STM32 IO口位带操作
M4中有4GB的访问空间，访问空间有两个比较重要的地址，寄存器映射地址，又叫别名地址（范围32MB），寄存器地址（范围1MB，固定的）
使用库函数对IO引脚操作比较费时间，需要进行现场保护和现场恢复操作，不能一步到位。使用位带操作能够一步到位，方便快捷。
每个端口都有对应的寄存器地址，查看库函数可以看到对寄存器的的操作。
如：
void GPIO_ToggleBits(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin)
{
/* Check the parameters */
assert_param(IS_GPIO_ALL_PERIPH(GPIOx));
GPIOx->ODR ^= GPIO_Pin;
}
GPIOx->ODR ^= GPIO_Pin; 就是对ODR寄存器的操作，通过右键 go to definition of 'ODR’可以追寻到寄存器所在的结构体，注释中有说明该寄存器在结构体中的偏移量，ODR的地址是结构体首地址偏移0x14.
宏定义 GPIOF 实际上是一个地址，通过右键 go to definition of …可以逐步追寻到端口的寄存器地址
#define GPIOF ((GPIO_TypeDef *) GPIOF_BASE)
#define GPIOF_BASE (AHB1PERIPH_BASE + 0x1400)
#define AHB1PERIPH_BASE (PERIPH_BASE + 0x00020000)
#define PERIPH_BASE ((uint32_t)0x40000000) /*!< Peripheral base address in the alias region
所以GPIOF的地址为
GPIOF = 0x40000000 + 0x00020000 + 0x1400 = 0x40021400
GPIOF的ODR寄存器地址还需要偏移0x14个字节，所以
GPIOF->ODR = GPIOF + 0x14 = 0x40021414
GPIOF地址是寄存器地址，将该地址转换为寄存器映射地址，可以实现端口的位操作，即直接对引脚操作。
转换公式
AliasAddr = 0x42000000 + (A - 0x40000000) * 8 * 4 + n * 4
说明：0x42000000是外设位带别名区的起始地址，0x40000000是外设位带区的起始地址，A - 0x40000000指该比特前面有多少个字节，一个字节有8位，所以8，一个位膨胀后是4字节，所以4，A表示端口地址，n表示端口的引脚号。引脚号膨胀后4个字节，所以也*4。
以GPIOF9为例，根据公式可以得出GPIOF9的映射地址为
GPIOF9_AliasAddr = 0x42000000 + (GPIOF - 0x40000000) * 8 * 4 + 9 * 4
= 0x42000000 + (0x40021414 - 0x40000000) * 8 * 4 + 9 * 4
示例，用位带操作实现4个LED的控制
说明：4个LED灯对应的引脚为GPIOF9，GPIOF10，GPIOE13，GPIOE14
/*该代码需要对应的库函数支撑，需要提前添加库函数*/
#include "stm32f4xx.h"
static GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; //GPIO初始化结构体
/*下列为延时函数代码 参考文章 [STM32系统定时器SysTick，delay的精确编写](https://mp.csdn.net/mdeditor/85646124#)*/
void delay_ms(uint32_t n)
{
while(n--)
{
SysTick->CTRL =0; //关闭系统定时器
SysTick->LOAD = (21000); //设置定时时间为1ms
SysTick->VAL = 0; //清空标志位
SysTick->CTRL = 1; //使能系统定时器工作，开始计数，同时使用的时钟源为系统时钟（21MHz）
while((SysTick->CTRL & 0x00010000)==0);//等待系统定时器计数完毕
SysTick->CTRL =0; //关闭系统定时器
}
}
/*延时函数结束*/
int main(void)
{
//获取 GPIOF 和 GPIOE 的 ODR 寄存器地址
uint32_t PF_ODR_Addr = GPIOF_BASE+0x14; //有现成的宏定义可以使用，直接获取地址，再偏移14字节得到ODR寄存器地址
uint32_t PE_ODR_Addr = GPIOE_BASE+0x14; //有现成的宏定义可以使用，直接获取地址，再偏移14字节得到ODR寄存器地址
//转换为映射地址，共有4个引脚，转换公式 AliasAddr = 0x42000000 + (A - 0x40000000) * 8 * 4 + n * 4
uint32_t *PF9 = (uint32_t *)(0x42000000+(PF_ODR_Addr - 0x40000000)*8*4+9*4); //用指针存放地址
uint32_t *PF10 = (uint32_t *)(0x42000000+(PF_ODR_Addr - 0x40000000)*8*4+10*4); //用指针存放地址
uint32_t *PE13 = (uint32_t *)(0x42000000+(PE_ODR_Addr - 0x40000000)*8*4+13*4); //用指针存放地址
uint32_t *PE14 = (uint32_t *)(0x42000000+(PE_ODR_Addr - 0x40000000)*8*4+14*4); //用指针存放地址
/*GPIO口的配置 可参考[STM32 GPIO的配置](https://mp.csdn.net/mdeditor/85568612#)*/
/* 使能端口 E F的时钟，说白点就上为端口E F提供电源，端口F才能工作 */
RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOE|RCC_AHB1Periph_GPIOF, ENABLE);
/* 配置端口F第9 10根引脚为输出推挽模式 */
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9|GPIO_Pin_10; //第9 10根引脚
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_OUT; //配置为输出模式
GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP; //推挽输出
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_100MHz; //控制IO引脚的最大工作速度，工作速度越大，功耗就越高，但是性能也越高
GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_NOPULL; //不需要上下拉电阻
GPIO_Init(GPIOF, &GPIO_InitStructure); //初始化端口F
/* 配置端口E第13 14根引脚为输出推挽模式 */
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_13|GPIO_Pin_14; //第13 14根引脚
GPIO_Init(GPIOE, &GPIO_InitStructure); //初始化端口E
/*GPIO配置结束*/
//将所有led熄灭，高电平熄灭
*PF9 = 1;
*PF10 = 1;
*PE13 = 1;
*PE14 = 1;
//实现led的闪烁
while(1)
{
*PF9 ^= 1;
*PF10 ^= 1;
*PE13 ^= 1;
*PE14 ^= 1;
delay_ms(500);
}
}
//结束
在开发过程中，可以将比较常用到的IO口的位带操作封装成一个头文件，在正确配置对应的IO口后，能够简便的对引脚进行操作。
/*代码来自粤嵌--温老师*/
#ifndef __SYS_H__
#define __SYS_H__
//位带操作,实现51类似的GPIO控制功能
//IO口操作宏定义
#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+20) //0x40020014
#define GPIOB_ODR_Addr (GPIOB_BASE+20) //0x40020414
#define GPIOC_ODR_Addr (GPIOC_BASE+20) //0x40020814
#define GPIOD_ODR_Addr (GPIOD_BASE+20) //0x40020C14
#define GPIOE_ODR_Addr (GPIOE_BASE+20) //0x40021014
#define GPIOF_ODR_Addr (GPIOF_BASE+20) //0x40021414
#define GPIOG_ODR_Addr (GPIOG_BASE+20) //0x40021814
#define GPIOH_ODR_Addr (GPIOH_BASE+20) //0x40021C14
#define GPIOI_ODR_Addr (GPIOI_BASE+20) //0x40022014
#define GPIOA_IDR_Addr (GPIOA_BASE+16) //0x40020010
#define GPIOB_IDR_Addr (GPIOB_BASE+16) //0x40020410
#define GPIOC_IDR_Addr (GPIOC_BASE+16) //0x40020810
#define GPIOD_IDR_Addr (GPIOD_BASE+16) //0x40020C10
#define GPIOE_IDR_Addr (GPIOE_BASE+16) //0x40021010
#define GPIOF_IDR_Addr (GPIOF_BASE+16) //0x40021410
#define GPIOG_IDR_Addr (GPIOG_BASE+16) //0x40021810
#define GPIOH_IDR_Addr (GPIOH_BASE+16) //0x40021C10
#define GPIOI_IDR_Addr (GPIOI_BASE+16) //0x40022010
//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
#define PHout(n) BIT_ADDR(GPIOH_ODR_Addr,n) //输出
#define PHin(n) BIT_ADDR(GPIOH_IDR_Addr,n) //输入
#define PIout(n) BIT_ADDR(GPIOI_ODR_Addr,n) //输出
#define PIin(n) BIT_ADDR(GPIOI_IDR_Addr,n) //输入
#endif