STM32F4X寄存器的代码详解—SDA

资料：STM32F4XX中文参考手册—（7通用IO口/7.4GPIO寄存器）

问题描述：

我们在STM32F407关于IIC通讯实验例程中发现了一串看不懂的代码，代码所在文价夹是myiic.h ，代码如下所示：

可以看到，后边的~(3<<(9*2)),不知道什么意思。

我们就拿#define SDA_IN() { GPIOB->MODER&=~(3<<(9*2))；GPIOB->MODER|=0<<9*2为例子。

如果理解了它，下边的代码#define SDA_OUT()....的代码，同理也能理解。

思考过程：

看到MODER，知道查看STM32F4XX中文参考手册，看第7章通用IO口/7.4节 GPIO寄存器，如下图1所示：

图1

GPIO 端口模式寄存器，那这个寄存器就是MODER9,他控制的是18，19位；哪个上述文件夹的这个代码可以理解为A&=~（3<<(9*2)）；就是3<<(9*2)取反后和原来得A值与运算再赋值给A,按照优先级的算术过程如下：

先算（9*2）
再算（3<<(9*2)），
接着对（3<<(9*2)）取反
第3.部得出来的值再和A进行&运算
最后把第4.部算出来得值赋值给A，就是最后结果。

因此对GPIOB->MODER&=~(3<<(9*2)）这个代码得理解是：

原来得GPIOB->MODER得值跟~(3<<(9*2)）与运算后，再赋值给GPIOB->MODER ，就是这个意思。

软件调试:(帮助理解)

我们不知道这个GPIOB->MODER原来的值，因此要下载程序，烧入板子，才能看到。

进入到Debug调试界面看它原来的值，然后我们可以验证下，这个原来的值是烧入板子调试之后，才能出现值。这个要进入Debug，view中点击watch1小窗口，然后复制GPIOB->MODER，粘贴到watch1里面，可以看到原来的值，然后设置断点进入程序里，看他运算之后MODER的值。

如下图2所示，我们用快捷键ctrl+F搜索全局变量，就是搜索SDA_IN的全局变量，上边Find in Files，点击Find All，这样看它调试过程。

图2

搜索全局变量之后，就能看到如下图3所示的，

图3

如上图3所示，在最下边窗口蓝色标注的出现了它的相应文件夹，就是myiic.c文件夹，点击下边的就能快速进入文件夹的SDA_IN所在位置了。

这里因为对GPIOB->MODER进行了两次运算，然后我们为了方便观察，把SDA_IN替换成GPIOB->MODER&=~(3MODER|=0，并在调试之前就在这两串代码前设置断点，等会儿调试进去看下变化。如下图4所示。

图4

如上图所示，可以看到进入到第一个断点时，GPIOB->MODER的值为0x40050280，这就是执行前的值，GPIOB->MODER原来的值是0x40050280。

图5

如上图5所示，又执行到下一个断点处，可以看到watch1窗口处，执行后的结果GPIOB->MODER的值为0x40010280.

我们验证下与运算后结果是否一样，如下图所示，在调试页面，直接选中它就能出现~(3<<(9*2))的值，它的值为0xFFF3FFFF。

同样的也可以看到与运算后的GPIOB->MODER的结果，与运算后GPIOB>MODER=0x40010280，

计算：

GPIOB->MODER&=~(3<<(9*2))

=0x40050280&（0xFFF3FFFF）=0x40010280

结果正确。

原来的GPIOB->MODER的值为0x40050280，跟~(3<<(9*2))进行与运算后变成0x40010280，可以看到5变成了1，就是0101——0001，对照中文参考手册发现是位18变成0.

1、然后为什么是3左移呢？

答：（1）3就是11，11左移（9*2）=18位，可以看中文参考手册数是原来11在0位和1位位置，左移数到18位，对应的是18.19位，所以此时18位，19位对应的就是11 ——（3<<(9*2))）的结果。

（2）然后取反就是18.19位变成00，00与运算任何数都是00，所以GPIOB->MODER&=~(3<<(9*2))的结果就是18，19位还是0，即把目标位清0.

2、接下来说GPIOB->MODER|=1

答：（1）1就是01，01左移（9*2）=18位，可以看中文参考手册数是原来01对应的是1位，0位置，左移数到18位，对应的是18.19位，所以此时18位，19位对应的就是01 ——（1<<(9*2))的结果

（2）然后01与任何数或运算就是那个数本身，所以本身是GPIOB->MODER值为0x40010280，从右往左数是1，0001，一个数对应4位，起始位为0，因此对应的19，18位是00，就是输入模式。

//IO方向模式设置这里第一步是将目标位设置为00，第二步才是设置（即设置新的值，让其为什么模式）

#define SDA_IN() { GPIOB->MODER&=~(3<<(9*2))；GPIOB->MODER|=0<<(9*2) ；} //PB9输入模式

#define SDA_OUT() { GPIOB->MODER&=~(3<<(9*2))；GPIOB->MODER|=1<<(9*2)；} //PB9输出模式

//3是11,11移动到控制GPIO的位置，取反，设为00，最后与不影响其他位，所以巧妙地把那两位设置成了00，输入模式

//后面那个，1是01，最后将GPIO位设置为了01，通用输出模式

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