故事很多，我打算用一辈子来跟你讲，你准备好了吗？(狗头

没必要一次看完，多看几遍消化消化。

所有操作,最终目的都是操作寄存器

stm32编程实质上是修改寄存器的32位的具体的值

单片机

sfr P0=0x80; //关键字sfr 声明地址和名称的映射

P0=0x00; //将0x00赋值给P0口的8位(51单片机一组IO为8位)

STM32

GPIOA->ODR=0x00000000 //为GPIOA的ODR寄存器地址赋值0x00000000

什么是寄存器？

寄存器是中央处理器内的组成部分,它可以从其他寄存器，或者内存中获取指令，地址，数据然后给CPU用，有时候 由于内存太慢，内存和寄存器之间要加一个叫Cache的东西，为了弥补内存的不足，内存-》Cache-》寄存器-》CPU。

指令、地址寄存器与数据寄存器都类似，里边存放的都是0和1，毕竟单片机也只认识机器码，机器码都是0或1，只是特别的规定下，数据寄存器里面存放的0和1表示数据，指令寄存器里存放的表示指令。

既然有不同的寄存器，那CPU怎么去区分这些寄存器？

---通过地址，STM32给不同的寄存器分配了不同的地址。

怎么找到某个寄存器的地址？---查看数据手册

补充：32位cpu代表了什么，stm32也是32位

代表的是数据总线32位，也就是说cpu一次可以处理32位数据，而上面我们说了，cpu要从寄存器取数据，所以它寄存器也是32位的，所以32位代表什么？代表它的寄存器是32位的。

敲黑板：stm32的寄存器是32位的，都是存储8位16进制的数或者32位2进制的01数字。

什么是地址映射？

所谓地址映射，就是将芯片上的寄存器 甚至I/O等资源与地址建立一一对应的关系。

如果某地址对应着某寄存器，我们就可以运用C语言的指针来寻址并修改这个地址上的内容，从而实现修改该寄存器的内容。

所以我们能操作IO资源(如引脚)的根本原因是，这些引脚由于地址映射与地址建立了对应关系，而 部分地址 又和 寄存器建立了对应关系，所以，我们说操作某些资源就是操作某些寄存器应该不难理解了

IO资源---地址---寄存器

正是因为头文件中有了对于各种 寄存器 和 I/O端口 的地址映射，我们才可以在51单片机程序中方便地使用P2^0 =0xFF; TMOD =0xFF等赋值句子对寄存器进行配置，从而控制单片机。

我们可以看出地址才最重要的纽带，那么我们怎么去访问地址，能访问多少？怎么抽象出地址这一概念的?是不是得有一些东西支撑？这个东西就是地址总线。cpu通过地址总线访问地址，我们操作地址当然也是通过地址总线啦，因为我们操作着CPU嘛(滑稽)，假如一个芯片有32根地址总线，每根线有两种状态(0/1)所以32根能表示2^32个状态，一个状态代表一个地址，所以这一共有4G的地址能表示(访问)。

2^10 = 1024 = 1Kb

2^30 = 1024x1024x1024= 1024*(1024*1kb) = 1024Mb = 1G

2^32 = 1G x 4= 4G

APB2总线就是指特定的一段地址，如：0x4001 0000—XXXX

然后官方书上有段话，大致意思：你能理解这句话的深刻含义吗？

程序存储器、数据存储器、寄存器和输入输出端口 被 组织在同一个4GB的线性地址空间内。

说到映射大家可能就会想到函数映射，脑海里会有一个画面：左边一个集合中的某个元素“射”出一条带箭头的直线指向右边的集合的某个元素。如果你高数或离散数学再好一点儿的话会想到单射、双射、满射、恒等映射(你要是这个都想到了，那你牛B！)……其实外围设备的内存映射原理是一样的，只不过左边的集体变成了CPU，右边的集合变成了外围设备，那条带箭头的线就是连接CPU和外设地址引脚的地址总线。

学习stm32最困难的地方，就是理解功能对应的寄存器的逻辑关系，甚至一个简单的功能往往是多个寄存器的调用的结果，理解寄存器之间的关系，学会查看寄存器的值。

以GPIOA为例说明STM32寄存器和名称的映射

GPIOA下的某个寄存器,挂载在GPIOA下,地址为GPIOA基地址+偏移量

GPIOA挂载在APB2总线,地址为APB2总线基地址+GPIOA偏移量

ABP2挂载加外设基地址,地址为外设基地址+ABP2偏移量

源码中可以找到：

//外部总线基地址 8位16进行不刚好是32位2进制吗？---地址总线的作用别忘了

#define PERIPH_BASE ((uint32_t)0x40000000)

//APB2基地址=外部总线基地址+偏移量

#define APB2PERIPH_BASE (PERIPH_BASE + 0x10000)

//GPIOA基地址=APB2基地址+偏移量

#define GPIOA_BASE (APB2PERIPH_BASE + 0x0800)

//GPIOA将地址顺序分配给7个32位寄存器(结构体分配)

#define GPIOA ((GPIO_TypeDef*)GPIOA_BASE)

/将寄存器地址映射到7个32位寄存器,分别控制

typedef struct

{

IO unit32_t CRL;

IO unit32_t CRH;

IO unit32_t ODR;

IO unit32_t IDR;

IO unit32_t BSRR;

IO unit32_t BRR;

IO unit32_t LCKR;

}GPIO_TypeDef;

关于寄存器的都说了，怎么查寄存器的地址呢？

上面说了利用参考手册找，参考手册网盘链接在文末

假如你想读取PB3引脚的电平

第一步 找到GPIOB的基地址：(以后找就来这)

第二步找到端口输入寄存器的地址偏移(结论是0x4001 0C00+8 = 0x4001 0C08)，地址偏移上面写着 8，PB3的数据位于从右往左数第4个 即IDR3

这张图片包含了很多信息，首先这两行表示的是一个寄存器的内部结构，上面一行告诉我们保留，就是放着不用，始终读为0，而下面就是0～15个引脚位置，最下面的r的意思是只读，不能写

总结：PB3的输入数据位于0x4001 0C08这个地址上，这个地址上所存放数据的右起第4个位就是PB3引脚 对应 的高低电平

我们可以简单粗暴地直接访问这个地址：

unsigned int *pGPIOB_IDR = (unsigned int *)0x40010C08;

unsigned char PB3 = *pGPIOB_IDR & 0x8;//取出从右往左数的第4位

直接访问的操作并不好用，每操作一个寄存器就必须去查看数据手册，然后找找这个寄存器的地址。

意法半导体公司为了方便大家使用，就把这些寄存器都起了一目了然的名字，把寄存器与地址映射关系放在他们提供的头文件里。这个文件就是stm32f10x.h。(我们上面地址映射那段讲到的知识又用到了，现在是读这段话是不是觉得理所当然，是不是知道自己再做什么？而不是无脑比着其他代码写)

直接操作寄存器来点亮LED。

我的板子对应的LED是PB8。首先要配置时钟使能。

为什么配置时钟？为了省电，默认的时钟都是关闭的。配置STM32的任何资源前，都必须首先使能时钟。配置哪个时钟？

时钟的信息在参考手册里边，参考手册十分巨大，不用通读，就像一个字典，需要什么查什么。

时钟控制名字叫做RCC，属于AHB总线。GPIOB属于APB2。

下图系统结构可以看到时钟的从属关系，此图位于手册P25页，十分重要。可以看出AHB总线包含RCC时钟控制，GPIO是属于APB2的。

我们已经知道，GPIO端口B的地址从0x4001 0C00开始。接下来只寻找时钟使能寄存器的地址：

复位和时钟控制RCC的地址从0x4002 1000开始。

可以在6.3.7小节找到APB2外设时钟使能寄存器(RCC_APB2ENR)，偏移地址是0x18,所以APB2的地址就是0x4002 1018。

看手册RCC_APB2ENR，位3是IOPBEN---IO端口B时钟使能，就是我们想要的。把RCC_APB2ENR的位3赋值为1，就是开启GPIOB时钟。配置为通用输出

既然叫做IO，那么肯定就是可以输入，可以输出，到底是输入还是输出呢？

控制LED需要输出高电平或是低电平，所以需要配置为输出。

一个STM32的IO需要4个位来配置，所以一个32位的寄存器最大只能配置8个IO。STM32中，用端口配置低寄存器(GPIOx_CRL)来配置引脚Px0-Px7, 用端口配置高寄存器(GPIOx_CRH)来配置引脚Px8-Px15。

配置引脚PB8，使用的寄存器是GPIOB_CRH。下面我们来寻找这个寄存器的地址。

因为是PB8所以要配置对应的：CNF8和MODE8

关于此寄存器的说明位于8.2.2小节。先看标题GPIOx，表示PA,PB，PC直到PE都能用。

偏移地址是0x04，意思是在基地址的基础上再加0x04，所以，对于GPIOB来说就是0x4001 0c04。如果配置PB0-PB7,那么需要的寄存器是低位的寄存器GPIOB_CRL，它的地址是0x4001 0c00。我们需要配置的寄存器是GPIOB_CRH。

找到需要操作的寄存器后，把它配置为通用输出。

复位值是0x4444 4444，并不是0x0000 0000。所谓的复位值，就是指如果没有操作这个寄存器时，寄存器存放的默认值。复位值按位拆分0x4 = 0b0100，0x表示16进制，0b表示二进制，也就是默认CNF 01，MODE 00,是浮空输入。

我们需要的是输出高低电平，所以要设置为输出。输出模式又有好几种输出：

推挽输出:可以输出高,低电平,连接数字器件；推挽结构一般是指两个三极管分别受两互补信号的控制,总是在一个三极管导通的时候另一个截止。

开漏输出：输出端相当于三极管的集电极，要得到高电平状态需要上拉电阻才行，适合于做电流型的驱动,其吸收电流的能力相对强(一般20ma以内)。

开漏是需要外接上拉电阻才可以输出高电平的，这里并不适合。所以需要设置为推挽输出。

功能是否是复用呢？复用的意思是有别的功能在这个脚上，比如USB，CAN，串口等，所以这些个脚就可能有多个功能。暂时讲多了反而会迷惑，等用到了这些功能再讲解，我直接告诉大家，PB8没有复用。

所以配置为输出模式，通用推挽输出。速度暂时不关注，随便填写一个50MHz吧，其它速度当然也可以。所以设置GPIOB_CRH的MODE8与CNF8为0b0011,即0x3。此寄存器中其它的位暂时不做修改，使用默认值，也就是GPIOB_CRH设置为：0x4444 4443。点亮LED需要输出低电平

在单片机的编程中，要想做某件事，必须寻找相应的寄存器。

在8.2.4小节，可以找到端口输出数据寄存器(GPIOx_ODR)，就是我们需要的。我们需要输出0。但是中文手册有一个小小的BUG，0x0C写成了0Ch，可以参考英文原版。得知地址的偏移是0x0C，所以这个数据寄存器的地址就是0x4001 0C0C，把第8位写为0就行。默认就是0，但是也得学一下怎么写，万一是高电平点亮呢。

使用直接赋值的方式写寄存器的地址

在搞清楚我们要用的几个寄存器的地址，以及寄存器中需要装填的数值以后，现在用一个简单粗暴的方法来操作这些寄存器——直接操作。(注意，这段代码不是实用的代码，只是为了写出一个最简单的LED，有些部分是不可取的。)将main函数修改为：

int main(void)

{

unsigned int *pRCC_APB2ENR = (unsigned int *)0x40021018;

unsigned int *pGPIOB_CRH = (unsigned int *)0x40010c04;

unsigned int *pGPIOB_ODR = (unsigned int *)0x40010c0c;

*pRCC_APB2ENR = 0x00000008;

*pGPIOB_CRH = 0x44444443;

*pGPIOB_ODR = 0x00000000;

return 0;

}

C语言总是从main函数开始执行。

定义几个指针，指向刚刚看到的地址。对于编译器来说，它并不知道0x40021018代表的是数据还是指针，所以用(unsigned int *)作强制的类型转换，告诉编译器0x40021018是个指针。指针可以理解为地址。操作指针，把这些地址存放的值修改。

我们写了一段另类的代码，直接操作寄存器的地址，就是想得到这么一个结论：不论代码怎么写，不论是寄存器，库函数，还是其他的操作系统，要在STM32F103这个单片机点亮LED灯，肯定需要把时钟和GPIO这几个相关的特殊地址，进行赋值或修改数值的操作。有点像打篮球，不论进攻时有怎样花哨的运球与传切配合，最后都要完成把球放入篮筐的动作，才能得分。

参考手册第10版：