STM32之HAL、LL和标准库

引言

在STM32开发过程中，多数开发者更倾向于使用库函数而非直接操作寄存器。目前，STMicroelectronics提供了标准外设库、HAL库和LL库三种选择。本文将详细介绍这三种库，帮助大家更好地区分它们。

标准库

标准外设库（Standard Peripheral Library）是STMicroelectronics提供的最基础的库。它允许开发者直接访问STM32微控制器的底层寄存器和外设。标准库旨在提供高度的灵活性和低层次的硬件控制，适用于对性能和资源有严格要求的应用。使用标准库时，开发者需要手动编写大量底层代码，直接操作寄存器来配置和控制微控制器的功能。标准库适合性能要求高以及对代码大小和效率有严格要求的项目。

HAL库

硬件抽象层库（Hardware Abstraction Layer）是STMicroelectronics为了简化开发和提供更高层次的抽象而推出的。HAL库建立在标准库之上，提供了一组API函数，将底层硬件操作抽象为高级函数调用。开发者可以使用这些高级API函数来配置和控制微控制器的功能，而无需直接操作底层寄存器。HAL库提供了一种更易用和可移植的编程模型，减少了编写底层代码的需求。它支持多种开发板和外设，提供一致的接口，简化了代码的移植和复用。HAL库适用于大多数应用程序，特别是中等复杂性的项目。

LL库

低级别库（Low-Level Library）是STMicroelectronics在HAL库的基础上推出的更低层次的库。LL库提供了对底层寄存器和外设的更直接访问，并提供了一组低级别的API函数。LL库保留了更多的硬件细节，为开发者提供了更高的灵活性和控制。使用LL库，开发者可以编写更底层的代码，实现对微控制器和外设的精细控制。LL库适用于对性能和资源要求极高，以及对底层硬件控制有特殊需求的应用。

三者的关系

这三种库的出现顺序为标准库、HAL库、LL库。因此，如果在网上看到使用LL库编写的程序，通常是较新的项目，而使用标准库的程序则可能是较早的项目。以下是官方对这几种库的比较介绍：

虽然HAL库的移植性最佳，但也存在一些问题。例如，在串口收发时，由于HAL库中的中断接收和串口发送使用同一个互斥锁，可能会导致全双工变成半双工。而标准库和LL库则不存在这个问题。HAL库虽然存在一些问题，但其开发效率是最高的，具体使用效果因人而异。

总结

STMicroelectronics提供的标准库、HAL库和LL库各有其优势和特点。如果是移植较早的项目，通常需要使用标准库。而在新项目开发中，使用STM32CubeMX则必须使用HAL库和LL库。个人建议，现在最好使用HAL库和LL库进行开发，因为这是官方主推的库，并且CubeMX是一个非常好用的工具，仅支持HAL库和LL库。HAL库开发速度快，LL库开发稳定，两者结合使用效果最佳。