STM32位綁定操作的理解

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2、x200000000x200fffff 范 圍 （ 1m 空 間 ） ； 二 是 片 上 外 設(shè) 區(qū) ， 在0x400000000x400fff 范圍（1m 空間）。由于不能直接對(duì)一個(gè)位進(jìn)行操作， 為了實(shí)現(xiàn)對(duì)寄存器進(jìn)行快速的位操作， cortexm3 設(shè)了二個(gè) 32m 的別名區(qū)Aliasregion， 它們分別被映射到二個(gè) 1m 的位帶區(qū) bit_bandregion 。位帶區(qū)的每一個(gè)位1bit 都與別名區(qū)的一個(gè)字32bit 相對(duì)應(yīng)（由 4個(gè)字節(jié)組成） 。這樣對(duì)別名區(qū)進(jìn)行的字操作，都會(huì)映射到位帶區(qū)的相應(yīng)的位上，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)位帶區(qū)的一個(gè)位進(jìn)行快速操作。而且sTm32是32位的cpu,對(duì) 32 位的

3、操作速度是最快的。sTm32 的一個(gè)地址單元對(duì)應(yīng)8 個(gè) bit 位（一個(gè)字節(jié)） 。因此，位帶區(qū)的一個(gè) bit 位，需要占用別名區(qū)的四個(gè)地址單元。如 位 帶 區(qū) 0x20000000 的 第 0 位 對(duì) 應(yīng) 別 名 區(qū) 地 址0x220000000x22000003 ， 第 2 位 對(duì) 應(yīng) 別 名 區(qū) 地 址 0x220000040x22000007。別名區(qū)的字與位帶區(qū)的位相關(guān)聯(lián)， 而且只是字的最后一位與位相 關(guān)聯(lián)。 也可理解為， 位帶區(qū)位的狀態(tài)只與別名區(qū)存儲(chǔ)的字的奇偶相關(guān)，奇數(shù)為 1，偶數(shù)為 0。下面的映射公式給出了別名區(qū)中的每個(gè)字是如何對(duì)應(yīng)位帶區(qū)的相應(yīng)位的： bit_word_addr=bi

4、t_band_base+(byte_offset*32)+(bit_number*4)bit_wo rd_addr ： 是 位 帶 區(qū) 目 標(biāo) 位 映 射 到 別 名 區(qū) 的 字 的 起 始 地 址 bit_band_base：是別名區(qū)的起始地址sRAm 區(qū)所對(duì)應(yīng)的起始地址為 0x22000000 片上外設(shè)區(qū)所對(duì)應(yīng)的起始地址為 0x42000000byte_offset:是位帶區(qū)包含目標(biāo)位的字節(jié)的地址偏移量。在sRAm位帶區(qū)的偏移量為：(A-0X20000000), A為包含目標(biāo)位字 節(jié)的地址例：要映射位帶區(qū)中sRAm也址為0x2000300的字節(jié)中的第2位。位帶區(qū)包含目標(biāo)位的字節(jié)偏移量 by

5、te_offset=0x2000030O0x20000000=0x300 映射至屹 U 名區(qū)的字的地址 bit_word_addr=0x220XX008=0x22000000+(0x300*32)+(2*4)通過(guò)位綁定后對(duì)別名區(qū)0x220XX008地址的寫(xiě)操作與對(duì)sRAm中 位帶區(qū)中地址偏移量0x300字節(jié)的位2執(zhí)行讀改寫(xiě)操作有著相同的效 果位綁定算法：例如要對(duì)下式進(jìn)行綁定運(yùn)算if(gpIoA->IDRelsegpIoA->oDR=gpIoA->oDR 也就是對(duì) gpIoA 第 11引腳輸入信號(hào)后，在gpIoA 第 3 引腳輸出信號(hào)。要對(duì)上面程序中g(shù)pIo->oDR和g

6、oIp->IDR寄存器進(jìn)行位綁定運(yùn)算， 首先要得到gpIo->oDR和gpIo->IDR在位帶區(qū)的地址偏移量。在 Keil區(qū)Vision麻境下， 選擇 gpIoA , 用右鍵 “goToDefinitionofgpIo搬至U對(duì)應(yīng)的是 gpIoA_bAs0 就是 gpIoA 的起始 地址繼 續(xù) 查 找 gpIoA_bAse 對(duì) 應(yīng) 的 地 址 ， 找 到 對(duì) 應(yīng) 的 地 址 是Apb2peRIph_bAse+0x0800 再 查 找 Apb2peRIph_bAse 得 到 地 址 是 peRIph_bAse+0x10000+0x0800 ， 再 繼 續(xù) 查 找 得 到 地 址

7、0x40000000+0x10000+0x0800=0x400108000x40010800就是gpIoA的起始地址，根據(jù)資料端口輸出數(shù)據(jù)寄存 器(gpIox_oDR的偏移地址為：0ch。因 此 gpIo->oDR 在 位 帶 區(qū) 的 地 址 為 ：gpIoA_bAse+0x000c=0x4001080昭位帶區(qū)的地址偏移量為：0x10800同樣，根據(jù)資料端口輸入數(shù)據(jù)寄存器(gpIox_IDR羽偏移地址為：08h。因 此 gpIo->IDR 在 位 帶 區(qū) 的 地 址 為 ： gpIoA_bAse+0x0008=0x40010808 在位帶區(qū)的地址偏移量為：0x10808。由上面公式

8、oDR所要操作的0x08得出，對(duì)應(yīng)要操作的是第3位 n=3此 ， oDR 寄 存 器 第 3 位 所 對(duì) 應(yīng) 的 別 名 區(qū) 地 址 為 ：AliasAddr=0x42000000+(0x1080c)*32+3*4由上面公式中IDR所要操作的0x0800得出，對(duì)應(yīng)要操作的是第11 位 n=11因此 ， IDR 寄存器第 11 位所對(duì)應(yīng) 的別名 區(qū)地址為 ：AliasAddr=0x42000000+(0x10808*32)+11*4或者，按標(biāo)準(zhǔn)公式計(jì)算，gpIoA->IDR是占用了二個(gè)地址，第11 位對(duì)應(yīng)的是第二個(gè)地址，地址偏移量為：0x10808+1;第11引腳在第 二個(gè)字節(jié)中對(duì)應(yīng)的 n

9、=3由此得到， IDR 寄存器第 11 位所對(duì)應(yīng)的別名區(qū)地址為：AliasAddr=0x42000000+(0x10808+1)*32)+3*4在片上外設(shè)區(qū)所對(duì)應(yīng)的偏移量為：(A-0x40000000)， A 為包含目標(biāo)位字節(jié)的地址byte_offset*32 ：是因?yàn)槲粠^(qū)的一個(gè)位要擴(kuò)張到別名區(qū)的 32 個(gè)位，同樣，一個(gè)位帶區(qū)的地址也會(huì)擴(kuò)張到別名區(qū)的 32 個(gè)地址。byte_offset*32 表示前面已經(jīng)占用的地址。bit_number ：是目標(biāo)位所在的位的位置(0-7)bit_number*4 是因?yàn)?1bit 位要占用四個(gè)地址單元(四個(gè)字節(jié)，32bit 位)通過(guò)計(jì)算可以看出這兩種算法I

10、DR寄存器11位所對(duì)應(yīng)的別名區(qū) 地址是一樣的。位綁定由指針操作完成：u32*pAo3=(u32*)(0x42000000+(0x4001080c-0x40000000)*32+3*4);pAo3表示對(duì)gpIoA端口第3位輸出u32*pAI11=(u32*)(0x42000000+(0x40010808-0x40000000)*32+11*4);pAI11表示對(duì)gpIoA端口第11位輸入上式將oDR綁定后程序?yàn)椋篿f(gpIoA->IDRelse*pAo3=0;第11引腳輸入信號(hào)時(shí)，第3引腳輸出信號(hào)上式將IDR綁定后程序?yàn)椋?if(*pAI11=1)*pAo3=1;else*pAo3=0;

11、程序如下：#includeintmain(void)gpIoA->cRL=0x33333333；t pA.0pA.7 引腳進(jìn)行輸出模式配置gpIoA->cRh=0x44444444?t pA.8pA.15 引腳進(jìn)行輸入模式配置u32*pAo3=(u32*)(0x42000000+(0x4001080c-0x40000000)*32+3*4);u32 *pAI11=(u32*)(0x42000000+(0x40010808-0x40000000)*32+11*4);while (1)if(*pAI11=1)*pAo3=1;else*pAo3=0;return(1);位綁定操作不僅可以

12、對(duì)IDR oDR進(jìn)行綁定，同樣也可以其它寄 存器進(jìn)行綁定。位綁定操作簡(jiǎn)化輸入辦法：上面方案中位的指針綁定操作，要對(duì)大量的端口進(jìn)行綁定操作，數(shù)據(jù)輸入太繁瑣。可以用 #define 預(yù)定義的辦法簡(jiǎn)化。先定義地址，再定義公式，最后進(jìn)行綁定。定義gpIo地址：#definegpIo_oDR_A(gpIoA_bAse+0x0c)#definegpIo_IDR_A(gpIoA_bAse+ 0x08)#definegpIo_oDR_b(gpIob_bAse+0x0c)#definegpIo_IDR_b(gpIob_b Ase+0x08)#definegpIo_oDR_c(gpIoc_bAse+0x0c)#d

13、efinegpIo_IDR_c(gpIo c_bAse+0x08)#definegpIo_oDR_D(gpIoD_bAse+0x0c)#definegpIo_IDR_D(gpIoD_bAse+0x08)#definegpIo_oDR_e(gpIoe_bAse+ 0x0c)#definegpIo_IDR_e(gpIoe_bAse+0x0僦義位綁定公式 bitband:#definebitband(Addr,bitnum)(Addr*32 相當(dāng)于左移5 位， *4 相當(dāng)于左移2 位。 左移運(yùn)算比乘法運(yùn)算快一點(diǎn)。上式也可以用下式替代：#definebitband(Addr,bitnum)(Addr要

14、把公式轉(zhuǎn)化為無(wú)符號(hào)長(zhǎng)整型指針#definebitband(Addr,bitnum)*(volatileunsignedlog*)(Addr因?yàn)橛卸€(gè)綁定區(qū)， 為了用一個(gè)公式來(lái)表達(dá)， 別名區(qū)地址最高一位通過(guò) “與”運(yùn)算，由位帶區(qū)地址的最高位決定；地址偏移量通過(guò)“與 ”運(yùn)算保留低五位獲得。volatile 關(guān)鍵字告訴編譯器后面的變量不要優(yōu)化，每次都是從源頭去讀寫(xiě)。定義pAout 作為 gpIoA 的輸出、 pAIn 作為 gpIoA 的輸入#definepAout(n)bitband(gpIo_oDR_A,n)#definepAIn(n)bitband(gpIo_IDR_A,n)程序如下：#def

15、inegpIo_oDR_A(gpIoA_bAse+0x0c)#definegpIo_IDR_A(gpIoA_bAse+ 0x08)#definegpIo_oDR_b(gpIob_bAse+0x0c)#definegpIo_IDR_b(gpIob_b Ase+0x08)#definegpIo_oDR_c(gpIoc_bAse+0x0c)#definegpIo_IDR_c(gpIo c_bAse+0x08)#definegpIo_oDR_D(gpIoD_bAse+0x0c)#definegpIo_IDR_D (gpIoD_bAse+0x08)#definegpIo_oDR_e(gpIoe_bAse

16、+0x0c)#definegpIo_I DR_e(gpIoe_bAse+0x08)#definebitband(Addr,bitnum)*(volatileunsignedlong*)(Addr 對(duì) pA.0pA.7引 腳進(jìn)行輸出模式配置 gpIoA->cRh=0x44444444對(duì) pA.8pA.15引腳進(jìn)行輸入模式配置 while(1)if(pAIn(8)=1)elseif(pAIn(9)=1)elseif(pAIn(10)=1)elseif(pAIn(11)=1)els eif(pAIn(12)=1)elseif(pAIn(13)=1)elseif(pAIn(14)=1)elseif(pAIn(15