STM32位绑定

学习STM32首先要理解的就是对各个寄存器的操作了，因为像STM32的高端单片机，由于带有非常丰富的外设资源，所以在STM32的管理上设计了非常的的寄存器来进行对资源的设置与管理。对于初学者面对这么多的寄存器，肯定会很兴奋，因为一个头三个大。但是当摸清楚里面的套路之后，你就会发现这些东西的神奇之处。我也是在慢慢的探索中。

玩过51单片机的人都知道，对51中的寄存器中的位操作，非常方便。但是对STM32中要对寄存器中的位操作，一般要进行三步操作，读 改 写，这样有些麻烦，而且效率也不高。但是在STM32-cortex系列中可以使用另一种机制，实现同样的效果，并且省事并且效率也高，那就是——位绑定。

对未绑定的理解就是把对寄存器某一位的操作，映射到某个内存地址（只有最低位有效）。

注：32位的芯片，虽然某一地址可以存放比较的的数，但是无论其他位为何值，只是对最低位有效

当然可以用来绑定的区域也是有限制的：   

        片内内存区域、SRAM区 ：0x2000 0000 ~ 0x200F FFFF 共1M

        片上外设区域   ：0x4000 0000 ~ 0x400F FFFF 共1M

虽然在片上的外设区域只有1M的大小，但是从上图中可以看出，这1M的大小已经完全可以将绝大部分的外设寄存器囊括其中。下面是对上图的表格表示

因为CPU是32位的，最方便快捷的是直接操作一个32位的地址，比如0x4200 ABCD这样，对这个地址赋值是最快捷的操作，只要一条指令。于是STM32又设计出别名区（Alias region）的概念，将一个32位地址空间对应到位带区（bit_band region）中的一个位。32位是STM32 CPU能独立访问的地址空间（称为字，即4个字节），将这个地址空间的起始位（bit0，其他bit1~bit31忽略）内容设为0或1就等于对位带区的相应位进行了操作，也相当于对寄存器进行了操作。

很明显，这样的别名区（Alias region）一样会有2个，而且都是32MB，是位带区1MB的32倍，为什么是32倍呢？因为位带区是以位为单位，每8个位（一字节）有个地址，而别名区是以字为单位，一个字等于4个字节共32位，才用于表示一个位带区的位，就相当将位带区膨胀32倍，才是别名区的大小。理解这个32倍数的由来有助掌握后面的公式中的参数。

在对地址进行映射的时候是要用一定的算法的，该算法简单，也是比较容易理解的。其公式如下：

        SRAM区映射的地址：AliasADDr = 0x22000000 + ((A - 0x20000000) * 8 + n) * 4 = 0x22000000 + ((A - 0x20000000) * 32         + n * 4                  A就是要进行映射的寄存器的地址，n 的取值范围是0~7     

        片上外设区映射的地址：AliasADDr = 0x42000000 + ((A - 0x40000000) * 8 + n) * 4= 0x42000000 + ((A - 0x40000000) * 32         + n * 4

具体到STM32别名区起始地址的计算官方给的计算公式是：

it_word_addr = bit_band_base + (byte_offset*32) +(bit_number*4) 

bit_word_addr：是位带区目标位映射到别名区的字的起始地址 

bit_band_base：是别名区的起始地址 

SRAM区所对应的起始地址为 0x2200 0000

片上外设区所对应的起始地址为 0x4200 0000

这两项都是一种规定，记住就行  

byte_offset：是位带区包含目标位的字节的地址偏移量。 

在SRAM位带区的偏移量为：(A-0x2000 0000)，A为包含目标位字节的地址

在片上外设区所对应的偏移量为：(A-0x4000 0000)，A为包含目标位字节的地址

byte_offset*32：是因为位带区的一个位要扩张到别名区的32个位，同样，一个位带区的地址也会扩张到别名区的32个地址。byte_offset*32表示前面已经占用的地址。  

bit_number：是目标位所在的位的位置（0-7）   

bit_number*4是因为 1bit位要占用四个地址单元（四个字节，32 bit位）

说白了就是   基址+变址    

下面给出示例：

[cpp]  view plain  copy

#include "stm32f10x_map.h"
#define PA0  GPIOA->BRR
#define PA1  GPIOA->BSRR
int main()
{
    u32 *PAO3 = (u32 *)(0x42000000 + (0x4001080c-0x40000000)*32 + 3*4);    //内存地址定义一个指针，PA端口输出 第3位
    u32 *PAI11 = (u32 *)(0x42000000 + (0x40010808-0x40000000)*32 + 11*4);      //绑定PA端口输入 第11位

   //配置     PA.3  推挽输出 50M
   //        PA.11 输入
    GPIOA->CRL = 0x0300;         //CNF0=00   MODE0=11
    GPIOA->CRH = 0x00400000;     //CNF0=01   MODE0=00 //模拟CNF0=00输入时，引脚变化不会引起IDR变化，浮空输入CNF0=01
   while(1)
    {
        if(*PAI11==1)  *PAO3 = 1; else *PAO3 = 0;
    }
   return(1);
}

说明：此文章是根据刘凯老师的讲解视频与前人的理解的基础上，对我自己的一个整理