【STM32】位带原理分析和应用

00. 目录

文章目录

00. 目录
01. 位带概述
02. 位带操作
03. 位带C语言实现
04. 应用示例一
05. 应用示例二
06. 附录
07. 声明

01. 位带概述

位带操作简单的说，就是把每个比特膨胀为一个 32 位的字，当访问这些字的时候就达到了访问比特的目的，比如说 GPIO 的 ODR 寄存器有 32 个位，那么可以映射到 32 个地址上，我们去访问这 32 个地址就达到访问 32 个比特的目的。这样我们往某个地址写 1 就达到往对应比特位写 1 的目的，同样往某个地址写 0 就达到往对应的比特位写 0 的目的。

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进行读写。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。这两个区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。

02. 位带操作

SRAM 区中的位带地址映射

对于片上外设，映射关系如下表所示

03. 位带C语言实现

//位带操作,实现51类似的GPIO控制功能
//IO口操作宏定义
#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))
//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 //IO口操作,只对单一的IO口!
//确保n的值小于16!
#define PAout(n)   BIT_ADDR(GPIOA_ODR_Addr,n)  //输出
#define PAin(n)    BIT_ADDR(GPIOA_IDR_Addr,n)  //输入 #define PBout(n)   BIT_ADDR(GPIOB_ODR_Addr,n)  //输出
#define PBin(n)    BIT_ADDR(GPIOB_IDR_Addr,n)  //输入 #define PCout(n)   BIT_ADDR(GPIOC_ODR_Addr,n)  //输出
#define PCin(n)    BIT_ADDR(GPIOC_IDR_Addr,n)  //输入 #define PDout(n)   BIT_ADDR(GPIOD_ODR_Addr,n)  //输出
#define PDin(n)    BIT_ADDR(GPIOD_IDR_Addr,n)  //输入 #define PEout(n)   BIT_ADDR(GPIOE_ODR_Addr,n)  //输出
#define PEin(n)    BIT_ADDR(GPIOE_IDR_Addr,n)  //输入#define PFout(n)   BIT_ADDR(GPIOF_ODR_Addr,n)  //输出
#define PFin(n)    BIT_ADDR(GPIOF_IDR_Addr,n)  //输入#define PGout(n)   BIT_ADDR(GPIOG_ODR_Addr,n)  //输出
#define PGin(n)    BIT_ADDR(GPIOG_IDR_Addr,n)  //输入#define PHout(n)   BIT_ADDR(GPIOH_ODR_Addr,n)  //输出
#define PHin(n)    BIT_ADDR(GPIOH_IDR_Addr,n)  //输入#define PIout(n)   BIT_ADDR(GPIOI_ODR_Addr,n)  //输出
#define PIin(n)    BIT_ADDR(GPIOI_IDR_Addr,n)  //输入

04. 应用示例一

LED循环亮1秒灭1秒

led.h文件

#ifndef __LED_H__
#define __LED_H__#include "sys.h"//LED初始化
void LED_Init(void);//位带操作
#define LED1 PFout(9)
#define LED2 PFout(10)#endif /*__LED_H__*/

led.c文件

#include "led.h"//LED初始化
void LED_Init(void)
{GPIO_InitTypeDef gpio_InitTypeDef;gpio_InitTypeDef.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9 | GPIO_Pin_10;gpio_InitTypeDef.GPIO_Mode = GPIO_Mode_OUT;gpio_InitTypeDef.GPIO_Speed = GPIO_Speed_100MHz;gpio_InitTypeDef.GPIO_OType = GPIO_OType_PP;gpio_InitTypeDef.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_UP;//使能时钟RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOF, ENABLE);//GPIO初始化GPIO_Init(GPIOF, &gpio_InitTypeDef);//设置高电平 LED灭GPIO_SetBits(GPIOF, GPIO_Pin_9 | GPIO_Pin_10);
}

main.c文件

#include "stm32f4xx.h"#include "delay.h"
#include "led.h"int main(void)
{       delay_init(168);LED_Init();//3. LED闪烁while(1){//灭LED1 = 1;LED2 = 1;delay_ms(1000);//亮LED1 = 0;LED2 = 0;delay_ms(1000);}
}

05. 应用示例二

流水灯

main.c文件

#include "stm32f4xx.h"#include "delay.h"
#include "led.h"int main(void)
{       delay_init(168);LED_Init();//3. LED闪烁while(1){//灭LED1 = 0;LED2 = 1;delay_ms(1000);//亮LED1 = 1;LED2 = 0;delay_ms(1000);}
}

06. 附录

6.1 【STM32】STM32系列教程汇总

网址：【STM32】STM32系列教程汇总

07. 声明

该教程参考了正点原子的《STM32 F4 开发指南》