项目组成

更新时间：2026/2/16

参与者：PickingChip

设备家族包

设备家族包（Device Family Pack），用于让 IDE 识别并支持对应系列的芯片，Keil 构建 STM32 项目时需要导入对应芯片的设备家族包。

以 STM32F4 系列为例，截至目前其最新版本 DFP 为Keil.STM32F4xx_DFP.3.1.1.pack，其本质上是一个压缩包。里面包含了针对 STM32F4 系列芯片进行开发所需的各种核心文件：

• .pdsc 文件：一个 XML 格式的文件，但它有特定的扩展名是包描述文件，用于描述 DFP 的版本信息，文件结构，支持的芯片信息。
• .svd 文件：System View Description (SVD) 是 XML 格式的系统视图描述文件，它包含了该芯片的所有外设、寄存器结构、地址映射以及详细的特性描述，用于在调试时告诉 IDE 外设寄存器信息。
• .FLM 文件：烧录算法文件，是二进制文件，在烧录时用于初始化 Flash 控制器将用户程序写入 Flash。
• .dbgconf 文件：调试配置文件，用于在调试时配置 MCU 的内部调试模块，可通过Keil 中的图像化界面更改配置。

DFP 在版本 3.0.0（发布于2024年10月11日）进行了精简：

• 删除了芯片参考手册。
• 删除了板级外设驱动和示例。
• 删除了HAL库 和 LL库驱动文件，较早版本的为标准库。
• 删除了使用于编译器的启动文件以及 CMSIS-Driver 相关文件。

删除的大部分内容被移交到了 STM32CubeMX 固件包当中。

DFP 可通过 Keil 内部的 Pack Install 安装或更新，也可在线下载离线安装包。

固件包

固件包（Firmware Package）用于配合 STM32CubeMX 生成工程模板。

上图中是固件包的主要组成部分：

• HAL 库（LL）驱动程序和一些评估板所需的 BSP 驱动。
• CMSIS 组件相关的文件，包含启动文件，DSP库等。
• 中间层组件，包含有关RTOS，USB，UI等库。
• 官方评估开发板示例工程。

固件包可通过 STM32CubeMX 获取：

安装后的固件包在如下路径可找到。

外设驱动程序

STM32 单片机根据使用的外设驱动程序种类不同，通常有 HAL 库（LL库），标准库，寄存器三种开发方式。

• HAL 库又称为硬件抽象层（ Hardware Abstraction Layer），HAL 库将对 MCU 外设的操作封装成统一接口的函数，代码的可移植性好，但是由于层层封装导致性能开销较大，且开发者容易不熟悉硬件底层。
• LL 库（Lower Layer）与 HAL 库捆绑发行，通过宏和内联函数的方式操作寄存器效率高，用于对性能要求极端的场景以解决 HAL库的弊端。
• 标准库的可移植性较差，意法半导体公司不再提供对标准库的支持，老项目常见使用。而寄存器的开发方式效率最高，但较为繁琐。

在老版本的 DFP 中有标准库文件，也可在官网获取。支持以下系列芯片。

HAL 库和LL 库可在固件包中获取，通常使用 STM32CubeMX 来完成外设初始化。

文件说明

以 STM32F103RCT6 的HAL库工程为例介绍以下文件的作用。

startup_stm32f103xe.s

汇编文件，用于单片机启动时 C语言运行环境的搭建，详见 Stm32 启动过程。

system_stm32f1xx.c/.h

这个文件用于配置系统时钟，其中编写了一个全局变量和两个函数：

• SystemCoreClock： 存储当前系统内核时钟（HCLK）的频率值（单位为 Hz），用来设置 SysTick 计时器，作为系统时钟频率的唯一参考。
• SystemInit()：系统每次复位时默认使用 HSI 作为时钟源。这个函数在startup_stm32f1xx_xx中被调用，负责在主函数调用前来初始化系统的时钟（系统时钟源，PLL乘法器，AHB/APBx预分频器和Flash设置）。
• SystemCoreClockUpdate()：更新变量SystemCoreClock，必须在程序执行期间更改核心时钟时调用。

头文件中包含了函数声明，在stm32f103xe.h文件中被引用。

stm32f1xx_hal.c/h

• .c 文件中包含了HAL库一些公共函数的定义，这些函数实现了HAL库初始化（配置中断优先级分组；HAL库时钟初始化，1ms为时基），延时函数（依托 Systick 中断实现），获取设备ID，启动调试模块等功能。
• .h 文件引用了stm32fxxx_hal_conf.h文件，包含了所有的HAL库函数的声明（大部分都在stm32fxxx_hal_conf.h引用的各个头文件中），定义了一些调试用的宏。

stm32f1xx_hal_conf.h

这个文件用于裁剪配置HAL库。在 HAL库源码头文件目录下有一个配置文件的模板 stm32f1xx_hal_conf_template.h 。需要将这个文件拷贝更改为 stm32f1xx_hal_conf.h。在这个文件当中你可以通过修改宏定义来选择哪些外设的HAL库驱动头文件被包含在项目中，从而实现对HAL库的裁剪。

stm32f103xe.h

不同型号的芯片使用的该文件不同，这个文件主要包含以下内容：

• 所有外设的数据结构和地址映射。
• 外设的寄存器声明和位定义。
• 访问外设寄存器硬件的宏。

stm32f1xx.h

这个文件中包含了一些对寄存器位操作的宏定义（实现寄存器的原子化访问）并且引用了stm32f1xx_hal.h和stm32f103xe.h两个头文件。main.c中只需要引用这个头文件即可调用 HAL 库中的函数操作外设，也可直接操作寄存器。

• 通过预处理器是否定义USE_HAL_DRIVER这个宏来决定是否引用stm32f1xx_hal.h，
• 通过定义芯片型号对应的宏来确定引用的对应的寄存器描述头文件，对于STM32F103RCT6 这个型号这里定义STM32F103xE这个宏引用stm32f103xe.h这个文件。

stm32f1xx_it.c

这个文件中包含了一些异常处理中断服务函数，当运行发成异常时就会触发这些中断进而执行对应的中断服务函数，可以自行更改这些函数。同时用户编写的中断服务函数也可放在这里。

• NMI（非屏蔽中断）：通过 NMI_Handler 函数处理。
• 硬故障：当发生硬故障时，HardFault_Handler 会进入无限循环，通常用于调试。
• 内存管理异常：MemManage_Handler 也会进入无限循环。
• 总线故障：BusFault_Handler 处理总线故障并进入无限循环。
• 使用故障：UsageFault_Handler 处理使用故障并进入无限循环。
• SVCall（Supervisor Call）、调试监视器和PendSV异常等。

core_cm3.h

这个文件在stm32f103xe.h文件中被引用，是 Cortex-M3 内核的头文件，作用如下：

1. 定义内核寄存器：

   • NVIC_Type：嵌套向量中断控制器 (Nested Vectored Interrupt Controller)。
   • SysTick_Type：系统滴答定时器 (System Tick Timer)。
   • SCB_Type：系统控制块 (System Control Block)。
   • MPU_Type：存储器保护单元 (Memory Protection Unit)。

2. 提供内核访问函数：

   • 执行复位 (NVIC_SystemReset)。
   • 设置中断优先级 (NVIC_SetPriority)。
   • ITM 发送字符（ITM_SendChar）。

3. 标准化类型定义：定义了一些宏定义于规范寄存器访问。

   • __I (volatile const/只读)。
   • __O (volatile/只写)。
   • __IO (volatile/读写) 等宏。

cmsis_compiler.h

这个文件在core_cm3.h中被引用，用于对不同编译器作兼容。cmsis_compiler.h文件会根据编译时产生的宏来判断编译器的种类，从而引用对应编译器头的适配文件。

• cmsis_armcc.h：AC5编译器。
• cmsis_armclang.h：AC6编译器。
• cmsis_gcc.h：GUN GCC 编译器。
• cmsis_irrarm.h：IAR EWARM编译器。

这些头文件通过宏定义的形式将 CMSIS 标准宏翻译成它们所适配编译器能看懂的语法。同时实现了Cortex-M 内核的一些特殊汇编指令。

这些文件的引用关系如下图所示：

工程模板

工程模板可以参考使用：

1. Deadline039的工程模板。
2. STM32CubeMX 生成的工程。
3. 正点原子的工程。