玩转STM32位运算:位带操作让你编程更轻松
ARM与嵌入式 2024-05-29

为了像51单片机一样能够对某个管脚单独操作,引入了位带操作这样的操作机制。

如下图,位带(Bit band)区就是就是你想单独操作的IO的区域,比如PA1、PA2。而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。可以看下表,M3内核存储器映射表,你能看到1M内存的BitBand区,还有与之对应的32M内存的BitBand别名区,因为你将每一位膨胀成为了一个32位的地址,所以相应的别名区的内存也会是位带区的32倍。

想进行位带操作,应该先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。

官方给出了如下相应的计算公式:

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

其中,AliasAddr是别名区的地址,A是GPIOA->ODR的地址,n是该端口的上的某一位。

0x42000000是位带别名区域的起始地址,A是输出数据寄存器GPIOA->ODR的地址,A的地址先减去位带区基地址,得到的是相对于位带区基地址的偏移地址,那么膨胀之后还是一个偏移地址,是相对于位带别名区基地址的偏移量,加上位带别名区域基地址,就得到了其对应的别名区地址。

多数情况下,大家见到的代码,应该是以下这个样子,一共分为三步:

#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))

第一步,就是我们上面分析的,得到位带别名区域的32位地址。

第二步,就是将第一步得到的32位地址,给转换成一个指针变量,并且操作这个地址里的值,唯一的区别,就是由于安全的考虑,多加了一个volatile 这样的关键字。

举个例子

如下,想直接访问0x00000001这个地址,并且给这个地址写1,该怎么做呢?

# define ADDR 0x00000001*(int *)ADDR = 1;

第三步,就是将前两部,结合在一起,根据传入的addr和bit计算得到32位的地址,然后强制类型转换,使得我们可以去操作这个地址里的值。

提示:bitnum<<2相当于bitnum2乘以4,位运算相关文章:C语言操作寄存器的常见手法,实际上在计算机底层乘法也是基于位运算实现的。


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