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STM32Cube LL库的巧妙之处

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描述

STM32的标准外设库、HAL、LL软件库,都有很多巧妙之处值得大家借鉴。

今天讲讲STM32Cbue LL库中巧妙运用“静态内联”使代码更高效。

1、写在前面

有些应用要求MCU能高效处理,特别是跑一些算法时,对CPU执行效率要求较高。

网上有很多文章说STM32Cube HAL执行效率不高,代码量大等问题,导致很多还没有入门,或初学的读者就产生各种各样的疑惑。

说实话,HAL相对标准外设库来说确实存在代码效率不高、代码量大灯这些问题,那么与之对应的STM32Cube LL恰好避免了这样的问题。

2、LL能高效的原因

简单总结一下原因:巧妙运用C语言静态、内联函数直接操作寄存器。

当然,这是其中重要的原因,还有一些其它原因,这里暂不描述。

你会在LL库.h文件中发现大量类似,静态、内联函数直接读写寄存器的函数。

比如读写IO口:

 

__STATIC_INLINE uint32_t LL_GPIO_ReadOutputPort(GPIO_TypeDef *GPIOx)
{
  return (uint32_t)(READ_REG(GPIOx->ODR));
}

__STATIC_INLINE void LL_GPIO_SetOutputPin(GPIO_TypeDef *GPIOx, uint32_t PinMask)
{
  WRITE_REG(GPIOx->BSRR, (PinMask >> GPIO_PIN_MASK_POS)   0x0000FFFFU);
}

 

其中__STATIC_INLINE,就是静态、内联:

 

#define __STATIC_INLINE  static __inline

 

而读写位的定义:

cpu

这里面的宏定义,在众多外设.h中都在调用。比如使能USART:

LL库使能USART:

 

__STATIC_INLINE void LL_USART_Enable(USART_TypeDef *USARTx)
{
  SET_BIT(USARTx->CR1, USART_CR1_UE);
}

 

标准外设库使能USART:

 

void USART_Cmd(USART_TypeDef* USARTx, FunctionalState NewState)
{
  /* Check the parameters */
  assert_param(IS_USART_ALL_PERIPH(USARTx));
  assert_param(IS_FUNCTIONAL_STATE(NewState));

  if (NewState != DISABLE)
  {
    /* Enable the selected USART by setting the UE bit in the CR1 register */
    USARTx->CR1 |= USART_CR1_UE;
  }
  else
  {
    /* Disable the selected USART by clearing the UE bit in the CR1 register */
    USARTx->CR1  = (uint16_t)~((uint16_t)USART_CR1_UE);
  }
}

 

通过对比,你会明显发现:LL库的执行效率更高。

3、什么是内联函数

写到这里,就可能有读者会问:什么是内联函数?

内联函数是一种编程语言结构,用来建议编译器对一些特殊函数进行内联扩展。(---来自百度百科)

通常,程序执行时,处理器从内存中读取代码执行。当程序中调用一个函数时,程序跳到存储器中保存函数的位置,开始读取代码执行,执行完后再返回。

为了提高速度,C语言定义了inline函数,告诉编译器把函数代码在编译时直接拷贝到程序中,这样就不用执行时另外读取函数代码。

提示:

当内联函数很大时,会有相反的作用,因此一般比较小的函数才使用内联函数。

4、软件框架思维

LL之所以高效,是因为它巧妙运用了一些C语言知识,没有太多封装,直接或间接对寄存器进行操作。

而能这样实现,归功于ST开发团队设计了这么一个中间层软件框架。

对于有大型项目开发经验的人来说,一个项目的框架对整个项目影响很大。

就好比你建一栋楼,如果楼层框架都没造好,你觉得这栋楼质量会好吗?

所以,这里就提到,我们编程时,特别项目较大,需要考虑一下软件框架,一个好的框架能让你你的项目达到事半功倍的效果。

来源:嵌入式专栏

  审核编辑:汤梓红

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