如

GPIO_InitTypeDef  GPIO_InitStructure;    //GPIO初始化结构体
TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure;   //定时器时基结构体
NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;　　　　　　//NVIC初始化结构体

这些都可以算作一个句柄，只不过在HAL库中，一个外设的结构体不再是单单做一些初始化配置，比如：

typedef struct
{
      USART_TypeDef                 *Instance;        /*!< UART registers base address        */
      UART_InitTypeDef              Init;             /*!< UART communication parameters      */
      uint8_t                       *pTxBuffPtr;      /*!< Pointer to UART Tx transfer Buffer */
      uint16_t                      TxXferSize;       /*!< UART Tx Transfer size              */
      uint16_t                      TxXferCount;      /*!< UART Tx Transfer Counter           */
      uint8_t                       *pRxBuffPtr;      /*!< Pointer to UART Rx transfer Buffer */
      uint16_t                      RxXferSize;       /*!< UART Rx Transfer size              */
      uint16_t                      RxXferCount;      /*!< UART Rx Transfer Counter           */  
      DMA_HandleTypeDef             *hdmatx;          /*!< UART Tx DMA Handle parameters      */ 
      DMA_HandleTypeDef             *hdmarx;          /*!< UART Rx DMA Handle parameters      */
      HAL_LockTypeDef               Lock;             /*!< Locking object                     */
      __IO HAL_UART_StateTypeDef    State;            /*!< UART communication state           */
      __IO uint32_t                 ErrorCode;        /*!< UART Error code                    */
}UART_HandleTypeDef;

这样的话，UART_HandleTypeDef这个结构体 定义一个变量，用来完成对串口的所有操作，包括之前的初始化结构体的基本配置，另外还添加了串口其他的操作：DMA，中断等。有点像C#里面的对象。
对象的所有变量和方法（函数），都可以通过一个对象名+.的方法完成。第4行UART_InitTypeDef 这个结构体类型包含一下内容，这些和标准库中串口初始化结构体的变量一样，

 typedef struct
{
  uint32_t BaudRate;                
   uint32_t WordLength;  
   uint32_t StopBits;                
   uint32_t Parity; 
   uint32_t Mode;                   
   uint32_t HwFlowCtl;             
   uint32_t OverSampling;             
 } UART_InitTypeDef;

   回调函数：我们真正需要处理的函数：串口接收中断回调、发送中断回调、定时器更新中断回调、输入捕获回调等待。

　　　　　　回调函数本质上是定义在结构体内部的函数指针，这些回调函数在库中以weak关键字若声明，大部分内部为空，需要我们实现。

  void (* TxHalfCpltCallback)(struct __UART_HandleTypeDef *huart);        /*!< UART Tx Half Complete Callback        */
  void (* TxCpltCallback)(struct __UART_HandleTypeDef *huart);            /*!< UART Tx Complete Callback             */
  void (* RxHalfCpltCallback)(struct __UART_HandleTypeDef *huart);        /*!< UART Rx Half Complete Callback        */
  void (* RxCpltCallback)(struct __UART_HandleTypeDef *huart);            /*!< UART Rx Complete Callback             */
  void (* ErrorCallback)(struct __UART_HandleTypeDef *huart);             /*!< UART Error Callback                   */
  void (* AbortCpltCallback)(struct __UART_HandleTypeDef *huart);         /*!< UART Abort Complete Callback          */
  void (* AbortTransmitCpltCallback)(struct __UART_HandleTypeDef *huart); /*!< UART Abort Transmit Complete Callback */
  void (* AbortReceiveCpltCallback)(struct __UART_HandleTypeDef *huart);  /*!< UART Abort Receive Complete Callback  */
  void (* WakeupCallback)(struct __UART_HandleTypeDef *huart);            /*!< UART Wakeup Callback                  */

  void (* MspInitCallback)(struct __UART_HandleTypeDef *huart);           /*!< UART Msp Init callback                */
  void (* MspDeInitCallback)(struct __UART_HandleTypeDef *huart);         /*!< UART Msp DeInit callback              */

   __weak 关键词：弱声明，如果我们定义了同名函数，则编译器使用我们编写的函数。有点像类中的构造函数，你若没写，则使用构造函数，若重写了，则覆盖系统提供的构造函数。

3.对比标准库，HAL库的架构和使用流程

HAL库中，首先在CubeMx中设置外设的基本配置，比如串口的波特率、字长，定时器的PSC、ARR。然后在生成的工程中处理回调函数。 

4.MSP函数

MSP函数是和CPU具体相关的配置。比如一个外设本身的配置在 外设名+Init函数中配置，比如串口的：

void MX_USART1_UART_Init(void)
{

  huart1.Instance = USART1;
  huart1.Init.BaudRate = 115200;
  huart1.Init.WordLength = UART_WORDLENGTH_8B;
  huart1.Init.StopBits = UART_STOPBITS_1;
  huart1.Init.Parity = UART_PARITY_NONE;
  huart1.Init.Mode = UART_MODE_TX_RX;
  huart1.Init.HwFlowCtl = UART_HWCONTROL_NONE;
  huart1.Init.OverSampling = UART_OVERSAMPLING_16;
  if (HAL_UART_Init(&huart1) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }

}

而与外设无关但是和CPU相关的配置，比如外设用到的GPIO引脚，这个引脚的配置是在MSP函数中配置：包括开时钟，配置GPIO引脚的模式、速度。

void HAL_UART_MspInit(UART_HandleTypeDef* uartHandle)
{

  GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};
  if(uartHandle->Instance==USART1)
  {
  /* USER CODE BEGIN USART1_MspInit 0 */

  /* USER CODE END USART1_MspInit 0 */
    /* USART1 clock enable */
    __HAL_RCC_USART1_CLK_ENABLE();
  
    __HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();
    /**USART1 GPIO Configuration    
    PA9     ------> USART1_TX
    PA10     ------> USART1_RX 
    */
    GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_9;
    GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_AF_PP;
    GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_HIGH;
    HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);

    GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_10;
    GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_INPUT;
    GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
    HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);

    /* USART1 interrupt Init */
    HAL_NVIC_SetPriority(USART1_IRQn, 0, 0);
    HAL_NVIC_EnableIRQ(USART1_IRQn);
  /* USER CODE BEGIN USART1_MspInit 1 */

  /* USER CODE END USART1_MspInit 1 */
  }
}

除了GPIO、RCC、NVIC这些CPU本身的东西，别的只要涉及到外设的配置，都会有两个函数完成初始化：TIMER、ADC等

MX_外设名_Init    //外设的具体配置
HAL_外设名_MspInit //外设和CPU连接的引脚配置

这样做的好处是方便移植，确实很方便。需要注意的是，

HAL_外设名_MspInit 函数被自动被 MX_外设名_Init调用。

4.注意事项：

4.1 打开sys下的debug，不然无法第二次下载程序

4.2自己的代码要写在每个begin和end之间，不然会被CubeMx重新生成的工程覆盖（丢失）

4.3修改外设配置最好从CubeMx中修改。由外设生成的代码，不要再MDK或IAR中直接修改，除非以后不想再使用这个工程的CubeMx配置工程