STM32位带操作
一. 什么是位带操作:
首先我们看一下STM32F4系列单片机的SRAM地址范围和外设地址范围: 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。 可以看到外设APB1/2和AHB1都是属于这外设1M范围之内的,我们可以对APB1/2和ABB1这些外设的 寄存器的每一位进行操作,另外SRAM的也是一样。 那么位带操作是怎么回事呢?位带操作说白了就是将APB1/2和AHB1这些外设的每一位寄存器都映射 到一个32位地址中去,这样映射过去的目标地址我们称之为外设位带别名区地址。然后我们就对 这些别名地址进行操作就可以设置对应的位了。 这里要把每一位都映射成4个字节(32位,为什么要映射成4个字节呢?STM32是32位总线的。 映射成32位效率更高), 映射的结果如下图所示,可以看到每一个bit都映射成了32位,也就是4字节。
二.映射方式:
SRAM:
AliasAddr = 0x22000000 + (A-0X20000000)*8*4+n*4
外设:
AliasAddr = 0x42000000 + (A-0X40000000)*8*4+n*4
看sram部分:
0x22000000 是sram位带映射区域的基地址,A是要操作的寄存器的基地址,(A-0X20000000)是计算
要操作的寄存器地址相对外设基地址的偏移量(单位字节),*8是一个字节是8位,一位又被膨胀成4
个字节,所以再*4,就是在位带映射区相对于首地址的偏移量(单位字节)了。n是代表要操作的寄存器
的具体哪一位了,一位膨胀成4字节,所以再加上这n*4就可以得到这个寄存器的映射区的地址。
三.编程实现:
上面的计算方法可以归纳到一起:
#define BITBAND(addr, bitnum) ((addr & 0xF0000000)+0x2000000+((addr &0xFFFFF)<<5)+(bitnum<<2))
addr & 0xF0000000 可以获取当前需要位带映射的是sram还是外设,+0x2000000即可得到位带映射区域的基地址。
addr &0xFFFFF 只取addr的低二十位,也就是1M范围,偏移是不会超过1M范围的。<< 5相当于*(2^5)= 2x2x2x2x2=32
bitnum是具体到寄存器的哪一位,<<2 就是*4.
#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))
#define GPIOA_ODR_Addr (GPIOA_BASE+20)
#define GPIOB_ODR_Addr (GPIOB_BASE+20)
#define GPIOC_ODR_Addr (GPIOC_BASE+20)
#define GPIOD_ODR_Addr (GPIOD_BASE+20)
#define GPIOE_ODR_Addr (GPIOE_BASE+20)
#define GPIOF_ODR_Addr (GPIOF_BASE+20)
#define GPIOG_ODR_Addr (GPIOG_BASE+20)
#define GPIOH_ODR_Addr (GPIOH_BASE+20)
#define GPIOI_ODR_Addr (GPIOI_BASE+20)
#define GPIOA_IDR_Addr (GPIOA_BASE+16)
#define GPIOB_IDR_Addr (GPIOB_BASE+16)
#define GPIOC_IDR_Addr (GPIOC_BASE+16)
#define GPIOD_IDR_Addr (GPIOD_BASE+16)
#define GPIOE_IDR_Addr (GPIOE_BASE+16)
#define GPIOF_IDR_Addr (GPIOF_BASE+16)
#define GPIOG_IDR_Addr (GPIOG_BASE+16)
#define GPIOH_IDR_Addr (GPIOH_BASE+16)
#define GPIOI_IDR_Addr (GPIOI_BASE+16)
#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)
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