標(biāo)題: 【NUCLEO-L476RG LL庫(kù)開發(fā)】STM32【LL庫(kù)】開發(fā)使用指南 [打印本頁(yè)]
作者: 51hei大小    時(shí)間: 2016-6-17 14:37
標(biāo)題: 【NUCLEO-L476RG LL庫(kù)開發(fā)】STM32【LL庫(kù)】開發(fā)使用指南

熟悉STM32的都知道ST官方提供了非常方便好用的庫(kù)函數(shù)供用戶使用，多數(shù)人都使用過(guò)STM32標(biāo)準(zhǔn)外設(shè)庫(kù)，STM32Cube庫(kù)(即HAL庫(kù))，這個(gè)LL庫(kù)是什么鬼，卻從來(lái)沒聽說(shuō)過(guò)。

好吧，我承認(rèn)這個(gè)名字是我自己XJB取的。。。。。。。。



一、       初識(shí)LL 庫(kù)

最近論壇發(fā)的STM32L476RGNucleo開發(fā)板到手了，準(zhǔn)備學(xué)習(xí)玩耍，當(dāng)然第一步就是下載資料，于是我下載STM32L4Cube 1.1.0版本，打開逐個(gè)查看，



好像和以前一樣的，沒什么特別嘛，于是準(zhǔn)備開始開發(fā)。。。
等等，好像還真發(fā)現(xiàn)了有點(diǎn)不一樣：



熟悉HAL庫(kù)的都知道，該庫(kù)的文件幾乎都是以stm32xxx_hal_xxx.h/.c命名的，為了和以前的標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)有個(gè)區(qū)分，上圖中那些是什么鬼？？？？？
前輩說(shuō)，遇到問題趕緊查手冊(cè)，于是我果斷打開STM32L4Cube庫(kù)的說(shuō)明手冊(cè)(UM1884):




原來(lái)這個(gè)東西叫做LowLayer APIs，作為英文渣渣表示實(shí)在不習(xí)慣洋里洋氣的高大上名字，于是擅自把他叫做【STM32LL庫(kù)】了(不服的你咬我�。�。

從這里看好像是說(shuō)這個(gè)東東比HAL庫(kù)更接近硬件，到底什么鬼，還不清楚。但是以前好像沒見過(guò)這個(gè)東西啊，就算是STM32L4Cube的1.0.0版本中都沒有。看看Cube發(fā)行歷史：






原來(lái)LL庫(kù)是在1.1.0版本才加上的，大概意思就是：
1.          LL APIs是寄存器級(jí)的編程，嗯，也就是我們常說(shuō)的直接操作寄存器吧。
2.          LL APIs適用于xxx等一大堆外設(shè)
3.          LL APIs函數(shù)全部定義為staticinline函數(shù)，放在對(duì)應(yīng)的頭文件中，用戶使用需要包含相關(guān)頭文件
4.          參考這兩個(gè)文檔
看看LL庫(kù)文件在Cube庫(kù)中的位置，有20多個(gè)文件，全部以stm32l4xx_ll_xxx.h命名：
STM32Cube_FW_L4_V1.1.0DriversSTM32L4xx_HAL_DriverInc



STM32L4是面向低功耗市場(chǎng)的，同時(shí)不失高性能，功耗和性能往往是兩個(gè)矛盾的東西，ST在硬件設(shè)計(jì)上想了各種辦法來(lái)實(shí)現(xiàn)兼顧低功耗高性能(例如各種低功耗模式，LP外設(shè)等)，而在軟件層面，程序也講求效率， LL庫(kù)全是直接操作寄存器，直接操作寄存器往往效率較高，而且函數(shù)定義為內(nèi)聯(lián)函數(shù)，調(diào)用函數(shù)時(shí)不是堆棧調(diào)用，而是直接把函數(shù)的代碼嵌入到調(diào)用的地方，利于提高代碼相率，我想這也是ST在STM32L4系列中推出這個(gè)直接操作寄存器的LL庫(kù)的原因之一吧。


二、       怎么使用LL庫(kù)

先看看手冊(cè)里怎么說(shuō)的，它有什么特點(diǎn)：



英文渣渣就不翻譯了，反正大概就是說(shuō)
LL庫(kù)更接近硬件層，對(duì)需要復(fù)雜上層協(xié)議棧的外設(shè)不適用，直接操作寄存器等等一大堆，到這里，可以看到它的使用方法：
1.        獨(dú)立使用，該庫(kù)完全獨(dú)立實(shí)現(xiàn)，可以完全拋開HAL庫(kù)，只用LL庫(kù)編程完成。
2.        混合使用，和HAL庫(kù)結(jié)合使用。
本人就常在編程的時(shí)候庫(kù)函數(shù)和寄存器操作混合，所以覺得混合使用應(yīng)該是不錯(cuò)的方式。
最后一段還說(shuō)到該庫(kù)不需要額外的內(nèi)存資源來(lái)存儲(chǔ)程序狀態(tài)，數(shù)據(jù)指針等東西，所有的操作都通過(guò)直接修改外設(shè)的寄存器來(lái)完成。
下面是手冊(cè)中對(duì)各個(gè)LL文件的描述：



就是講LL庫(kù)由5部分組成：每個(gè)外設(shè)對(duì)應(yīng)一個(gè)頭文件組成一部分，以及系統(tǒng)相關(guān)的bus，cortex，utils，system四個(gè)部分。

前面提到，要使用LL庫(kù)，需要包含對(duì)應(yīng)頭文件，各頭文件之間有如下關(guān)系：

看來(lái)，我們編程的時(shí)候只需要#include某外設(shè)的頭文件，就可以使用LL庫(kù)了，但是同時(shí)，系統(tǒng)啟動(dòng)文件，初始化文件等一系列不能少，具體講就是：

stm32l4xx.h
stm32l476xx.h
system_stm32l4xx.h
system_stm32l4xx.c
startup_stm32l476xx.s

這幾個(gè)文件，這在標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)，Cube庫(kù)都不曾變過(guò)的鐵律。

順便分享一下STM32L4Cube 庫(kù) 1.1.0版本和1.1.1版本的Pack 百度網(wǎng)盤下載地址：http://pan.baidu.com/s/1c0wjL5m

一樓二樓是具體使用方法。
已完，上傳文檔和工程模板：
STM32 LL庫(kù)使用指南.pdf (847.11 KB, 下載次數(shù): 125)
STM32L476_LL_工程模板.rar (768.3 KB, 下載次數(shù): 45)
三、      開發(fā)環(huán)境搭建—— 新建STM32LL庫(kù)工程模板
要開發(fā)首先要搭建開發(fā)環(huán)境，也就是簡(jiǎn)歷所謂的工程模板。由于獨(dú)立使用LL庫(kù)的情況下不能使用Cube來(lái)建立工程，所以需要手動(dòng)建立，這里的建工程方法和以前使用標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)建工程模板比較類似：
1.        準(zhǔn)備相關(guān)文件：
新建一個(gè)文件夾用來(lái)放所有的文件
把需要用到的相關(guān)文件全部復(fù)制過(guò)來(lái)：
首先是上一節(jié)說(shuō)到的幾個(gè)必不可少的文件
stm32l4xx.h,stm32l476xx.h,
system_stm32l4xx.h,system_stm32l4xx.c,
startup_stm32l476xx.s
這些文件都在STM32Cube_FW_L4_V1.1.0DriversCMSISDeviceSTSTM32L4xx文件夾下，為了方便查找，我保持了和庫(kù)文件中相同的文件夾結(jié)構(gòu)。如果閑麻煩，可以把STM32Cube_FW_L4_V1.1.0DriversCMSIS整個(gè)文件夾復(fù)制過(guò)來(lái)，該文件夾下的其他文件如Include文件夾里面的也需要用到。
然后把所有LL庫(kù)的文件復(fù)制過(guò)來(lái)，
STM32Cube_FW_L4_V1.1.0DriversSTM32L4xx_HAL_DriverInc文件夾下面所有stm32l4xx_ll_xxx.h命名的文件，也可以整個(gè)文件夾復(fù)制。

其實(shí)主要就是這兩個(gè)文件夾下面相關(guān)的一些文件復(fù)制過(guò)來(lái)就好。當(dāng)然一股腦全部粘貼過(guò)去也沒什么影響，就是工程大一點(diǎn)(henduo)。
最后建立Inc，Src，MDK-ARM文件夾放頭文件、源文件和工程文件，，stm32l4xx_it.h/.c這兩個(gè)文件其實(shí)也可以不要，因?yàn)槲覀兛梢园阎袛嗪瘮?shù)處理函數(shù)放在任何地方都可以，main.c/main.h自己新建或者復(fù)制個(gè)模板。
所有文件，文件夾名字都可以隨便取，這里只是為了保持和庫(kù)、Cube建立的工程文件結(jié)構(gòu)保持一致，所以取這些名字。
2.        好了，準(zhǔn)備工作做好了，開始建工程
打開Keil MDK，新建一個(gè)工程選擇型號(hào)STM32L4RG，在此之前需要確保已經(jīng)安裝了Keil STM32L4的Pack，不然新建工程的時(shí)候找不到對(duì)應(yīng)的型號(hào)。
然后往工程里添加剛剛準(zhǔn)備好的相關(guān)文件：


只需添加*.c和*.s文件，*.h文件設(shè)置頭文件包含路徑就行，也可以加到工程中方便查看。
接下來(lái)就是最重要的部分，工程設(shè)置：
有幾個(gè)主要地方需要設(shè)置，
1.      定義使用的芯片型號(hào) STM32L4xx

2.      設(shè)置文件包含路徑
..Inc                                                                                             //自己寫的頭文件路徑
..DriversCMSISInclude                                                        //關(guān)于Cortex的一些頭文件
..DriversCMSISDeviceSTSTM32L4xxInclude            // stm32l4xx.h,stm32l476xx.h等文件
..DriversSTM32L4xx_HAL_DriverInc                              //LL庫(kù)文件的路徑



3.      設(shè)置所用調(diào)試仿真器，使用Nucleo板載ST-Link
4.      

差不多就這些了，如果芯片型號(hào)選擇正確，pack安裝正確，其他的工程已經(jīng)默認(rèn)設(shè)置好，編譯一下無(wú)錯(cuò)誤無(wú)警告，下面就是真正的開發(fā)，寫代碼了。

趁中午休息把開發(fā)環(huán)境搭建好，晚上回去寫兩個(gè)簡(jiǎn)單例子，這篇帖子就算是完結(jié)了！

四、      LL庫(kù)  第一個(gè)程序——點(diǎn)亮LED

首先點(diǎn)亮LED來(lái)驗(yàn)證下工程設(shè)置，代碼編寫是否正確。

1.        包含頭文件
在main.c中
#include "main.h"

在main.h中
  1.     #include "stm32l4xx_ll_bus.h"
  2.     #include "stm32l4xx_ll_rcc.h"
  3.     #include "stm32l4xx_ll_system.h"
  4.     #include "stm32l4xx_ll_utils.h"
  5.     #include "stm32l4xx_ll_gpio.h"
  6.     #include "stm32l4xx_ll_exti.h"
復(fù)制代碼

包含需要使用的相關(guān)模塊，要用那些就包含哪些，不知道用哪幾個(gè)就全部包含進(jìn)去。

2.        配置時(shí)鐘
用這個(gè)LL庫(kù)開發(fā)STM32跟用標(biāo)準(zhǔn)外設(shè)庫(kù)很像，很類似，只不過(guò)封裝層次更低。首先第一步要配置時(shí)鐘，因?yàn)閱?dòng)文件里沒有默認(rèn)配置，這和STM32F1早期的標(biāo)準(zhǔn)外設(shè)庫(kù)一樣，不過(guò)較高版本和后來(lái)的系列就可以不用了(如果使用默認(rèn)配置的話)，啟動(dòng)文件里默認(rèn)配置了時(shí)鐘。怎么配置這里就不細(xì)說(shuō)了，看代碼應(yīng)該都能懂。
  1. __STATIC_INLINE void SystemClock_Config(void)
  2. {
  3.   LL_FLASH_SetLatency(LL_FLASH_LATENCY_4);
  4.   
  5.   LL_RCC_HSI_Enable();
  6.   while(LL_RCC_HSI_IsReady() != 1)
  7.   {
  8.   };
  9.   LL_RCC_PLL_ConfigDomain_SYS(LL_RCC_PLLSOURCE_HSI, LL_RCC_PLLM_DIV_1, 10, LL_RCC_PLLR_DIV_2);
  10.   LL_RCC_PLL_Enable();
  11.   LL_RCC_PLL_EnableDomain_SYS();
  12.   while(LL_RCC_PLL_IsReady() != 1) ;

  14.   LL_RCC_SetAHBPrescaler(LL_RCC_SYSCLK_DIV_1);
  15.   LL_RCC_SetSysClkSource(LL_RCC_SYS_CLKSOURCE_PLL);
  16.   while(LL_RCC_GetSysClkSource() != LL_RCC_SYS_CLKSOURCE_STATUS_PLL) ;
  17.   
  18.   LL_RCC_SetAPB1Prescaler(LL_RCC_APB1_DIV_1);
  19.   LL_RCC_SetAPB2Prescaler(LL_RCC_APB2_DIV_1);

  21.   LL_Init1msTick(80000000);

  23.   LL_SetSystemCoreClock(80000000);
  24. }
復(fù)制代碼

函數(shù)聲明為__STATIC_INLINE(即staticinline)是因?yàn)樵搸?kù)所有函數(shù)都是__STATIC_INLINE，前面提到這樣做不需要額外的內(nèi)存，因此這樣最是為了保持這一點(diǎn)。


3.        將LED對(duì)應(yīng)引腳PA5配置為推挽輸出模式
  1.     __STATIC_INLINE void Configure_GPIO(void)
  2.     {
  3.       LL_AHB2_GRP1_EnableClock(LL_AHB2_GRP1_PERIPH_GPIOA);

  5.       LL_GPIO_SetPinMode(GPIOA, LL_GPIO_PIN_5, LL_GPIO_MODE_OUTPUT);
  6.       LL_GPIO_SetPinOutputType(GPIOA, LL_GPIO_PIN_5,  LL_GPIO_OUTPUT_PUSHPULL);
  7.       LL_GPIO_SetPinSpeed(GPIOA, LL_GPIO_PIN_5,  LL_GPIO_SPEED_LOW);
  8.       LL_GPIO_SetPinPull(GPIOA, LL_GPIO_PIN_5,  LL_GPIO_PULL_NO);
  9.     }
復(fù)制代碼

4.        PA5輸出高電平，點(diǎn)亮LED
LL_GPIO_SetOutputPin(GPIOA, LL_GPIO_PIN_5);
5.        最后需要在主函數(shù)中依次調(diào)用上訴函數(shù)，編譯下載運(yùn)行即可看到Nulceo上的綠色LED被成功點(diǎn)亮了。
  1. int main(void)
  2. {
  3.   SystemClock_Config();
  4.   Configure_GPIO();
  5.   LL_GPIO_SetOutputPin(GPIOA, LL_GPIO_PIN_5);
  6.   while (1)
  7.   {        ;
  8.   }
  9. }
復(fù)制代碼

/*碎碎念：雖然已經(jīng)不知道這是第幾百還是第幾千次做點(diǎn)燈實(shí)驗(yàn)，依然還是不厭其煩啊，LED不愧是被稱為單片機(jī)屆的”Hello World!”*/

五、       添加其他程序功能

會(huì)了第一個(gè)程序，其他的就按照手冊(cè)講的寫就行了，再舉個(gè)簡(jiǎn)單的例子，利用按鍵中斷模式來(lái)控制LED的閃爍頻率。
只說(shuō)下大概步奏，不詳細(xì)說(shuō)明：將按鍵連接的引腳配置為中斷輸入模式，開啟中斷，配置中斷線，寫中斷服務(wù)函數(shù)來(lái)處理中斷。
  1.     __STATIC_INLINE void Configure_EXTI(void)
  2.     {
  3.       LL_AHB2_GRP1_EnableClock(LL_AHB2_GRP1_PERIPH_GPIOC);
  4.       LL_APB2_GRP1_EnableClock(LL_APB2_GRP1_PERIPH_SYSCFG);
  5.       LL_GPIO_SetPinMode(GPIOC, LL_GPIO_PIN_13, LL_GPIO_MODE_INPUT);
  6.       LL_GPIO_SetPinPull(GPIOC, LL_GPIO_PIN_13,   LL_GPIO_PULL_NO);
  7.       NVIC_EnableIRQ(EXTI15_10_IRQn);
  8.       NVIC_SetPriority(EXTI15_10_IRQn, 0);
  9.       LL_SYSCFG_SetEXTISource(LL_SYSCFG_EXTI_PORTC, LL_SYSCFG_EXTI_LINE13 );
  10.       LL_EXTI_EnableIT_0_31(LL_EXTI_LINE_13);
  11.       LL_EXTI_EnableFallingTrig_0_31(LL_EXTI_LINE_13);
  12.     }
復(fù)制代碼

在主函數(shù)調(diào)用Configure_EXTI()并添加代碼：
  1. while (1)
  2.   {
  3.     LL_GPIO_TogglePin(GPIOA, LL_GPIO_PIN_5);
  4.          if(i == 0)
  5.          {
  6.                    LL_mDelay(100);
  7.          }
  8.          else if(i == 1)
  9.          {
  10.                    LL_mDelay(500);
  11.          }
  12.          else
  13.          {
  14.                    LL_mDelay(1000);
  15.          }
  16.   }
復(fù)制代碼


實(shí)現(xiàn)功能：每按一次按鍵，LED改變一次閃爍頻率，間隔0.1s,0.5s,1s三種不同頻率循環(huán)閃爍。

最后，這個(gè)LL庫(kù)總體給人感覺是使用方法跟標(biāo)準(zhǔn)外設(shè)庫(kù)很像，但也有不同，前面也有提到，它全是直接操作寄存器，程序效率一定程度上會(huì)比較高，但使用起來(lái)有時(shí)候不一定那么方便，可移植性也不好，所以把它和HAL庫(kù)結(jié)合起來(lái)使用是最好的方式，在程序要求效率的地方就可以使用這些函數(shù)，而其他地方使用HAL庫(kù)，這也是我們常常使用的方法，只不過(guò)以前是使用HAL庫(kù)，需要的地方我們自己直接寫操作寄存器，而現(xiàn)在可以換成使用這個(gè)【LL庫(kù)】了。

上個(gè)IAR工程模板：
stm32L476.7z (2.24 MB, 下載次數(shù): 27)

作者: 一個(gè)名字而已    時(shí)間: 2017-12-22 11:21
不錯(cuò)的教程
作者: nhtwins    時(shí)間: 2018-10-25 06:09

不錯(cuò)的教程
作者: wdliming    時(shí)間: 2019-2-26 16:16
謝謝分享，LL比較底層了，多看看才能看懂了
作者: linda5150    時(shí)間: 2020-1-9 14:20
謝謝分享，這個(gè)應(yīng)該就是最精減的庫(kù)了吧。
作者: hellowC8051    時(shí)間: 2020-1-10 08:47
謝謝分享，值得一看
作者: li510746966    時(shí)間: 2021-8-12 09:49
支持一下。hal庫(kù), 串口到現(xiàn)在也是不太好



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