STM32中位带操作

stm32中的位带操作

1.基础概念回顾

1…什么是位操作？
位操作就是可以单独对一个比特位读和写
2.什么是位带操作？
支持了位带操作后，可以使用普通的加载/存储指令来对单一的比特讲行读写。在CM3中，有两个区中实现了位带。其中一个是SRAM区的最低1MB范围，第二个则是片内外设区的最低1MB范围。这两个位带中的地址除了可以像普通的RAM一样使用外，它们还都有自己的“位带别名区”，位带别名区把每个比特膨胀成一个 32位的字。当你通过位带别名区访问这些字时，就可以达到访问原始比特的目的。
3.什么是位带区域？
位带区，就是就是你想单独操作的IO的区域，也就是PA,PB……等这一堆IO口的内存所在区
4.什么是位带别名区？
位带别名区，就是你给每一位重新起了个名字的那一片地址区域
5.位带区域与位带别名区的操作公式
1.对于SRAM位带区的某个比特，记它所在字节地址为A,位序号为n(0<=n<=7)，则该比特在别名区的地址为:

 AliasAddr=0x22000000+((A-0x20000000)*8+n)*4 =Ox22000000+ (A-Ox20000000)*32 +n*4

2.对于片上外设位带区的某个比特，记它所在字节的地址为A,位序号为n(<=n<=7)，则该比特在别名区的地址为:

AliasAddr=0x42000000+((A-0x40000000)*8+n)*4 =0x42000000+ (A-Ox40000000)*32 +n*4

5.位带区域与位带别名区的操作公式为何是这样的？
5.1先看存储器映像

在上图6.4中，被控单元的FLASH，RAM，FSMC和AHB到APB的桥（即片上外设），这些功能部件共同排列在一个4GB的地址空间内。我们在编程的时候，可以通过他们的地址找到他们，然后来操作他们。（通过c语言对他们进行数据的读和写）

在这4GB的地址空间中，ARM已经粗线条的平均分成了8个块，每块512MB，每个块也都规定了用途，具体分类见表格6-1。每个块的大小都有512MB，显然这是非常大的。

我们知道在CM3中，有两个地方实现了位带，一个是SRAM区最低1MB空间。一个是外设区最低1MB空间。

 AliasAddr=0x22000000+((A-0x20000000)*8+n)*4 =Ox22000000+ (A-Ox20000000)*32 +n*4
/*
则在SRAM区
AliasAddr是别名区的地址
0x22000000是SRAM位带别名区的起始地址
A是SRAM位带区的某个比特，记它所在字节的地址为A，位序号为n(0<=n<=7)
(A-0x20000000)代表该比特前面有多少个字节，一个字节8位所以乘以8，
一个位膨胀后是4字节，所以乘以4.n表示该比特在A地址的序号，因为一
个位膨胀后是4字节，所以也*4
*/

2.如何进行位带操作

你想进行位带操作去操作某个IO口的某一位，那么在STM32的环境下，你应该去找该位对应的别名区的地址，找到了这个地址，对这个地址进行操作，那么实际上也就是对该位进行操作了.

2.1统一公式：

1 //把"位带地址+位序号"转换成别名地址的宏
2 #define BITBAND(addr， bitnum)  ((addr & 0xF0000000)+0x02000000+ ( (addr & 0x00FFFFFF)<<5)+(bitnum<<2))
/*
addr & 0xF0000000是为了区别SRAM还是外设，实际效果就是取出4或者2，如果是外设则取出4+0x02000000就是0x42000000
addr & 0x00FFFFFF 屏蔽了高三位，相当于减去0x20000000或者0x40000000
为何屏蔽高三位？
因为外设地址最高地址是：0x20100000，和起始地址0x20000000之间相减时候
总是低五位才有效，所以才把高三位屏蔽来达到减去地址的效果，而<<5相当于
*4*8.<<2相当于*4
*/

2.2GPIO位带操作示例

这里我们通过设置GPIOx_IDR(端口输入数据寄存器)和GPIOx_ODR（端口输出数据寄存器）来进行操作。

查数据手册可知：GPIOx_IDR偏移地址是0x10(16)而 GPIOx_ODR的偏移地址是0x14(20)
则：

#ifndef __LED_H__
#define __LED_H__

//IO口操作宏定义
#define BITBAND(addr, bitnum) (0x42000000 +((addr-0x40000000)<<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 
 //单一IO口操作
#define PAout(n)   BIT_ADDR(GPIOA_ODR_Addr,n)  
#define PAin(n)    BIT_ADDR(GPIOA_IDR_Addr,n)  

#define PBout(n)   BIT_ADDR(GPIOB_ODR_Addr,n) 
#define PBin(n)    BIT_ADDR(GPIOB_IDR_Addr,n) 

#define PCout(n)   BIT_ADDR(GPIOC_ODR_Addr,n) 
#define PCin(n)    BIT_ADDR(GPIOC_IDR_Addr,n)  

#define PDout(n)   BIT_ADDR(GPIOD_ODR_Addr,n)  
#define PDin(n)    BIT_ADDR(GPIOD_IDR_Addr,n)  

#define PEout(n)   BIT_ADDR(GPIOE_ODR_Addr,n) 
#define PEin(n)    BIT_ADDR(GPIOE_IDR_Addr,n) 

#define PFout(n)   BIT_ADDR(GPIOF_ODR_Addr,n) 
#define PFin(n)    BIT_ADDR(GPIOF_IDR_Addr,n) 

#define PGout(n)   BIT_ADDR(GPIOG_ODR_Addr,n) 
#define PGin(n)    BIT_ADDR(GPIOG_IDR_Addr,n) 

#define PHout(n)   BIT_ADDR(GPIOH_ODR_Addr,n)  
#define PHin(n)    BIT_ADDR(GPIOH_IDR_Addr,n) 

#define PIout(n)   BIT_ADDR(GPIOI_ODR_Addr,n)  
#define PIin(n)    BIT_ADDR(GPIOI_IDR_Addr,n)  
//°´¼ü³õʼ»¯º¯Êý
void led_init(void);

#endif

在主函数里调用即可

#include "stm32f4xx.h"
#include "led.h"

//延时
void delay(int x)
{
	int i,j;
	for(i=0;i<x;i++)
		for(j=0;j<10000;j++);
}

int main()
{
	led_init();
	while(1)
	{
			PAout(6)=0;//设置PA6为低电平，点亮led灯
		delay (100);
			PAout(6)=1;//设置PA6为高电平，熄灭led灯
		delay (100);
	}

}