Rust嵌入式开发库stm32h7的使用指南

概述

stm32h7是一个针对STM32H7系列微控制器的Rust硬件抽象层（HAL）库，提供了对外设的全面支持。该库基于embedded-hal构建，遵循Rust的嵌入式开发最佳实践。

安装方法

在Cargo.toml中添加依赖：

[dependencies]
stm32h7 = "0.15"
cortex-m = "0.7"
cortex-m-rt = "0.7"

基本使用方法

1. 初始化外设

use stm32h7::stm32h743 as pac;
use cortex_m_rt::entry;

#[entry]
fn main() -> ! {
    // 获取外设访问权
    let dp = pac::Peripherals::take().unwrap();
    
    // 启用GPIOB时钟
    dp.RCC.ahb4enr.modify(|_, w| w.gpioben().set_bit());
    
    // 配置PB0为输出模式
    dp.GPIOB.moder.modify(|_, w| w.moder0().output());
    
    loop {}
}

2. GPIO控制示例

use embedded_hal::digital::v2::OutputPin;

fn blink_led() {
    let dp = pac::Peripherals::take().unwrap();
    
    // 配置LED引脚（假设LED连接在PB0）
    let mut led = dp.GPIOB.odr.odr0();
    
    loop {
        led.set_high().unwrap();
        cortex_m::asm::delay(1_000_000);
        led.set_low().unwrap();
        cortex_m::asm::delay(1_000_000);
    }
}

3. UART通信示例

use stm32h7::stm32h743::USART3;
use embedded_hal::serial::{Read, Write};

fn uart_example() {
    let dp = pac::Peripherals::take().unwrap();
    
    // 启用USART3和GPIOD时钟
    dp.RCC.apb1lenr.modify(|_, w| w.usart3en().set_bit());
    dp.RCC.ahb4enr.modify(|_, w| w.gpioden().set_bit());
    
    // 配置PD8为TX，PD9为RX
    dp.GPIOD.moder.modify(|_, w| {
        w.moder8().alternate()
         .moder9().alternate()
    });
    
    // 设置波特率为115200
    dp.USART3.brr.write(|w| unsafe { w.bits(0x1A1) });
    
    // 启用USART
    dp.USART3.cr1.modify(|_, w| 
        w.ue().set_bit()
         .te().set_bit()
         .re().set_bit()
    );
    
    // 发送数据
    dp.USART3.tdr.write(|w| unsafe { w.tdr().bits(b'H') });
}

4. 中断处理

use cortex_m_rt::exception;

#[exception]
fn SysTick() {
    // 系统滴答定时器中断处理
}

// 在Cargo.toml中启用相应特性
// stm32h7 = { version = "0.15", features = ["rt"] }

高级功能

使用DMA传输

fn dma_transfer() {
    let dp = pac::Peripherals::take().unwrap();
    
    // 启用DMA时钟
    dp.RCC.ahb1enr.modify(|_, w| w.dma1en().set_bit());
    
    // 配置DMA通道
    // ... 具体配置代码
}

电源管理

fn power_management() {
    let dp = pac::Peripherals::take().unwrap();
    
    // 进入低功耗模式
    dp.PWR.cr1.modify(|_, w| w.lpms().stop2());
}

完整示例代码

以下是一个完整的LED闪烁示例，结合了外设初始化和GPIO控制：

//! 完整的STM32H7 LED闪烁示例

// 引入必要的库
use stm32h7::stm32h743 as pac;      // 外设访问层
use cortex_m_rt::entry;             // Cortex-M运行时入口
use cortex_m::asm;                  // 汇编指令
use panic_halt as _;                // 恐慌处理

#[entry]
fn main() -> ! {
    // 获取外设访问权
    let peripherals = pac::Peripherals::take().unwrap();
    
    // 启用GPIOB时钟 (AHB4总线)
    peripherals.RCC.ahb4enr.modify(|_, w| w.gpioben().set_bit());
    
    // 配置PB0为推挽输出模式
    peripherals.GPIOB.moder.modify(|_, w| w.moder0().output());
    peripherals.GPIOB.otyper.modify(|_, w| w.ot0().push_pull());
    peripherals.GPIOB.ospeedr.modify(|_, w| w.ospeedr0().high_speed());
    peripherals.GPIOB.pupdr.modify(|_, w| w.pupdr0().pull_up());
    
    // 主循环 - LED闪烁
    loop {
        // 设置PB0为高电平 (LED亮)
        peripherals.GPIOB.bsrr.write(|w| w.bs0().set_bit());
        
        // 延迟约1秒 (假设主频为400MHz)
        asm::delay(400_000_000);
        
        // 设置PB0为低电平 (LED灭)
        peripherals.GPIOB.bsrr.write(|w| w.br0().set_bit());
        
        // 延迟约1秒
        asm::delay(400_000_000);
    }
}

注意事项

1. 确保在memory.x中正确配置内存布局
2. 根据具体型号启用相应的特性标志
3. 遵循Rust的所有权规则管理外设访问
4. 使用cortex-m-rt提供的异常处理机制

这个库为STM32H7系列提供了完整的硬件抽象，支持所有主要外设，包括GPIO、UART、SPI、I2C、定时器、ADC、DMA等。