STM32 HAL库、标准外设库、LL库（STM32 Embedded Software）

zero99

STM32 Embedded Software

  工作以来一直使用ST的STM32系列芯片，ST为开发者提供了非常方便的开发库。到目前为止，有标准外设库(STD库)、HAL库、LL库 三种。前两者都是常用的库，后面的LL库是ST最近才添加，目前支持的芯片也偏少。各库如下所示：

  其中，STD库和HAL库两者相互独立，互不兼容。几种库的比较如下：

  目前几种库对不同芯片的支持情况如下：

上图中，LL库目前有部分芯片不支持，官方计划2017年逐步完善。



STM32Snippets

  它是代码示例的集合，直接基于STM32外设寄存器，可在文档和软件包中使用。由于处在最底层，因此需要开发者直接操作外设寄存器，对开发者要求比较高，通常针对于对汇编程序比较了解的资深嵌入式工程师！

注意：
1. 目前只在STM32F0和L0系列中有提供
2. 代码在不同ST芯片间没有可移植性
标准外设库（Standard Peripheral Libraries）

  标准外设库（Standard Peripherals Library）是对STM32芯片的一个完整的封装，包括所有标准器件外设的器件驱动器。这应该是目前使用最多的ST库。几乎全部使用C语言实现。但是，标准外设库也是针对某一系列芯片而言的，没有可移植性。
  相对于HAL库，标准外设库仍然接近于寄存器操作，主要就是将一些基本的寄存器操作封装成了C函数。开发者需要关注所使用的外设是在哪个总线之上，具体寄存器的配置等底层信息。

注意：不支持从STM32 L0，L4和F7开始的之后的STM32系列芯片
  ST为各系列提供的标准外设库稍微有些区别。例如，STM32F1x的库和STM32F3x的库在文件结构上就有些不同，此外，在内部的实现上也稍微有些区别，这个在具体使用（移植）时，需要注意一下！但是，不同系列之间的差别并不是很大，而且在设计上是相同的。STM32的标准外设库涵盖以下3个抽象级别：

包含位，位域和寄存器在内的完整的寄存器地址映射
涵盖所有外围功能（具有公共API的驱动器）的例程和数据结构的集合。
一组包含所有可用外设的示例，其中包含最常用的开发工具的模板项目。
关于更详细的信息，可以参考ST的官方文档，文档中对于标准外设库函数命名、文件结构等都有详细的说明。



STM32Cube

  ST为新的标准库注册了一个新商标：STMCube™。并且，ST专门为其开发了配套的桌面软件STMCubeMX，开发者可以直接使用该软件进行可视化配置，大大节省开发时间。
  这其中就包含了HAL库和最近新增的LL库。如下图：

  从上图不难看出，LL库和HAL库两者相互独立，只不过LL库更底层。



HAL库

  HAL是Hardware Abstraction Layer的缩写，中文名：硬件抽象层。HAL库是ST为STM32最新推出的抽象层嵌入式软件，可以更好的确保跨STM32产品的最大可移植性。该库提供了一整套一致的中间件组件，如RTOS，USB，TCP / IP和图形等。

  HAL库是基于一个非限制性的BSD许可协议（Berkeley Software Distribution）而发布的开源代码。 ST制作的中间件堆栈（USB主机和设备库，STemWin）带有允许轻松重用的许可模式， 只要是在ST公司的MCU 芯片上使用，库中的中间件(USB 主机/设备库,STemWin)协议栈即被允许随便修改，并可以反复使用。至于基于其它著名的开源解决方案商的中间件（FreeRTOS，FatFs，LwIP和PolarSSL）也都具有友好的用户许可条款。

  可以说HAL库就是用来取代之前的标准外设库的。相比标准外设库，STM32Cube HAL库表现出更高的抽象整合水平，HAL API集中关注各外设的公共函数功能，这样便于定义一套通用的用户友好的API函数接口，从而可以轻松实现从一个STM32产品移植到另一个不同的STM32系列产品。HAL库是ST未来主推的库，从前年开始ST新出的芯片已经没有STD库了，比如F7系列。目前，HAL库已经支持STM32全线产品。

  关于HAL库的详细介绍，可以参考后文 STM32 HAL库详解 及 手动移植



LL库

  LL库（Low Layer）是ST最近新增的库，与HAL捆绑发布，文档也是和HAL文档在一起的，比如：在STM32F3x的HAL库说明文档中，ST新增了LL库这一章节，但是在F2x的HAL文档中就没有。
  LL库更接近硬件层，对需要复杂上层协议栈的外设不适用，直接操作寄存器。其支持所有外设。使用方法：

独立使用，该库完全独立实现，可以完全抛开HAL库，只用LL库编程完成。
混合使用，和HAL库结合使用。
  LL库文件的命名方式和HAL库基本相同。LL库也是偶然间发现的，还没有使用过，后面先试试在完善！


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皇冠小熊猫

因为HAL效率的问题，研究起了LL库，然后发现LL库中关于GPIO初始化的函数 LL_GPIO_Init 和时钟配置的函数RCC_PLL_GetFreqDomain_SYS函数都有问题，LL_GPIO_Init函数没办法初始化GPIO_PIN_8 ~ GPIO_PIN_15（内部算法有问题）， RCC_PLL_GetFreqDomain_SYS函数在使用16M的外部晶振时获取的系统时钟频率是错的，会导致时钟配置错误和串口波特率计算错误等问题。。。
有这么多BUG的LL库不知道为什么ST都没有检查出来，难道真的没有人用过LL库吗？

王浩然

谢谢分享，占个沙发先

黑夜之狼

管它啥库，适合用就好

moyanming2013

总结的不错

Paderboy

ST大法好。。

黑皮男

通杀

alisa123

总结的很好，谢谢楼主分享！

zero99

moyanming2013 发表于 2017-7-3 11:20
总结的不错

谢谢捧场

还是看不穿

厉害！！谢谢分享

jcx0324

HAL用的很不舒服,效率实在是低,目前都是与寄存器操作结合使用