原文链接： https://blog.csdn.net/kouqi627/article/details/115620538

HAL库外设设计思想

HAL库借鉴面向对象的设计思想，将外设驱动封装为对象。

采用此种开发方式有以下特点：

• 屏蔽底层硬件：只需了解相关接口函数的功能和参数要求即可
• 提高开发效率：开发难度较小，开发周期较短，后期的维护升级、以及硬件平台的移植等工作量小
• 程序执行效率：由于考虑了程序的稳健性、扩充性和可移植性，程序代码比较繁琐和臃肿，执行效率较低

HAL库和Cube MX相结合

一、对外设的封装——句柄结构体

围绕着芯片设计的外设多种多样，功能也越来越多，为了能够统一管理这些外设，HAL库设计了统一的外设句柄数据类型PPP_HandleTypeDef(PPP代表外设名称)。如定时器句柄：

保护锁是HAL库提供的一种安全机制，以避免对外设的并发访问。

二、外设初始化

由上述的句柄结构体可知，我们需要定义一个外设句柄指针，并向其中填充参数，其中最重要的就是初始化参数，为此HAL库为不同的外设定义了不同的初始化结构体，且相同外设的不同功能也有不同的初始化结构，如定时器，有时基单元初始化结构体、输入初始化结构体和输出初始化结构体等，分别用于输入捕获和输出比较等不同功能。
初始化这一步骤使用CubeMX配置，可自动生成初始化代码，大大减少了开发难度。如下的初始化函数代码即由CubeMX自动生成的，带有MX前缀。

初始化结构体

代码如下（示例）：

初始化的逻辑

如我们在串口笔记中讲到的串口初始化过程，在HAL_PPP_Init()初始化函数中，将句柄结构中的初始化参数存入寄存器，即进行相关参数的传入赋值，然后调用HAL_PPP_MspInit()函数完成具体的时钟、引脚等资源初始化，完成围绕具体MCU的配置；MSP函数调用完成后，回到HAL_PPP_Init()函数调用现场，根据返回值情况进入下一步，最后完成外设初始化。
以串口为例：
代码如下（示例）：

三、外设使用逻辑

通用接口函数

初始化函数

通过上述的初始化步骤完成调用。

I/O操作函数

根据不同的功能使用，设计了三种不同的编程模型：轮询、中断和DMA。
以后缀区分，入口参数均为外设句柄的指针，其中轮询模式还需要传入超时时间参数。三种不同编程模型的具体实现可参考串口的三篇笔记。

控制函数

可以在使用中，动态的调节外设的参数，如中断及时钟。

状态参数

可以清除和查询一些标志位，获取外设的运行状态以及出错信息。

扩展接口函数

设计扩展接口函数可以兼顾STM32各产品系列的特有功能和扩展功能，兼顾同一个产品系列中不同芯片的特有功能。通过单独定义后续为ex的文件来实现。如stm32fxxx_hal_ppp_ex.h和stm32fxxx_hal_ppp_ex.c

总结

HAL库外设的使用步骤总结如下：

• 定义并填充PPP外设句柄结构体
• 如果遵循HAL库规范，通过HAL_MspInit()函数，实现外设底层资源的初始化，包括但不限于GPIO、时钟、DMA、中断等资源的初始化
• 调用HAL库的对应外设初始化函数，形如：HAL_PPP_Init()
• 初始化完成，开始使用外设

使用方法具体查看对应外设的HAL库驱动包中的说明：##### How to use this driver#####