[课程-014位带操作——GPIO的输入和输出控制]

一、概念性

什么是位带操作

​ 位带操作就是可以单独对一个比特位读和写。在51单片机中，通过sbit关键字来实现位定义。

对于STM32位带区和位带别名区的理解

​ STM32里没有这样的关键字，但可以通过位带别名区来实现。

图解

​ 想要控制这些bit，就可以通过访问和控制位带别名区的一个32bit的字（因为stm32单片机以32bit为单位操作最为高效），来控制位带区内的任意一位。

一个位带区的位对应位带别名区的四个字节（32bit）。

SRAM存储代码的区域。

二 、位带区和位带别名区的地址转换

- 地址关系

地址名称	地址
外设位带区地址	0x4000 0000 ~ 0x4010 0000
外设位带别名区地址	0x4200 0000 ~ 0x43ff ffff
SRAM 位带区地址	0x2000 0000 ~ 0x2010 0000
SRAM 位带别名区地址	0x2200 0000 ~ 0x23ff fff

外设位带区和外设位带别名区同属于片上外设

(一) 外设位带区和位带别名区

AliasAddr = 0x4200 0000 + (Addr-0x4000 0000)*8*4 + n*4

• 公式的解释

  (Addr-0x4000 0000)得到的是相差几个字节

  *8是因为一个字节8个位

  *4是因为一个位在位带别名区内要膨胀成4个位

  + n*4 是因为某一个位号在位带别名区内要膨胀成4个位

(二) SRAM位带区和SRAM位带别名区

AliasAddr = 0x2200 0000 + (Addr-0x2000 0000)*8*4 + n*4

（三） 外设和SRAM统一转化处理公式

((addr & 0xF000 0000)+0X0200 0000 + ((addr&0x00FF FFFF)<<5)+(bitnum<<2))

• addr 要操作的位所在寄存器地址
• bit num 寄存器的第几位

三、实操

（一） 代码分析

#include "stm32f10x.h"
#include "bsp_led.h"
#include "bsp_key.h"

#define GPIOB_ODR_Addr      (GPIOB_BASE+0x0C)
#define PBout(n)            *(unsigned int *)((GPIOB_ODR_Addr & 0xF0000000)+0X02000000+((GPIOB_ODR_Addr&0x00FFFFFF)<<5)+(n<<2))


int main(void)
{
    LED_GPIO_Config(LED_R_GPIO_PIN);
    while(1)
    {
        PBout(5) = 1;
        //GPIO_ResetBits(LED_GPIO_PORT,LED_R_GPIO_PIN);
        Delay(0xFFFFF);
        
        PBout(5) = 0;
        //GPIO_SetBits(LED_GPIO_PORT,LED_R_GPIO_PIN);
        Delay(0xFFFFF);
    }

}

1. 位带公式

   ((addr & 0xF000 0000)+0X0200 0000 + ((addr&0x00FF FFFF)<<5)+(bitnum<<2))
   

2. 位带宏定义

   #define GPIOB_ODR_Addr      (GPIOB_BASE+0x0C)
   #define PBout(n)            *(unsigned int *)((GPIOB_ODR_Addr & 0xF0000000)+0X02000000+((GPIOB_ODR_Addr&0x00FFFFFF)<<5)+(n<<2))
   

   • 位带公式，经编译后，运算得到的值只是一个数，芯片无法识别为地址。
   • 要想识别为地址，需要将这个数强制类型转换为地址，加(unsigned int *)
   • 经过转换后，要用一个指针指向此地址，需要加``*`

3. 变量n在PBout(n)作为一个未知数的作用，#define很强啊。

4. 综上，实现位带操作，需要两个宏定义

   • 一是某一外设地址=基地址+偏移地址
   • 二是将Pxout(n)、Pxint(n)进行宏定义

梨梨笔记
时间戳：2020年8月4日 20:37:09