HAL库是什么，HAL库的定义

1、HAL 库的定义

HAL是 Hardware Abstraction Layer 的缩写，中文名：硬件抽象层。HAL 库是 ST 为 STM32 最新推出的抽象层嵌入式软件，可以更好的确保跨 STM32 产品的最大可移植性。该库提供了一整套一致的中间件组件，如 RTOS，USB，TCP/IP 和图形等。
百度有一堆定义， HAL 库是基于一个非限制性的 BSD 许可协议（Berkeley Software Distribution）而发布的开源代码。 ST 制作的中间件堆栈（USB 主机和设备库，STemWin）带有允许轻松重用的许可模式，只要是在 ST 公司的 MCU 芯片上使用，库中的中间件(USB 主机/设备库,STemWin)协议栈即被允许随便修改，并可以反复使用。
但是我简单通俗的来讲，就是HAL库可以使得用户将代码跨芯片使用，不同的MCU芯片（F1/F2...）都可以使用，体现了可移植性强！！

2、STM32CubeMX

说到 STM32 的 HAL 库，就不得不提 STM32CubeMX，其作为一个可视化的配置工具，对于开发者来说，确实大大节省了开发时间。STM32CubeMX 就是以 HAL 库为基础的，且目前仅支持 HAL 库及 LL 库！

STM32CubeMX软件的特点：

集成了ST的每一款型号的MCU/MPU的可配置的图形界面，能够自动提示IO冲突并且对于复用IO可自动分配；
具有动态验证的时钟树；
能够很方便的使用所集成的中间件；
能够估算MCU/MPU在不同主频运行下的功耗；
能够输出不同编译器的工程，比如能够直接生成MDK、EWARM、STM32CubeIDE、MakeFile等工程；

STM32CubeMX的使用也比较简单：先下载STM32CubeMx软件及对应不同系列MCU/MPU的Packs。

确定要使用的MCU/MPU的型号；
对所选的MCU/MPU的GPIO进行功能配置、配置时钟树及初始化相关参数；
选择要用到的中间件进行配置；
将配置好功能的MCU/MPU生成对应编译器的C语言工程文件；

stm32cubemx官网下载

3、HAL库与标准库（SPL）的区别

文字性的东西我不宜过多赘述，这里直接上代码！

1、句柄

在STM32的标准库中，假设我们要初始化一个外设（这里以USART为例）
我们首先要初始化他们的各个寄

存器。在标准库中，这些操作都是利用固件库结构体变量+固件库Init函数实现的：

 USART_InitTypeDef USART_InitStructure;USART_InitStructure.USART_BaudRate = bound;//串口波特率USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;//字长为8位数据格式USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;//一个停止位USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No;//无奇偶校验位USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;//无硬件数据流控制USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx;    //收发模式USART_Init(USART3, &USART_InitStructure); //初始化串口1

可以看到，要初始化一个串口，需要对六个位置进行赋值，然后引用Init函数，并且USART_InitStructure并不是一个全局结构体变量，而是只在函数内部的局部变量，初始化完成之后，USART_InitStructure就失去了作用。

而在HAL库中，同样是USART初始化结构体变量，我们要定义为全局变量。

UART_HandleTypeDef UART1_Handler;

右键查看结构体成员

typedef struct
{USART_TypeDef                 *Instance;        /*!< UART registers base address        */UART_InitTypeDef              Init;             /*!< UART communication parameters      */uint8_t                       *pTxBuffPtr;      /*!< Pointer to UART Tx transfer Buffer */uint16_t                      TxXferSize;       /*!< UART Tx Transfer size              */uint16_t                      TxXferCount;      /*!< UART Tx Transfer Counter           */uint8_t                       *pRxBuffPtr;      /*!< Pointer to UART Rx transfer Buffer */uint16_t                      RxXferSize;       /*!< UART Rx Transfer size              */uint16_t                      RxXferCount;      /*!< UART Rx Transfer Counter           */  DMA_HandleTypeDef             *hdmatx;          /*!< UART Tx DMA Handle parameters      */ DMA_HandleTypeDef             *hdmarx;          /*!< UART Rx DMA Handle parameters      */HAL_LockTypeDef               Lock;             /*!< Locking object                     */__IO HAL_UART_StateTypeDef    State;            /*!< UART communication state           */__IO uint32_t                 ErrorCode;        /*!< UART Error code                    */
}UART_HandleTypeDef;

我们发现，与标准库不同的是，该成员不仅包含了之前标准库就有的六个成员（波特率，数据格式等），还包含过采样、（发送或接收的）数据缓存、数据指针、串口 DMA 相关的变量、各种标志位等等要在整个项目流程中都要设置的各个成员。
该 UART1_Handler 就被称为串口的句柄
它被贯穿整个USART收发的流程，比如开启中断。

HAL_UART_Receive_IT(&UART1_Handler, (u8 *)aRxBuffer, RXBUFFERSIZE);

在这些函数中，只需要调用初始化时定义的句柄UART1_Handler就好。

也就是说我们是把各个成员全部封装好，移植的时候就可以直接调用了，那如果与用户需求不符怎么办，别急，后面要讲到的MSP与Callback回调函数：

void HAL_UART_MspInit(UART_HandleTypeDef *huart);
void HAL_UART_RxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart);

2、MSP函数

MCU Specific Package 单片机的具体方案
MSP是指和MCU相关的初始化，引用一下正点原子的解释，个人觉得说的很明白：

我们要初始化一个串口，首先要设置和 MCU 无关的东西，例如波特率，奇偶校验，停止
位等，这些参数设置和 MCU 没有任何关系，可以使用 STM32F1，也可以是STM32F2/F3/F4/F7上的串口。而一个串口设备它需要一个 MCU 来承载，例如用 STM32F4 来做承载，PA9 做为发送，PA10 做为接收，MSP 就是要初始化 STM32F4 的 PA9,PA10，配置这两个引脚。所以 HAL驱动方式的初始化流程就是：HAL_USART_Init()—>HAL_USART_MspInit() ，先初始化与 MCU无关的串口协议，再初始化与 MCU 相关的串口引脚。在 STM32 的 HAL 驱动中HAL_PPP_MspInit()作为回调，被 HAL_PPP_Init()函数所调用。当我们需要移植程序到 STM32F1平台的时候，我们只需要修改 HAL_PPP_MspInit 函数内容而不需要修改 HAL_PPP_Init 入口参数内容。

在HAL库中，几乎每初始化一个外设就需要设置该外设与单片机之间的联系，比如IO口，是否复用等等，可见，HAL库相对于标准库多了MSP函数之后，移植性非常强，但与此同时却增加了代码量和代码的嵌套层级。可以说各有利弊。

3、回调函数（callback）

类似于MSP函数，个人认为Callback函数主要帮助用户应用层的代码编写。
还是以USART为例，在标准库中，串口中断了以后，我们要先在中断中判断是否是接收中断，然后读出数据，顺便清除中断标志位，然后再是对数据的处理，这样如果我们在一个中断函数中写这么多代码，就会显得很混乱，这是标准库的处理：

void USART3_IRQHandler(void)                 //串口1中断服务程序
{u8 Res;if(USART_GetITStatus(USART3, USART_IT_RXNE) != RESET)  //接收中断(接收到的数据必须是0x0d 0x0a结尾){Res =USART_ReceiveData(USART3);   //读取接收到的数据/*数据处理区*/}         }
}

而在HAL库中，进入串口中断后，直接由HAL库中断函数进行托管：

void USART1_IRQHandler(void)
{ HAL_UART_IRQHandler(&UART1_Handler);  //调用HAL库中断处理公用函数/***************省略无关代码****************/
}

HAL_UART_IRQHandler这个函数完成了判断是哪个中断（接收？发送？或者其他？），然后读出数据，保存至缓存区，顺便清除中断标志位等等操作。
这就需要进去函数设置（嵌套性），比如我提前设置了，串口每接收五个字节，我就要对这五个字节进行处理。
在一开始我定义了一个串口接收缓存区：

/*HAL库使用的串口接收缓冲,处理逻辑由HAL库控制，接收完这个数组就会调用HAL_UART_RxCpltCallback进行处理这个数组*/
/*RXBUFFERSIZE=5*/
u8 aRxBuffer[RXBUFFERSIZE];

在初始化中，我在句柄里设置好了缓存区的地址，缓存大小（五个字节）

/*该代码在HAL_UART_Receive_IT函数中，初始化时会引用*/huart->pRxBuffPtr = pData;//aRxBufferhuart->RxXferSize = Size;//RXBUFFERSIZEhuart->RxXferCount = Size;//RXBUFFERSIZE

则在接收数据中，每接收完五个字节，HAL_UART_IRQHandler才会执行一次Callback函数：

void HAL_UART_RxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart);

在这个Callback回调函数中，我们只需要对这接收到的五个字节（保存在aRxBuffer[]中）进行处理就好了，完全不用再去手动清除标志位等操作。
所以说Callback函数是一个应用层代码的函数，我们在一开始只设置句柄里面的各个参数，然后就等着HAL库把自己安排好的代码送到手中就可以了~

参考

(30条消息) STM32 HAL库与标准库的区别_浅谈句柄、MSP函数、Callback函数_hal库句柄_Error_4O4的博客-CSDN博客