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文 /Edward
众所周知，ARM Cortex M 系列是 ARM 专门为单片机设计的内核。其中，STM32 系列的芯片可以算得上最成功的 ARM Cortex M 系列的芯片了。在最早期，ARM Cortex M 系列的核心刚用在单片机设计的时候，同时期也有很多厂商推出 ARM Cortex M 核心的单片机，但为什么 STM32 会如此之普及？其中的缘由，离不开当时意法半导体推出的方便的固件库。
为什么区区一个 STM32 的固件库可以有这么大的作用？这是因为早在 8 位机和 16 位机的时代，单片机内部的每一个外设的寄存器数量是有限的，我们即使一个一个去配置也没有多少工作量。但是 ARM Cortex M 核心，操作外设时需要配置的寄存器有很多，这样使用起来就会很麻烦。而意法半导体的固件库则可以将这些操作变得简单。
STD 库和 HAL 库之分
最早意法半导体推出的适配 STM32 的固件库被称为“STD 库”（标准库），我们用的最多的“STD 库”要属适配在 STM32F1 上面的“STM32F10x_StdPeriph_Lib_V3.5.0”，这个 3.5 版本的固件库到现在为止还是开发 STM32F1 系列单片机的首选。
同时期的 STM32 系列还包括了 F0，F1，F3，F4，L1 等子系列芯片，并且都为它们适配了“STD 库”。如图 1 所示。
图 1 STD 固件库的适配系列
大约到 2014 年左右，ST 在标准库的基础上又推出了 HAL 库。实际上，HAL 库和标准库本质上是一样的，都是提供底层硬件操作 API，而且在使用上也是大同小异。有过标准库基础的同学对 HAL 库的使用也很容易入手。个人认为 ST 官方之所以这几年大力推广 HAL 库，是因为 HAL 的结构更加容易整合 STM32Cube，而 STM32CubeMX 是 ST 这几年极力推荐的程序生成开发工具。所以这两年新出的 STM32 芯片，ST 直接只提供 HAL 库。在新型的 STM32 芯片中，用 HAL 库逐步淘汰标准库。
目前 STM32 所有的芯片都适配了 HAL 库。如同 2 所示。
图 2 HAL 库的适配系列
很多人从 STD 库转来做 HAL 库可能一开始觉得不习惯，但是配置起来其实和 STD 库也差不多。比较有意思的是，其实 HAL 库的代码可以直接使用 STM32CubeMX 这个软件来生成，STM32CubeMX 的操作方式非常简单，下面的内容就来介绍一些这个软件。
STM32CubeMX 安装
STM32CubeMX 是一个图形化的工具，也是配置和初始化 C 代码生成器（STM32 configuration and initialization C code generation），也就是自动生成开发初期关于芯片相关的一些初始化代码。
STM32CubeMX 的功能功能框图如图 3 所示。从图 3 中可以看得出，它包含了 STM32 所有系列的芯片，包含示例和样本（Examples and demos）、中间组件（Middleware Components）、硬件抽象层（Hardwaree abstraction layer）。
图 3 STM32CubeMX 简介
STM32CubeMX 的特性如下：
（1）直观的选择 STM32 微控制器。
（2）图形化配置单片机：
引脚状态显示
图形化配置时钟树
可以动态确定参数设置的外围和中间件模式和初始化
功耗预测
（3）STM32CubeMX 可以自动生成主流 IDE 的工程代码，支持的 IDE，如 IAR、KEIL、GCC。
（4）可独立使用或作为 Eclipse 插件使用。
STM32CubeMX 是 ST 意法半导体的主动原创工具，它可以减轻开发的时间和费用。STM32CubeMX 集成了一个全面的软件平台，支持 STM32 每一个系列的 MCU 开发。这个平台包括 STM32Cube HAL（一个 STM32 的抽象层集成软件，确保 STM32 系列最大的移植性）。再加上兼容的一套中间件（RTOS、USB、TCP/IP 和图形），所有内嵌软件组件附带了全套例程。
STM32CubeMX 软件是运行于 JRE 上面的软件，因此我们在安装 STM32CubeMX 这个软件之前，现需要安装 JRE。我们可以通过 ST 官网直接下载，JRE 也可以从 Oracle 官网上面下载，当然也可以通过如下的链接，或者扫描图 4 中的二维码。
链接：https://pan.baidu.com/s/1fSGZ5J6u0fpBsaRDUZjAzg
提取码：qvrh
图 4 STM32CubeMX 和 JRE 下载网盘二维码
安装步骤为：
(1) 安装“jre-8u271-windows-x64”，直接默认安装即可，如图 5 所示。
图 5 安装 JRE
注意，如果 JRE 没有安装成功，则会弹出如图 6 所示的警告。
图 6 未安装 JRE 弹出警告
(2) 解压“en.stm32cubemx_v6-1-0.zip”压缩文件，打开“en.stm32cubemx_v6-1-0”文件夹，然后双击运行“SetupSTM32CubeMX-6.1.0.exe”文件。接着直接勾选必要的选项，然后无脑点击下一步即可，如图 7 所示。
图 7 stm32cubemx 安装步骤
到此为止，stm32cubemx 软件就安装完成了，我们可以在桌面上看到 stm32cubemx 软件的快捷方式。如图 8 所示。
图 8 stm32cubemx 快捷方式
STM32CubeMX 使用步骤（1）双击打开“stm32cubemx”软件，我们就可以看到图 9 中显示的界面了。
图 9 STM32CubeMX 启动界面
（2）点击“File”->“New Project”用来创建一个新的工程，如图 10 所示。
图 10 创建新工程
注意，如果出现了图 10 中间的数据下载提示，并且长时间没有下载完成时，可以点击“Cancel”去取消本次下载，不会产生影响。
（3）接下来我们就可以在这个界面上面选择芯片了，如图 11 所示，我们例子中选择了“STM32F429NG”，选择好芯片之后，点击“Start Project”。
图 11 器件选择
（4）点击了“Start Project”之后，就会弹出如图 12 所示的界面，到此为止，我们就可以正式配置这个芯片的资源了。
图 12 配置功能区域划分
这个软件整体配置流程比较傻瓜，操作起来很方便，这里就不详细阐述了。
（5）配置好工程之后，就可以导出代码了，点击右上方的“GENERATE CODE”即可生成代码，如果你第一次运行该软件，系统是会下载安装一些软件依赖包，只需要耐心等待安装完成即可。如图 13 所示。
图 13 软件模型下载
（6）如果软件包下载完成，那么就会跳入代码生成选项界面，如图 14 所示。
图 14 工程配置
（7）工程配置完成之后，再点击一下右上方的“GENERATE CODE”，即可产生最终的代码，我们代开代码文件夹就可以看到 Keil 的工程文件了，如图 15 所示。
图 15 最终生成的 Keil 代码
STM32CubeMX 是一款非常不错的软件，相信有它的支持，一定会大大降低 STM32 系列单片机的开发难度。
下载ECAD模型
