入手STM32单片机的知识点总结
本文将以stm32f10x为例，对标准库开发进行概览。主要分为三块内容：
stm32系统结构
寄存器
通过点灯案例，详解如何基于标准库构建stm32工程
stm32系统结构
上图，stm32f10xxx系统结构。
内核ip
从结构框图上看，cortex-m3内部有若干个总线接口，以使cm3能同时取址和访内（访问内存），它们是：指令存储区总线（两条）、系统总线、私有外设总线。有两条代码存储区总线负责对代码存储区（即 flash 外设）的访问，分别是 i-code 总线和 d-code 总线。
i-code用于取指，d-code用于查表等操作，它们按最佳执行速度进行优化。
系统总线（system）用于访问内存和外设，覆盖的区域包括sram，片上外设，片外ram，片外扩展设备，以及系统级存储区的部分空间。
私有外设总线负责一部分私有外设的访问，主要就是访问调试组件。它们也在系统级存储区。
还有一个dma总线，从字面上看，dma是data memory access的意思，是一种连接内核和外设的桥梁，它可以访问外设、内存，传输不受cpu的控制，并且是双向通信。简而言之，这个家伙就是一个速度很快的且不受老大控制的数据搬运工。相关文章:详解stm32中的dma原理。
处理器外设（内核之外的外设）
从结构框图上看，stm32的外设有串口、定时器、io口、fsmc、sdio、spi、i2c等，这些外设按照速度的不同，分别挂载到ahb、apb2、apb1这三条总线上。
寄存器
什么是寄存器？寄存器是内置于各个ip外设中，是一种用于配置外设功能的存储器，并且有想对应的地址。一切库的封装始于映射。
是不是看的眼都花了，如果进行寄存器开发，就需要怼地址以及对寄存器进行字节赋值，不仅效率低而且容易出错。
库的存在就是为了解决这类问题，将代码语义化。语义化思想不仅仅是嵌入式有的，前端代码也在追求语义特性。
从点灯开始学习stm32
内核库文件分析
cor_cm3.h
这个头文件实现了：
内核结构体寄存器定义。
内核寄存器内存映射。
内存寄存器位定义。跟处理器相关的头文件stm32f10x.h实现的功能一样，一个是针对内核的寄存器，一个是针对内核之外，即处理器的寄存器。
misc.h
内核应用函数库头文件，对应stm32f10x_xxx.h。
misc.c
内核应用函数库文件，对应stm32f10x_xxx.c。在cm3这个内核里面还有一些功能组件，如nvic、scb、itm、mpu、coredebug，cm3带有非常丰富的功能组件，但是芯片厂商在设计mcu的时候有一些并不是非要不可的，是可裁剪的，比如mpu、itm等在stm32里面就没有。
其中nvic在每一个cm3内核的单片机中都会有，但都会被裁剪，只能是cm3 nvic的一个子集。在nvic里面还有一个systick，是一个系统定时器，可以提供时基，一般为操作系统定时器所用。misc.h和mics.c这两个文件提供了操作这些组件的函数，并可以在cm3内核单片机直接移植。
处理器外设库文件分析
startup_stm32f10x_hd.s
这个是由汇编编写的启动文件，是stm32上电启动的第一个程序，启动文件主要实现了
初始化堆栈指针 sp；
设置 pc 指针=reset_handler ；
设置向量表的地址，并 初始化向量表，向量表里面放的是 stm32 所有中断函数的入口地址
调用库函数 systeminit，把系统时钟配置成 72m，systeminit 在库文件 stytem_stm32f10x.c 中定义；
跳转到标号_main，最终去到 c 的世界。
system_stm32f10x.c
这个文件的作用是里面实现了各种常用的系统时钟设置函数，有72m，56m，48， 36，24，8m，我们使用的是是把系统时钟设置成72m。
stm32f10x.h
这个头文件非常重要，这个头文件实现了：
处理器外设寄存器的结构体定义。
处理器外设的内存映射。
处理器外设寄存器的位定义。
关于 1 和 2 我们在用寄存器点亮 led 的时候有讲解。
其中 3：处理器外设寄存器的位定义，这个非常重要，具体是什么意思？
我们知道一个寄存器有很多个位，每个位写 1 或者写 0 的功能都是不一样的，处理器外设寄存器的位定义就是把外设的每个寄存器的每一个位写 1 的 16 进制数定义成一个宏，宏名即用该位的名称表示，如果我们操作寄存器要开启某一个功能的话，就不用自己亲自去算这个值是多少，可以直接到这个头文件里面找。相关文章:c语言操作寄存器的常见手法。
我们以片上外设 adc 为例，假设我们要启动 adc 开始转换，根据手册我们知道是要控制 adc_cr2 寄存器的位 0：adon，即往位 0 写 1，即：
adc->cr2=0x00000001;
这是一般的操作方法。现在这个头文件里面有关于 adon 位的位定义：
#define adc_cr2_adon ((uint32_t)0x00000001)
有了这个位定义，我们刚刚的代码就变成了：
adc->cr2=adc_cr2_adon
stm32f10x_xxx.h
外设 xxx 应用函数库头文件，这里面主要定义了实现外设某一功能的结构体，比如通用定时器有很多功能，有定时功能，有输出比较功能，有输入捕捉功能，而通用定时器有非常多的寄存器要实现某一个功能。
比如定时功能，我们根本不知道具体要操作哪些寄存器，这个头文件就为我们打包好了要实现某一个功能的寄存器，是以机构体的形式定义的，比如通用定时器要实现一个定时的功能，我们只需要初始化 tim_timebaseinittypedef 这个结构体里面的成员即可，里面的成员就是定时所需要操作的寄存器。
有了这个头文件，我们就知道要实现某个功能需要操作哪些寄存器，然后再回手册中精度这些寄存器的说明即可。
stm32f10x_xxx.c
stm32f10x_xxx.c：外设 xxx 应用函数库，这里面写好了操作 xxx 外设的所有常用的函数，我们使用库编程的时候，使用的最多的就是这里的函数。
systeminit
工程中新建main.c 。
在此文件中编写main函数后直接编译会报错：
undefined symbol systeminit (referred from startup_stm32f10x_hd.o).
错误提示说systeminit没有定义。从分析启动文件startup_stm32f10x_hd.s时我们知道。
;reset handlerreset_handler procexport reset_handler [weak]import __main;import systeminit;ldr r0, =systeminitblx r0ldr r0, =__mainbx r0endp
汇编中；分号是注释的意思
第五行第六行代码reset_handler调用了systeminit该函数用来初始化系统时钟，而该函数是在库文件system_stm32f10x.c中实现的。我们重新写一个这样的函数也可以，把功能完整实现一遍，但是为了简单起见，我们在main文件里面定义一个systeminit空函数，为的是骗过编译器，把这个错误去掉。
关于配置系统时钟之后会出文章rcc时钟树详细介绍，主要配置时钟控制寄存器(rcc_cr)和时钟配置寄存器(rcc_cfgr)这两个寄存器，但最好是直接使用cubemx直接生成，因为它的配置过程有些冗长。
如果我们用的是库，那么有个库函数systeminit，会帮我们把系统时钟设置成72m。
现在我们没有使用库，那现在时钟是多少？答案是8m，当外部hse没有开启或者出现故障的时候，系统时钟由内部低速时钟lsi提供，现在我们是没有开启hse，所以系统默认的时钟是lsi=8m。
库封装层级
如图，达到第四层级便是我们所熟知的固件库或hal库的效果。当然库的编写还需要考虑许多问题，不止于这些内容。我们需要的是了解库封装的大概过程。
将库封装等级分为四级来介绍是为了有层次感，就像打怪升级一样，进行认知理解的升级。
我们都知道，操作gpio输出分三大步：
时钟控制：
stm32 外设很多，为了降低功耗，每个外设都对应着一个时钟，在系统复位的时候这些时钟都是被关闭的，如果想要外设工作，必须把相应的时钟打开。
stm32 的所有外设的时钟由一个专门的外设来管理，叫rcc（reset and clockcontrol），rcc 在stm32 参考手册的第六章。
stm32 的外设因为速率的不同，分别挂载到三条总系上：ahb、apb2、apb1，ahb为高速总线，apb2 次之，apb1 再次之。所以的io 口都挂载到apb2 总线上，属于高速外设。
模式配置：
这个由端口配置寄存器来控制。端口配置寄存器分为高低两个，每4bit 控制一个io 口，所以端口配置低寄存器：crl 控制这io 口的低8 位，端口配置高寄存器：crh控制这io 口的高8bit。
在4 位一组的控制位中，cnfy[1:0] 用来控制端口的输入输出，modey[1:0]用来控制输出模式的速率，又称驱动电路的响应速度，注意此处速率与程序无关，gpio引脚速度、翻转速度、输出速度区别输入有4种模式，输出有4种模式，我们在控制led 的时候选择通用推挽输出。
输出速率有三种模式：2m、10m、50m，这里我们选择2m。
电平控制：
stm32的io口比较复杂，如果要输出1和0，则要通过控制：端口输出数据寄存器odr来实现，odr 是：output data register的简写，在stm32里面，其寄存器的命名名称都是英文的简写，很容易记住。
从手册上我们知道odr是一个32位的寄存器，低16位有效，高16位保留。低16位对应着io0~io16，只要往相应的位置写入0或者1就可以输出低或者高电平。
第一层级：基地址宏定义
时钟控制：
在stm32中，每个外设都有一个起始地址，叫做外设基地址，外设的寄存器就以这个基地址为标准按照顺序排列，且每个寄存器32位，（后面作为结构体里面的成员正好内存对齐）。
查表看到时钟由apb2外设时钟使能寄存器(rcc_apb2enr)来控制，其中pb端口的时钟由该寄存器的位3写1使能。我们可以通过基地址+偏移量0x18，算出rcc_apb2enr的地址为：0x40021018。那么使能pb口的时钟代码则如下所示：
#define rcc_apb2enr *(volatile unsigned long *)0x40021018 // 开启端口b 时钟 rcc_apb2enr |= 1<<3;
模式配置：
同rcc_apb2enr一样，gpiob的起始地址是：0x4001 0c00，我们也可以算出gpio_crl的地址为：0x40010c00。那么设置pb0为通用推挽输出，输出速率为2m的代码则如下所示：
同上，从手册中我们看到odr寄存器的地址偏移是：0ch，可以算出gpiob_odr寄存器的地址是：0x4001 0c00 + 0x0c = 0x4001 0c0c。现在我们就可以定义gpiob_odr这个寄存器了，代码如下：
#define gpiob_odr *(volatile unsigned long *)0x40010c0c//pb0 输出低电平gpiob_odr = 0<<0;
第一层级：基地址宏定义完成用stm32控制一个led的完整代码：
#define rcc_apb2enr *(volatile unsigned long *)0x40021018#define gpiob_crl *(volatile unsigned long *)0x40010c00#define gpiob_odr *(volatile unsigned long *)0x40010c0cint main(void){ // 开启端口b 的时钟 rcc_apb2enr |= 1<<3; // 配置pb0 为通用推挽输出模式，速率为2m gpiob_crl = (2<<0) | (0<<2); // pb0 输出低电平，点亮led gpiob_odr = 0 这时pb0就输出了低电平，led就被点亮了。
如果要pb2输出低电平，则是：
gpiob->brr = 0x0004;
如果要pb3/4/5/6。。。。。。这些io输出低电平呢？
道理是一样的，只要往brr的相应位置赋不同的值即可。因为brr是一个16位的寄存器，位数比较多，赋值的时候容易出错，而且从赋值的16进制数字我们很难清楚的知道控制的是哪个io。
这时，我们是否可以把brr的每个位置1都用宏定义来实现，如gpio_pin_0就表示0x0001，gpio_pin_2就表示0x0004。只要我们定义一次，以后都可以使用，而且还见名知意。“位封装”（每一位的对应字节封装） 代码如下：
#define gpio_pin_0 ((uint16_t)0x0001) /*!< pin 0 selected */#define gpio_pin_1 ((uint16_t)0x0002) /*!< pin 1 selected */#define gpio_pin_2 ((uint16_t)0x0004) /*!< pin 2 selected */#define gpio_pin_3 ((uint16_t)0x0008) /*!< pin 3 selected */#define gpio_pin_4 ((uint16_t)0x0010) /*!< pin 4 selected */#define gpio_pin_5 ((uint16_t)0x0020) /*!< pin 5 selected */#define gpio_pin_6 ((uint16_t)0x0040) /*!< pin 6 selected */#define gpio_pin_7 ((uint16_t)0x0080) /*!< pin 7 selected */#define gpio_pin_8 ((uint16_t)0x0100) /*!< pin 8 selected */#define gpio_pin_9 ((uint16_t)0x0200) /*!< pin 9 selected */#define gpio_pin_10 ((uint16_t)0x0400) /*!< pin 10 selected */#define gpio_pin_11 ((uint16_t)0x0800) /*!< pin 11 selected */#define gpio_pin_12 ((uint16_t)0x1000) /*!< pin 12 selected */#define gpio_pin_13 ((uint16_t)0x2000) /*!< pin 13 selected */#define gpio_pin_14 ((uint16_t)0x4000) /*!< pin 14 selected */#define gpio_pin_15 ((uint16_t)0x8000) /*!< pin 15 selected */#define gpio_pin_all ((uint16_t)0xffff) /*!brr = gpio_pin_0;
如果同时让pb0/pb15输出低电平，用或运算，代码：
gpiob->brr = gpio_pin_0|gpio_pin_15;
为了不使main函数看起来冗余，上述库封装 的代码不应该放在main里面，因为其是跟gpio相关的，我们可以把这些宏放在一个单独的头文件里面。
在工程目录下新建stm32f10x_gpio.h，把封装代码放里面，然后把这个文件添加到工程里面。这时我们只需要在main.c里面包含这个头文件即可。
第四层级：基地址宏定义+结构体封装+“位封装”+函数封装
我们点亮led的时候，控制的是pb0这个io，如果led接到的是其他io，我们就需要把gpiob修改成其他的端口，其实这样修改起来也很快很方便。
但是为了提高程序的可读性和可移植性，我们是否可以编写一个专门的函数用来复位gpio的某个位，这个函数有两个形参，一个是gpiox（x=a...g），另外一个是gpio_pin（0...15），函数的主体则是根据形参gpiox 和gpio_pin来控制brr寄存器，代码如下：
void gpio_resetbits(gpio_typedef* gpiox, uint16_t gpio_pin){ gpiox->brr = gpio_pin;}
这时，pb0输出低电平，点亮led的代码就变成了：
gpio_resetbits(gpiob,gpio_pin_0);
同理， 我们可以控制bsrr这个寄存器来实现关闭led，代码如下：
// gpio 端口置位函数void gpio_setbits(gpio_typedef* gpiox, uint16_t gpio_pin){ gpiox->bsrr = gpio_pin;}
这时，pb0输出高电平，关闭led的代码就变成了：
gpio_setbits(gpiob,gpio_pin_0);
同样，因为这个函数是控制gpio的函数，我们可以新建一个专门的文件来放跟gpio有关的函数。相关文章:stm32中gpio工作原理详解。
在工程目录下新建stm32f10x_gpio.c，把gpio相关的函数放里面。这时我们是否发现刚刚新建了一个头文件stm32f10x_gpio.h，这两个文件存放的都是跟外设gpio相关的。
c文件里面的函数会用到h头文件里面的定义，这两个文件是相辅相成的，故我们在stm32f10x_gpio.c 文件中也包含stm32f10x_gpio.h这个头文件。别忘了把stm32f10x.h这个头文件也包含进去，因为有关寄存器的所有定义都在这个头文件里面。
如果我们写其他外设的函数，我们也应该跟gpio一样，新建两个文件专门来存函数，比如rcc这个外设我们可以新建stm32f10x_rcc.c和stm32f10x_rcc.h。其他外依葫芦画瓢即可。
实例编写
以上，是对库封住过程的概述，下面我们正在地使用库函数编写led程序。
①管理库的头文件
当我们开始调用库函数写代码的时候，有些库我们不需要，在编译的时候可以不编译，可以通过一个总的头文件stm32f10x_conf.h来控制，该头文件主要代码如下：
这里面包含了全部外设的头文件，点亮一个led我们只需要rcc和gpio 这两个外设的库函数即可，其中rcc控制的是时钟，gpio控制的具体的io口。所以其他外设库函数的头文件我们注释掉，当我们需要的时候就把相应头文件的注释去掉即可。
stm32f10x_conf.h这个头文件在stm32f10x.h这个头文件的最后面被包含，在第8296行：
#ifdef use_stdperiph_driver#include stm32f10x_conf.h#endif
代码的意思是，如果定义了use_stdperiph_driver这个宏的话，就包含stm32f10x_conf.h这个头文件。
我们在新建工程的时候，在魔术棒选项卡c/c++中，我们定义了use_stdperiph_driver 这个宏，所以stm32f10x_conf.h 这个头文件就被stm32f10x.h包含了，我们在写程序的时候只需要调用一个头文件：stm32f10x.h即可。
②编写led初始化函数
经过寄存器点亮led的操作，我们知道操作一个gpio输出的编程要点大概如下：
1、开启gpio的端口时钟
2、选择要具体控制的io口，即pin
3、选择io口输出的速率，即speed
4、选择io口输出的模式，即mode
5、输出高/低电平
stm32的时钟功能非常丰富，配置灵活，为了降低功耗，每个外设的时钟都可以独自的关闭和开启。stm32中跟时钟有关的功能都由rcc这个外设控制，rcc中有三个寄存器控制着所以外设时钟的开启和关闭：rcc_aphenr、rcc_apb2enr和rcc_apb1enr，ahb、apb2和apb1代表着三条总线，所有的外设都是挂载到这三条总线上，gpio属于高速的外设，挂载到apb2总线上，所以其时钟有rcc_apb2enr控制。
gpio 时钟控制
固件库函数：rcc_apb2periphclockcmd( rcc_apb2periph_gpiob, enable)函数的原型为：
void rcc_apb2periphclockcmd(uint32_t rcc_apb2periph, functionalstate newstate){/* check the parameters */ assert_param(is_rcc_apb2_periph(rcc_apb2periph)); assert_param(is_functional_state(newstate));if (newstate != disable) { rcc->apb2enr |= rcc_apb2periph; } else { rcc->apb2enr &= ~rcc_apb2periph; }}
当程序编译一次之后，把光标定位到函数/变量/宏定义处，按键盘的f12或鼠标右键的go to definition of，就可以找到原型。固件库的底层操作的就是rcc外设的apb2enr这个寄存器，宏rcc_apb2periph_gpiob的原型是：0x00000008，即（1 端口位清除寄存器brr是一个32位的寄存器，低十六位有效，对应着io0~io15，只能以字的形式操作，可以单独对某一个位操作，写1清0。
// pb0 输出低电平，点亮ledgpio_resetbits(gpiob, gpio_pin_0);
bsrr是一个32位的寄存器，低16位用于置位，写1有效，高16位用于复位，写1有效，相当于brr寄存器。高16位我们一般不用，而是操作brr这个寄存器，所以bsrr这个寄存器一般用来置位操作。
// pb0 输出高电平，熄灭ledgpio_setbits(gpiob, gpio_pin_0);
综上：固件库led gpio初始化函数。
void led_gpio_config(void){// 定义一个gpio_inittypedef 类型的结构体 gpio_inittypedef gpio_initstructure;// 开启gpiob 的时钟 rcc_apb2periphclockcmd( rcc_apb2periph_gpiob, enable);// 选择要控制的io 口 gpio_initstructure.gpio_pin = gpio_pin_0;// 设置引脚为推挽输出 gpio_initstructure.gpio_mode = gpio_mode_out_pp;// 设置引脚速率为50mhz gpio_initstructure.gpio_speed = gpio_speed_50mhz;/*调用库函数，初始化gpiob0*/ gpio_init(gpiob, &gpio_initstructure);// 关闭led gpio_setbits(gpiob, gpio_pin_0);}
主函数
#include stm32f10x.hvoid soft_delay(__io uint32_t ncount);void led_gpio_config(void);int main(void){// 程序来到main 函数之前，启动文件：statup_stm32f10x_hd.s 已经调用// systeminit()函数把系统时钟初始化成72mhz// systeminit()在system_stm32f10x.c 中定义// 如果用户想修改系统时钟，可自行编写程序修改 led_gpio_config();while ( 1 ) {// 点亮led gpio_resetbits(gpiob, gpio_pin_0); time_delay(0x0fffff);// 熄灭led gpio_setbits(gpiob, gpio_pin_0); time_delay(0x0fffff); }}// 简陋的软件延时函数void time_delay(volatile uint32_t count){for (; count != 0; count--);}
注意void time_delay(volatile uint32_t count)只是一个简陋的软件延时函数，如果小伙伴们有兴趣可以看一看multitimer，它是一个软件定时器扩展模块，可无限扩展所需的定时器任务，取代传统的标志位判断方式， 更优雅更便捷地管理程序的时间触发时序。
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上图，stm32f10xxx系统结构。
内核ip
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i-code用于取指，d-code用于查表等操作，它们按最佳执行速度进行优化。
系统总线（system）用于访问内存和外设，覆盖的区域包括sram，片上外设，片外ram，片外扩展设备，以及系统级存储区的部分空间。
私有外设总线负责一部分私有外设的访问，主要就是访问调试组件。它们也在系统级存储区。
还有一个dma总线，从字面上看，dma是data memory access的意思，是一种连接内核和外设的桥梁，它可以访问外设、内存，传输不受cpu的控制，并且是双向通信。简而言之，这个家伙就是一个速度很快的且不受老大控制的数据搬运工。相关文章:详解stm32中的dma原理。
处理器外设（内核之外的外设）
从结构框图上看，stm32的外设有串口、定时器、io口、fsmc、sdio、spi、i2c等，这些外设按照速度的不同，分别挂载到ahb、apb2、apb1这三条总线上。
寄存器
什么是寄存器？寄存器是内置于各个ip外设中，是一种用于配置外设功能的存储器，并且有想对应的地址。一切库的封装始于映射。
是不是看的眼都花了，如果进行寄存器开发，就需要怼地址以及对寄存器进行字节赋值，不仅效率低而且容易出错。
库的存在就是为了解决这类问题，将代码语义化。语义化思想不仅仅是嵌入式有的，前端代码也在追求语义特性。
从点灯开始学习stm32
内核库文件分析
cor_cm3.h
这个头文件实现了：
内核结构体寄存器定义。
内核寄存器内存映射。
内存寄存器位定义。跟处理器相关的头文件stm32f10x.h实现的功能一样，一个是针对内核的寄存器，一个是针对内核之外，即处理器的寄存器。
misc.h
内核应用函数库头文件，对应stm32f10x_xxx.h。
misc.c
内核应用函数库文件，对应stm32f10x_xxx.c。在cm3这个内核里面还有一些功能组件，如nvic、scb、itm、mpu、coredebug，cm3带有非常丰富的功能组件，但是芯片厂商在设计mcu的时候有一些并不是非要不可的，是可裁剪的，比如mpu、itm等在stm32里面就没有。
其中nvic在每一个cm3内核的单片机中都会有，但都会被裁剪，只能是cm3 nvic的一个子集。在nvic里面还有一个systick，是一个系统定时器，可以提供时基，一般为操作系统定时器所用。misc.h和mics.c这两个文件提供了操作这些组件的函数，并可以在cm3内核单片机直接移植。
处理器外设库文件分析
startup_stm32f10x_hd.s
这个是由汇编编写的启动文件，是stm32上电启动的第一个程序，启动文件主要实现了
初始化堆栈指针 sp；
设置 pc 指针=reset_handler ；
设置向量表的地址，并 初始化向量表，向量表里面放的是 stm32 所有中断函数的入口地址
调用库函数 systeminit，把系统时钟配置成 72m，systeminit 在库文件 stytem_stm32f10x.c 中定义；
跳转到标号_main，最终去到 c 的世界。
system_stm32f10x.c
这个文件的作用是里面实现了各种常用的系统时钟设置函数，有72m，56m，48， 36，24，8m，我们使用的是是把系统时钟设置成72m。
stm32f10x.h
这个头文件非常重要，这个头文件实现了：
处理器外设寄存器的结构体定义。
处理器外设的内存映射。
处理器外设寄存器的位定义。
关于 1 和 2 我们在用寄存器点亮 led 的时候有讲解。
其中 3：处理器外设寄存器的位定义，这个非常重要，具体是什么意思？
我们知道一个寄存器有很多个位，每个位写 1 或者写 0 的功能都是不一样的，处理器外设寄存器的位定义就是把外设的每个寄存器的每一个位写 1 的 16 进制数定义成一个宏，宏名即用该位的名称表示，如果我们操作寄存器要开启某一个功能的话，就不用自己亲自去算这个值是多少，可以直接到这个头文件里面找。相关文章:c语言操作寄存器的常见手法。
我们以片上外设 adc 为例，假设我们要启动 adc 开始转换，根据手册我们知道是要控制 adc_cr2 寄存器的位 0：adon，即往位 0 写 1，即：
adc->cr2=0x00000001;
这是一般的操作方法。现在这个头文件里面有关于 adon 位的位定义：
#define adc_cr2_adon ((uint32_t)0x00000001)
有了这个位定义，我们刚刚的代码就变成了：
adc->cr2=adc_cr2_adon
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比如定时功能，我们根本不知道具体要操作哪些寄存器，这个头文件就为我们打包好了要实现某一个功能的寄存器，是以机构体的形式定义的，比如通用定时器要实现一个定时的功能，我们只需要初始化 tim_timebaseinittypedef 这个结构体里面的成员即可，里面的成员就是定时所需要操作的寄存器。
有了这个头文件，我们就知道要实现某个功能需要操作哪些寄存器，然后再回手册中精度这些寄存器的说明即可。
stm32f10x_xxx.c
stm32f10x_xxx.c：外设 xxx 应用函数库，这里面写好了操作 xxx 外设的所有常用的函数，我们使用库编程的时候，使用的最多的就是这里的函数。
systeminit
工程中新建main.c 。
在此文件中编写main函数后直接编译会报错：
undefined symbol systeminit (referred from startup_stm32f10x_hd.o).
错误提示说systeminit没有定义。从分析启动文件startup_stm32f10x_hd.s时我们知道。
;reset handlerreset_handler procexport reset_handler [weak]import __main;import systeminit;ldr r0, =systeminitblx r0ldr r0, =__mainbx r0endp
汇编中；分号是注释的意思
第五行第六行代码reset_handler调用了systeminit该函数用来初始化系统时钟，而该函数是在库文件system_stm32f10x.c中实现的。我们重新写一个这样的函数也可以，把功能完整实现一遍，但是为了简单起见，我们在main文件里面定义一个systeminit空函数，为的是骗过编译器，把这个错误去掉。
关于配置系统时钟之后会出文章rcc时钟树详细介绍，主要配置时钟控制寄存器(rcc_cr)和时钟配置寄存器(rcc_cfgr)这两个寄存器，但最好是直接使用cubemx直接生成，因为它的配置过程有些冗长。
如果我们用的是库，那么有个库函数systeminit，会帮我们把系统时钟设置成72m。
现在我们没有使用库，那现在时钟是多少？答案是8m，当外部hse没有开启或者出现故障的时候，系统时钟由内部低速时钟lsi提供，现在我们是没有开启hse，所以系统默认的时钟是lsi=8m。
库封装层级
如图，达到第四层级便是我们所熟知的固件库或hal库的效果。当然库的编写还需要考虑许多问题，不止于这些内容。我们需要的是了解库封装的大概过程。
将库封装等级分为四级来介绍是为了有层次感，就像打怪升级一样，进行认知理解的升级。
我们都知道，操作gpio输出分三大步：
时钟控制：
stm32 外设很多，为了降低功耗，每个外设都对应着一个时钟，在系统复位的时候这些时钟都是被关闭的，如果想要外设工作，必须把相应的时钟打开。
stm32 的所有外设的时钟由一个专门的外设来管理，叫rcc（reset and clockcontrol），rcc 在stm32 参考手册的第六章。
stm32 的外设因为速率的不同，分别挂载到三条总系上：ahb、apb2、apb1，ahb为高速总线，apb2 次之，apb1 再次之。所以的io 口都挂载到apb2 总线上，属于高速外设。
模式配置：
这个由端口配置寄存器来控制。端口配置寄存器分为高低两个，每4bit 控制一个io 口，所以端口配置低寄存器：crl 控制这io 口的低8 位，端口配置高寄存器：crh控制这io 口的高8bit。
在4 位一组的控制位中，cnfy[1:0] 用来控制端口的输入输出，modey[1:0]用来控制输出模式的速率，又称驱动电路的响应速度，注意此处速率与程序无关，gpio引脚速度、翻转速度、输出速度区别输入有4种模式，输出有4种模式，我们在控制led 的时候选择通用推挽输出。
输出速率有三种模式：2m、10m、50m，这里我们选择2m。
电平控制：
stm32的io口比较复杂，如果要输出1和0，则要通过控制：端口输出数据寄存器odr来实现，odr 是：output data register的简写，在stm32里面，其寄存器的命名名称都是英文的简写，很容易记住。
从手册上我们知道odr是一个32位的寄存器，低16位有效，高16位保留。低16位对应着io0~io16，只要往相应的位置写入0或者1就可以输出低或者高电平。
第一层级：基地址宏定义
时钟控制：
在stm32中，每个外设都有一个起始地址，叫做外设基地址，外设的寄存器就以这个基地址为标准按照顺序排列，且每个寄存器32位，（后面作为结构体里面的成员正好内存对齐）。
查表看到时钟由apb2外设时钟使能寄存器(rcc_apb2enr)来控制，其中pb端口的时钟由该寄存器的位3写1使能。我们可以通过基地址+偏移量0x18，算出rcc_apb2enr的地址为：0x40021018。那么使能pb口的时钟代码则如下所示：
#define rcc_apb2enr *(volatile unsigned long *)0x40021018 // 开启端口b 时钟 rcc_apb2enr |= 1<<3;
模式配置：
同rcc_apb2enr一样，gpiob的起始地址是：0x4001 0c00，我们也可以算出gpio_crl的地址为：0x40010c00。那么设置pb0为通用推挽输出，输出速率为2m的代码则如下所示：
同上，从手册中我们看到odr寄存器的地址偏移是：0ch，可以算出gpiob_odr寄存器的地址是：0x4001 0c00 + 0x0c = 0x4001 0c0c。现在我们就可以定义gpiob_odr这个寄存器了，代码如下：
#define gpiob_odr *(volatile unsigned long *)0x40010c0c//pb0 输出低电平gpiob_odr = 0<<0;
第一层级：基地址宏定义完成用stm32控制一个led的完整代码：
#define rcc_apb2enr *(volatile unsigned long *)0x40021018#define gpiob_crl *(volatile unsigned long *)0x40010c00#define gpiob_odr *(volatile unsigned long *)0x40010c0cint main(void){ // 开启端口b 的时钟 rcc_apb2enr |= 1<<3; // 配置pb0 为通用推挽输出模式，速率为2m gpiob_crl = (2<<0) | (0<<2); // pb0 输出低电平，点亮led gpiob_odr = 0
如果要pb2输出低电平，则是：
gpiob->brr = 0x0004;
如果要pb3/4/5/6。。。。。。这些io输出低电平呢？
道理是一样的，只要往brr的相应位置赋不同的值即可。因为brr是一个16位的寄存器，位数比较多，赋值的时候容易出错，而且从赋值的16进制数字我们很难清楚的知道控制的是哪个io。
这时，我们是否可以把brr的每个位置1都用宏定义来实现，如gpio_pin_0就表示0x0001，gpio_pin_2就表示0x0004。只要我们定义一次，以后都可以使用，而且还见名知意。“位封装”（每一位的对应字节封装） 代码如下：
#define gpio_pin_0 ((uint16_t)0x0001) /*!< pin 0 selected */#define gpio_pin_1 ((uint16_t)0x0002) /*!< pin 1 selected */#define gpio_pin_2 ((uint16_t)0x0004) /*!< pin 2 selected */#define gpio_pin_3 ((uint16_t)0x0008) /*!< pin 3 selected */#define gpio_pin_4 ((uint16_t)0x0010) /*!< pin 4 selected */#define gpio_pin_5 ((uint16_t)0x0020) /*!< pin 5 selected */#define gpio_pin_6 ((uint16_t)0x0040) /*!< pin 6 selected */#define gpio_pin_7 ((uint16_t)0x0080) /*!< pin 7 selected */#define gpio_pin_8 ((uint16_t)0x0100) /*!< pin 8 selected */#define gpio_pin_9 ((uint16_t)0x0200) /*!< pin 9 selected */#define gpio_pin_10 ((uint16_t)0x0400) /*!< pin 10 selected */#define gpio_pin_11 ((uint16_t)0x0800) /*!< pin 11 selected */#define gpio_pin_12 ((uint16_t)0x1000) /*!< pin 12 selected */#define gpio_pin_13 ((uint16_t)0x2000) /*!< pin 13 selected */#define gpio_pin_14 ((uint16_t)0x4000) /*!< pin 14 selected */#define gpio_pin_15 ((uint16_t)0x8000) /*!< pin 15 selected */#define gpio_pin_all ((uint16_t)0xffff) /*!brr = gpio_pin_0;
如果同时让pb0/pb15输出低电平，用或运算，代码：
gpiob->brr = gpio_pin_0|gpio_pin_15;
为了不使main函数看起来冗余，上述库封装 的代码不应该放在main里面，因为其是跟gpio相关的，我们可以把这些宏放在一个单独的头文件里面。
在工程目录下新建stm32f10x_gpio.h，把封装代码放里面，然后把这个文件添加到工程里面。这时我们只需要在main.c里面包含这个头文件即可。
第四层级：基地址宏定义+结构体封装+“位封装”+函数封装
我们点亮led的时候，控制的是pb0这个io，如果led接到的是其他io，我们就需要把gpiob修改成其他的端口，其实这样修改起来也很快很方便。
但是为了提高程序的可读性和可移植性，我们是否可以编写一个专门的函数用来复位gpio的某个位，这个函数有两个形参，一个是gpiox（x=a...g），另外一个是gpio_pin（0...15），函数的主体则是根据形参gpiox 和gpio_pin来控制brr寄存器，代码如下：
void gpio_resetbits(gpio_typedef* gpiox, uint16_t gpio_pin){ gpiox->brr = gpio_pin;}
这时，pb0输出低电平，点亮led的代码就变成了：
gpio_resetbits(gpiob,gpio_pin_0);
同理， 我们可以控制bsrr这个寄存器来实现关闭led，代码如下：
// gpio 端口置位函数void gpio_setbits(gpio_typedef* gpiox, uint16_t gpio_pin){ gpiox->bsrr = gpio_pin;}
这时，pb0输出高电平，关闭led的代码就变成了：
gpio_setbits(gpiob,gpio_pin_0);
同样，因为这个函数是控制gpio的函数，我们可以新建一个专门的文件来放跟gpio有关的函数。相关文章:stm32中gpio工作原理详解。
在工程目录下新建stm32f10x_gpio.c，把gpio相关的函数放里面。这时我们是否发现刚刚新建了一个头文件stm32f10x_gpio.h，这两个文件存放的都是跟外设gpio相关的。
c文件里面的函数会用到h头文件里面的定义，这两个文件是相辅相成的，故我们在stm32f10x_gpio.c 文件中也包含stm32f10x_gpio.h这个头文件。别忘了把stm32f10x.h这个头文件也包含进去，因为有关寄存器的所有定义都在这个头文件里面。
如果我们写其他外设的函数，我们也应该跟gpio一样，新建两个文件专门来存函数，比如rcc这个外设我们可以新建stm32f10x_rcc.c和stm32f10x_rcc.h。其他外依葫芦画瓢即可。
实例编写
以上，是对库封住过程的概述，下面我们正在地使用库函数编写led程序。
①管理库的头文件
当我们开始调用库函数写代码的时候，有些库我们不需要，在编译的时候可以不编译，可以通过一个总的头文件stm32f10x_conf.h来控制，该头文件主要代码如下：
这里面包含了全部外设的头文件，点亮一个led我们只需要rcc和gpio 这两个外设的库函数即可，其中rcc控制的是时钟，gpio控制的具体的io口。所以其他外设库函数的头文件我们注释掉，当我们需要的时候就把相应头文件的注释去掉即可。
stm32f10x_conf.h这个头文件在stm32f10x.h这个头文件的最后面被包含，在第8296行：
#ifdef use_stdperiph_driver#include stm32f10x_conf.h#endif
代码的意思是，如果定义了use_stdperiph_driver这个宏的话，就包含stm32f10x_conf.h这个头文件。
我们在新建工程的时候，在魔术棒选项卡c/c++中，我们定义了use_stdperiph_driver 这个宏，所以stm32f10x_conf.h 这个头文件就被stm32f10x.h包含了，我们在写程序的时候只需要调用一个头文件：stm32f10x.h即可。
②编写led初始化函数
经过寄存器点亮led的操作，我们知道操作一个gpio输出的编程要点大概如下：
1、开启gpio的端口时钟
2、选择要具体控制的io口，即pin
3、选择io口输出的速率，即speed
4、选择io口输出的模式，即mode
5、输出高/低电平
stm32的时钟功能非常丰富，配置灵活，为了降低功耗，每个外设的时钟都可以独自的关闭和开启。stm32中跟时钟有关的功能都由rcc这个外设控制，rcc中有三个寄存器控制着所以外设时钟的开启和关闭：rcc_aphenr、rcc_apb2enr和rcc_apb1enr，ahb、apb2和apb1代表着三条总线，所有的外设都是挂载到这三条总线上，gpio属于高速的外设，挂载到apb2总线上，所以其时钟有rcc_apb2enr控制。
gpio 时钟控制
固件库函数：rcc_apb2periphclockcmd( rcc_apb2periph_gpiob, enable)函数的原型为：
void rcc_apb2periphclockcmd(uint32_t rcc_apb2periph, functionalstate newstate){/* check the parameters */ assert_param(is_rcc_apb2_periph(rcc_apb2periph)); assert_param(is_functional_state(newstate));if (newstate != disable) { rcc->apb2enr |= rcc_apb2periph; } else { rcc->apb2enr &= ~rcc_apb2periph; }}
当程序编译一次之后，把光标定位到函数/变量/宏定义处，按键盘的f12或鼠标右键的go to definition of，就可以找到原型。固件库的底层操作的就是rcc外设的apb2enr这个寄存器，宏rcc_apb2periph_gpiob的原型是：0x00000008，即（1
// pb0 输出低电平，点亮ledgpio_resetbits(gpiob, gpio_pin_0);
bsrr是一个32位的寄存器，低16位用于置位，写1有效，高16位用于复位，写1有效，相当于brr寄存器。高16位我们一般不用，而是操作brr这个寄存器，所以bsrr这个寄存器一般用来置位操作。
// pb0 输出高电平，熄灭ledgpio_setbits(gpiob, gpio_pin_0);
综上：固件库led gpio初始化函数。
void led_gpio_config(void){// 定义一个gpio_inittypedef 类型的结构体 gpio_inittypedef gpio_initstructure;// 开启gpiob 的时钟 rcc_apb2periphclockcmd( rcc_apb2periph_gpiob, enable);// 选择要控制的io 口 gpio_initstructure.gpio_pin = gpio_pin_0;// 设置引脚为推挽输出 gpio_initstructure.gpio_mode = gpio_mode_out_pp;// 设置引脚速率为50mhz gpio_initstructure.gpio_speed = gpio_speed_50mhz;/*调用库函数，初始化gpiob0*/ gpio_init(gpiob, &gpio_initstructure);// 关闭led gpio_setbits(gpiob, gpio_pin_0);}
主函数
#include stm32f10x.hvoid soft_delay(__io uint32_t ncount);void led_gpio_config(void);int main(void){// 程序来到main 函数之前，启动文件：statup_stm32f10x_hd.s 已经调用// systeminit()函数把系统时钟初始化成72mhz// systeminit()在system_stm32f10x.c 中定义// 如果用户想修改系统时钟，可自行编写程序修改 led_gpio_config();while ( 1 ) {// 点亮led gpio_resetbits(gpiob, gpio_pin_0); time_delay(0x0fffff);// 熄灭led gpio_setbits(gpiob, gpio_pin_0); time_delay(0x0fffff); }}// 简陋的软件延时函数void time_delay(volatile uint32_t count){for (; count != 0; count--);}
注意void time_delay(volatile uint32_t count)只是一个简陋的软件延时函数，如果小伙伴们有兴趣可以看一看multitimer，它是一个软件定时器扩展模块，可无限扩展所需的定时器任务，取代传统的标志位判断方式， 更优雅更便捷地管理程序的时间触发时序。
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