Rust嵌入式开发库stm32h7xx-hal的使用，STM32H7系列微控制器硬件抽象层(HAL)驱动开发

Rust嵌入式开发库stm32h7xx-hal的使用，STM32H7系列微控制器硬件抽象层(HAL)驱动开发

概述

stm32h7xx-hal是一个针对STM32H7系列微控制器的硬件抽象层(HAL)库，它建立在stm32h7外围设备访问API之上。该库的目的是掩盖这些MCU上可用的各种外围设备的细微差异，从而可以为同一系列的所有芯片编写HAL，而无需为每个型号单独创建库。

支持的配置

  • stm32h743v (修订版V: stm32h743, stm32h742, stm32h750)
  • stm32h753v
  • stm32h747cm7 (stm32h747, stm32h757)
  • stm32h7b3
  • stm32h7b0
  • stm32h7a3
  • stm32h735 (stm32h723, stm32h725, stm32h730, stm32h733, stm32h735)

快速开始

要在项目中使用stm32h7xx-hal作为依赖项，需要在Cargo.toml文件中指定目标设备特性：

[dependencies]
cortex-m = "0.7.4"
cortex-m-rt = "0.7.1"
stm32h7xx-hal = {version = "0.16.0", features = ["stm32h743v","rt"]}

示例代码

以下是一个使用stm32h7xx-hal控制LED闪烁的完整示例：

#![no_std]
#![no_main]

use panic_halt as _;
use stm32h7xx_hal::{
    pac,
    prelude::*,
    timer::Timer,
};

#[cortex_m_rt::entry]
fn main() -> ! {
    // 获取设备外设访问权
    let dp = pac::Peripherals::take().unwrap();
    
    // 将电源控制时钟(PWR)和复位与时钟控制(RCC)绑定
    let pwr = dp.PWR.constrain();
    let rcc = dp.RCC.constrain();
    
    // 配置SYSCLK为400MHz
    let ccdr = rcc.sysclk(400.MHz()).freeze(pwr, &dp.SYSCFG);
    
    // 获取GPIOB外设
    let gpiob = dp.GPIOB.split(ccdr.peripheral.GPIOB);
    
    // 配置PB0引脚为推挽输出
    let mut led = gpiob.pb0.into_push_pull_output();
    
    // 创建一个计时器实例
    let mut timer = Timer::tim1(dp.TIM1, 1.Hz(), ccdr.peripheral.TIM1, &ccdr.clocks);
    
    loop {
        // 切换LED状态
        led.toggle().unwrap();
        // 等待计时器事件
        timer.wait().unwrap();
    }
}

完整示例代码

以下是一个更完整的示例，展示了如何使用stm32h7xx-hal进行串口通信：

#![no_std]
#![no_main]

use panic_halt as _;
use stm32h7xx_hal::{
    pac,
    prelude::*,
    serial::Serial,
    timer::Timer,
};

#[cortex_m_rt::entry]
fn main() -> ! {
    // 获取设备外设访问权
    let dp = pac::Peripherals::take().unwrap();
    
    // 将电源控制时钟(PWR)和复位与时钟控制(RCC)绑定
    let pwr = dp.PWR.constrain();
    let rcc = dp.RCC.constrain();
    
    // 配置SYSCLK为400MHz
    let ccdr = rcc.sysclk(400.MHz()).freeze(pwr, &dp.SYSCFG);
    
    // 获取GPIOA外设
    let gpioa = dp.GPIOA.split(ccdr.peripheral.GPIOA);
    
    // 配置PA9(TX)和PA10(RX)为串口引脚
    let tx_pin = gpioa.pa9.into_alternate_af7();
    let rx_pin = gpioa.pa10.into_alternate_af7();
    
    // 创建串口实例，波特率115200
    let serial = Serial::usart1(
        dp.USART1,
        (tx_pin, rx_pin),
        115200.bps(),
        ccdr.peripheral.USART1,
        &ccdr.clocks,
    ).unwrap();
    
    // 将串口拆分为发送和接收部分
    let (mut tx, _rx) = serial.split();
    
    // 创建一个计时器实例
    let mut timer = Timer::tim1(dp.TIM1, 1.Hz(), ccdr.peripheral.TIM1, &ccdr.clocks);
    
    let mut counter = 0;
    loop {
        // 通过串口发送消息
        writeln!(tx, "计数: {}\r", counter).unwrap();
        counter += 1;
        
        // 等待1秒
        timer.wait().unwrap();
    }
}

硬件支持

以下是一些公开可用的STM32H7开发板：

开发板 制造商 BSP/示例
NUCLEO-H743ZI ST 示例
NUCLEO-H745ZI-Q ST BSP
STM32H743I-EVAL ST -
STM32H747I-EVAL ST -
STM32H747I-DISCO ST -
Daisy Seed Electrosmith BSP

最小支持的Rust版本

当前最小支持的Rust版本(MSRV)是1.66.1。旧版本可能可以编译，特别是当某些特性没有在您的应用中使用时。

许可证

0-Clause BSD许可证，详情见LICENSE-0BSD.txt。

更多资源

如果您不熟悉使用Rust进行嵌入式开发，有许多优秀的资源可以帮助您：

  • 嵌入式Rust文档
  • 嵌入式Rust书籍
  • Rust嵌入式FAQ
  • rust-embedded/awesome-embedded-rust

1 回复

以下是基于您提供内容的完整示例demo，首先展示内容中的示例，然后给出一个完整的LED闪烁示例：

内容中提供的GPIO控制示例：

use stm32h7xx_hal::{
    gpio::GpioExt,
    gpio::Output,
    gpio::PushPull,
};

// 配置PC13为推挽输出
let mut led = gpioc.pc13.into_push_pull_output();

// 设置高电平
led.set_high().unwrap();

// 设置低电平
led.set_low().unwrap();

// 翻转电平
led.toggle().unwrap();

内容中提供的延时示例：

use stm32h7xx_hal::timer::Timer;

// 创建定时器
let mut timer = Timer::tim1(dp.TIM1, 1.kHz(), ccdr.peripheral.TIM1, &ccdr.clocks);

// 延时500ms
timer.delay(500.millis());

// 使用systick延时
let mut delay = cp.SYST.delay(&ccdr.clocks);
delay.delay(1.secs());

完整LED闪烁示例代码：

#![no_std]
#![no_main]

use panic_halt as _; // 使用简单的panic处理器
use stm32h7xx_hal::{
    pac,
    prelude::*,
};

#[cortex_m_rt::entry]
fn main() -> ! {
    // 获取外设访问权
    let cp = cortex_m::Peripherals::take().unwrap();
    let dp = pac::Peripherals::take().unwrap();

    // 配置时钟树
    let rcc = dp.RCC.constrain();
    let ccdr = rcc.sys_ck(400.MHz()).freeze();

    // 获取GPIOC外设
    let gpioc = dp.GPIOC.split(ccdr.peripheral.GPIOC);
    
    // 配置PC13为推挽输出(LED)
    let mut led = gpioc.pc13.into_push_pull_output();
    
    // 使用SYST作为延迟源
    let mut delay = cp.SYST.delay(&ccdr.clocks);

    loop {
        // 点亮LED
        led.set_high().unwrap();
        // 延迟1秒
        delay.delay(1.secs());
        
        // 熄灭LED
        led.set_low().unwrap();
        // 延迟1秒
        delay.delay(1.secs());
    }
}

完整USART回显示例代码：

#![no_std]
#![no_main]

use panic_halt as _;
use stm32h7xx_hal::{
    pac,
    prelude::*,
    serial::{Serial, Config},
};

#[cortex_m_rt::entry]
fn main() -> ! {
    // 初始化外设
    let dp = pac::Peripherals::take().unwrap();
    let cp = cortex_m::Peripherals::take().unwrap();
    
    // 配置时钟
    let rcc = dp.RCC.constrain();
    let ccdr = rcc.sys_ck(400.MHz()).freeze();
    
    // 获取GPIO端口
    let gpiod = dp.GPIOD.split(ccdr.peripheral.GPIOD);
    
    // 配置USART3引脚
    let tx = gpiod.pd8.into_alternate_af7();
    let rx = gpiod.pd9.into_alternate_af7();
    
    // 初始化串口
    let mut serial = Serial::usart3(
        dp.USART3,
        (tx, rx),
        Config::default().baudrate(115_200.bps()),
        ccdr.peripheral.USART3,
        &ccdr.clocks,
    ).unwrap();
    
    // 发送欢迎消息
    for &byte in b"USART Echo Example\r\n" {
        block!(serial.write(byte)).ok();
    }
    
    loop {
        // 接收数据
        if let Ok(byte) = block!(serial.read()) {
            // 回显接收到的数据
            block!(serial.write(byte)).ok();
        }
    }
}

注意事项：

  1. 两个完整示例都需要在Cargo.toml中包含正确的依赖项
  2. 根据实际硬件修改引脚配置（如PC13可能对应不同开发板上的不同LED）
  3. USART示例需要连接正确的串口引脚（示例中使用的是USART3的PD8/PD9）
  4. 时钟配置需要根据具体STM32H7型号调整
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