15、STM32位带操作

本讲主要内容

  1.位带介绍
  2.位带区与位带别名区地址转换
  3.位带操作的优点
  4.GPIO位带操作

 

1.位带介绍
（1）位带操作
在学习51单片机时就已经使用过位操作，比如使用sbit对单
片机IO口的定义，但是STM32中并没有这类关键字，而是通
过访问位带别名区来实现，即通过将每个比特位膨胀成一个32位字，当访问这些字的时候就达到了访问比特的目的。
比方说BSRR寄存器有32个位，那么可以映射到32个地址上，当我们去访问这32个地址就达到访问32个比特的目的

 

（2）STM32位带及位带别名区域
支持位带操作的区域是 SRAM 区的最低 1MB 范围（APB1/2
，AHB外设）和片内外设区的最低 1MB范围。

2.位带区与位带别名区地址转换
外设位带区与外设位带别名区的地址转换公式：
AliasAddr = 0x42000000+ (A-0x40000000)*8*4 +n*4

SRAM位带区与SRAM位带别名区的地址转换公式：
AliasAddr = 0x22000000+ (A-0x20000000)*8*4 +n*4

A：表示我们要操作的那个位所在的寄存器的地址
n：位序号
理解要点：位带区的一个位在位带别名区会被膨胀成四个字
节

 

根据上述两个公式特点，将其统一为一个公式表示：
((A & 0xF0000000)+0x02000000+((A &0x000FFFFF)<<5)+(n<<2))
A：要操作的位所在寄存器的地址
n：位号，即在寄存器的第几位。

3.位带操作的优点
（1）控制GPIO口输入输出非常简单。
（2）操作串行接口芯片非常方便（DS1302、74HC595等）。
（3）代码简洁，阅读方便。

4.GPIO位带操作

#define BITBAND(addr, bitnum) ((addr & 0xF0000000)+0x2000000+((addr &0xFFFFF)<<5)+(bitnum<<2)) 
#define MEM_ADDR(addr)  *((volatile unsigned long  *)(addr)) 
#define BIT_ADDR(addr, bitnum)   MEM_ADDR(BITBAND(addr, bitnum)) 
//IO口地址映射
#define GPIOA_ODR_Addr    (GPIOA_BASE+12) //0x4001080C 
#define GPIOB_ODR_Addr    (GPIOB_BASE+12) //0x40010C0C 
#define GPIOC_ODR_Addr    (GPIOC_BASE+12) //0x4001100C 
#define GPIOD_ODR_Addr    (GPIOD_BASE+12) //0x4001140C 
#define GPIOE_ODR_Addr    (GPIOE_BASE+12) //0x4001180C 
#define GPIOF_ODR_Addr    (GPIOF_BASE+12) //0x40011A0C    
#define GPIOG_ODR_Addr    (GPIOG_BASE+12) //0x40011E0C
#define GPIOA_IDR_Addr    (GPIOA_BASE+8)//0x40010808 
#define GPIOB_IDR_Addr    (GPIOB_BASE+8) //0x40010C08 
#define GPIOC_IDR_Addr    (GPIOC_BASE+8) //0x40011008 
#define GPIOD_IDR_Addr    (GPIOD_BASE+8) //0x40011408 
#define GPIOE_IDR_Addr    (GPIOE_BASE+8) //0x40011808 
#define GPIOF_IDR_Addr    (GPIOF_BASE+8) //0x40011A08 
#define GPIOG_IDR_Addr    (GPIOG_BASE+8) //0x40011E08

//IO口操作,只对单一的IO口!
//确保n的值小于16!
#define PAout(n)   BIT_ADDR(GPIOA_ODR_Addr,n)  //输出
#define PAin(n)    BIT_ADDR(GPIOA_IDR_Addr,n)  //输入

#define PBout(n)   BIT_ADDR(GPIOB_ODR_Addr,n)  //输出
#define PBin(n)    BIT_ADDR(GPIOB_IDR_Addr,n)  //输入

#define PCout(n)   BIT_ADDR(GPIOC_ODR_Addr,n)  //输出
#define PCin(n)    BIT_ADDR(GPIOC_IDR_Addr,n)  //输入

#define PDout(n)   BIT_ADDR(GPIOD_ODR_Addr,n)  //输出
#define PDin(n)    BIT_ADDR(GPIOD_IDR_Addr,n)  //输入

#define PEout(n)   BIT_ADDR(GPIOE_ODR_Addr,n)  //输出
#define PEin(n)    BIT_ADDR(GPIOE_IDR_Addr,n)  //输入

#define PFout(n)   BIT_ADDR(GPIOF_ODR_Addr,n)  //输出
#define PFin(n)    BIT_ADDR(GPIOF_IDR_Addr,n)  //输入

#define PGout(n)   BIT_ADDR(GPIOG_ODR_Addr,n)  //输出
#define PGin(n)    BIT_ADDR(GPIOG_IDR_Addr,n)  //输入