2021年09月17日 | STM8将库函数移植为寄存器方法

在使用使用STM32单片机的时候，喜欢使用库函数，由于stm32的寄存器太多了，如果直接使用寄存器的话，设置起来太麻烦了，而且stm32单片机速度快，容量大，使用寄存器要额提高不了多少效率。

对于STM8单片机来说使用寄存器还是很有必要的，本身stm8单片机的速度相比于stm32就会慢很多，同时芯片容量也比较小，使用库函数的话，比较占用空间，导致系统稍微大一点，芯片容量就不够用，所以在stm8单片机上，使用比较多的就是寄存器，stm8的寄存器也比较少，设置起来也比较简单。

但是好多stm8单片机的例程都是库函数版的，那么如何将库函数版的代码移植为寄存器版的呢？

这里使用LED闪烁的库函数代码来说明

打开一个LED库函数版的工程，首先从main函数开始，第一行代码就是系统初始化。

在BSP_Initializes()函数上单击鼠标右键，选择跳转到函数定义。

这时就会跳转到系统初始化代码处。这个初始化代码里面有两个函数，一个是初始化系统时钟，一个是初始化LED的端口。

用上面的方法，单击鼠标右键，跳转到时钟初始化函数里面。

这里面又调用了一个函数，那么继续使用右键跳转。

这时候就会跳转到系统的库函数里面来了，通过这个函数可以看出，此时操作的是CKL_CKDIVR寄存器。

然后在单片机手册中找到这个寄存器，可以看到这个寄存器是设置时钟分频值的。

说明时钟初始化的过程就是设置时钟分频值，那么这个分频值设置的是多少呢？

在CLK_HSIPrescalerConfig(CLK_PRESCALER_HSIDIV1); 这一行代码中，函数括号里面传递的参数CLK_PRESCALER_HSIDIV1，然后鼠标右键，选择跳转到定义。这个参数的值，就是设置CKL_CKDIVR寄存器的值。

通过宏定义可以看出，传递的参数值是0，也就是说设置CKL_CKDIVR寄存器的值为0.

通过芯片手册寄存器的介绍中可以看出，值为0，也就是寄存器设置为1分频。

既然知道了，时钟初始化的功能就是将CKL_CKDIVR寄存器的值设置为0，那么就可以系统时钟初始化的代码直接改为寄存器操作。

直接将CLK_HSIPrescalerConfig(CLK_PRESCALER_HSIDIV1); 这行代码屏蔽掉，然后使用 CLK->CKDIVR = 0x00;代替，下来重新编译下载，看一下LED灯的闪烁是否正常。

重新编译下载，LED灯闪烁正常，说明代码的替换暂时没有问题，接下来继续替换LED初始化部分的代码。

使用右键查找定义，依次向下查找。

最后跳转到了GPIO_Init这个库函数中，这个库函数代码比较长，设置的寄存器也比较多，那么要如何替呢？

这时候需要一个参数，一个参数来替换。

这个GPIO_Init函数有三个参数，分别是：

LED_GPIO_PORT,

(GPIO_Pin_TypeDef)LED_GPIO_PIN,

GPIO_MODE_OUT_PP_LOW_FAST

第一个参数是设置GPIO端口，第二个参数是设置端口引脚，第三个参数是设置端口模式。

首先使用右键查看LED_GPIO_PORT这个参数的具体含义

通过宏定义可以看到，端口是GPIOB，引脚是5脚，

这时候就可以在GPIO_Init函数内部查看GPIOB是写入了那个寄存器。

在代码代码中查看GPIOx可以看到，这个是用来选择设置哪个寄存器的，宏定义中设置的GPIOx为GPIOB，那么GPIO_Init函数中设置的就是GPIOB寄存器。

接下来看GPIO_Pin

GPIO_PIN_5的值是0x20，在GPIO_Init函数中设置了GPIPOB的ODR寄存器和DDR寄存器。

ODR寄存器用于设置端口的输出数据，DDR寄存器用于设置IO口的输入输出模式，这里用于驱动LED，那么IO口肯定要设置为输出模式。

那么这里肯定设置的是DDR5为1，也就是将DDR寄存器的第5位设置为1，将GPIOB口的第5个口设置为输出。

ODR寄存器用于设置输出0还是1，也就是用来控制LED亮灭的。

下面接着看第三个参数GPIO_MODE_OUT_PP_LOW_FAST

这个参数的值为0xE0，带入到GPIO_Init函数查看。

可以看到这个值并没有直接设置给寄存器，而是用来比较判断不同的位，设置不同模式的。

首先将0xE0转换为二进制

可以看到最高的3位数都是1.

然后在代码中分析，在判断语句中哪些代码会执行。

首先GPIOx->CR2 &= (uint8_t)(~(GPIO_Pin));

这行代码会执行，然后判断GPIO_Mode第7位是不是1，由于GPIO_Mode最高的3位都是1，所以条件成立。进入if语句，然后判断GPIO_Mode的第4位是不是1，GPIO_Mode的第4位是0，所以第二个if条件不成立。执行

GPIOx->ODR &= (uint8_t)(~(GPIO_Pin));这行代码。接下来执行 GPIOx->DDR |= (uint8_t)GPIO_Pin;

然后继续判断GPIO_Mode的第6位和第5位是不是1，GPIO_Mode的第5位和第6位都是1，所以执行

GPIOx->CR1 |= (uint8_t)GPIO_Pin; GPIOx->CR2 |= (uint8_t)GPIO_Pin;

这两行代码

将上面执行的代码整理后如下所示

GPIOx->CR2 &= (uint8_t)(~(GPIO_Pin));

GPIOx->ODR &= (uint8_t)(~(GPIO_Pin));

GPIOx->DDR |= (uint8_t)GPIO_Pin;

GPIOx->CR1 |= (uint8_t)GPIO_Pin;

GPIOx->CR2 |= (uint8_t)GPIO_Pin;`

分析后发现这三行代码会执行

然后将参数中的值替换为宏定义中的值

 GPIOB->CR2 &= (uint8_t)(~(0x20));

 GPIOB->ODR &= (uint8_t)(~(0x20));

 GPIOB->DDR |= (uint8_t)0x20;

 GPIOB->CR1 |= (uint8_t)0x20;

 GPIOB->CR2 |= (uint8_t)0x20;

通过代码和寄存器可以分析出，

第一行将CR2寄存器的第五位清零，也就是设置最大输出速度为2MHz。

第二行将ODR寄存器第五位清0，输出为0。

第三行将DDR寄存器第五位设置为1，也就是设置为输出模式。

第四行将CR1寄存器第五位设置为1，设置IO口为推挽输出模式。

最后一行将CR2寄存器设置为1，设置IO口的最大输出为10Mhz

由于寄存器复位后的默认值都为0，所以前两行的设置可以不要，只需要后面三行的设置代码就行，那么GPIO_Init()函数最终就可以简化为下面三行代码：

 GPIOB->DDR |= (uint8_t)0x20;

 GPIOB->CR1 |= (uint8_t)0x20;

 GPIOB->CR2 |= (uint8_t)0x20;

然后用这三行代码将GPIO_Init()函数替换

编译下载程序到单片机中，观察LED闪烁情况，下载完成后ＬＥＤ闪烁正常，说明代码设置也正常。

这样就将CLK_Configuration()函数和GPIO_Configuration()函数都替换为了寄存器版，为了方便观看，将寄存器的相关初始化都放在main函数中。

这样将所有的初始化代码就放在main函数里面，看起来就更方便了，通过寄存器将刚才一大堆系统初始化工作简化为4行寄存器设置的代码。这样程序执行起来的效率就更高效了。

同样可以将while语句里面的LED控制，也改为寄存器操作。

LED_ON 可以替换为 GPIOB->ODR |= (uint8_t)0x20;

LED_OFF 可以替换为 GPIOB->ODR &= (uint8_t)(~0x20);

将主函数中的代码替换

重新编译下载，ＬＥＤ灯正常闪烁，说明代码替换是成功的。

这样通过一步步进入库函数，然后使用寄存器一行一行替换库函数，每替换一个就重新编译下载，观察测试结果，直到所有的代码都替换完。

STM8每个功能的寄存器都比较少，替换起来的时候还是比较快的，如果熟悉的话，一个库函数代码，几分钟就可以全部替换为寄存器代码了。每个功能设置的步骤基本都是一样的，一旦一个功能替换完成，以后遇见类似的库函数代码，直接就可以用以前替换好的寄存器代码去替代。比如初始化IO口，一般都是设置DDR、CR1、CR2这三个寄存器，所以如果遇到了IO初始化的库函数代码，直接用这个三行代码去替换就行，就不用进入到库函数中一行一行代码去分析了。