為了像51單片機(jī)一樣能夠?qū)δ硞€(gè)管腳單獨(dú)操作,引入了位帶操作這樣的操作機(jī)制。
如下圖,位帶(Bit band)區(qū)就是就是你想單獨(dú)操作的IO的區(qū)域,比如PA1、PA2。而位帶別名區(qū)就是你給每一位重新起了個(gè)名字的那一片地址區(qū)域。可以看下表,M3內(nèi)核存儲(chǔ)器映射表,你能看到1M內(nèi)存的BitBand區(qū),還有與之對(duì)應(yīng)的32M內(nèi)存的BitBand別名區(qū),因?yàn)槟銓⒚恳晃慌蛎洺蔀榱艘粋€(gè)32位的地址,所以相應(yīng)的別名區(qū)的內(nèi)存也會(huì)是位帶區(qū)的32倍。
想進(jìn)行位帶操作,應(yīng)該先去找該位對(duì)應(yīng)的別名區(qū)的地址,找到了這個(gè)地址,對(duì)這個(gè)地址進(jìn)行操作,那么實(shí)際上也就是對(duì)該位進(jìn)行操作了。
官方給出了如下相應(yīng)的計(jì)算公式:
AliasAddr=0x42000000+((A‐0x40000000)*8+n)*4=0x42000000+ (A‐0x40000000)*32 + n*4
其中,AliasAddr是別名區(qū)的地址,A是GPIOA-》ODR的地址,n是該端口的上的某一位。
0x42000000是位帶別名區(qū)域的起始地址,A是輸出數(shù)據(jù)寄存器GPIOA-》ODR的地址,A的地址先減去位帶區(qū)基地址,得到的是相對(duì)于位帶區(qū)基地址的偏移地址,那么膨脹之后還是一個(gè)偏移地址,是相對(duì)于位帶別名區(qū)基地址的偏移量,加上位帶別名區(qū)域基地址,就得到了其對(duì)應(yīng)的別名區(qū)地址。
多數(shù)情況下,大家見(jiàn)到的代碼,應(yīng)該是以下這個(gè)樣子,一共分為三步:
#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,就是我們上面分析的,得到位帶別名區(qū)域的32位地址。
第二步,就是將第一步得到的32位地址,給轉(zhuǎn)換成一個(gè)指針變量,并且操作這個(gè)地址里的值,唯一的區(qū)別,就是由于安全的考慮,多加了一個(gè)volatile 這樣的關(guān)鍵字。
舉個(gè)例子
如下,想直接訪問(wèn)0x00000001這個(gè)地址,并且給這個(gè)地址寫(xiě)1,該怎么做呢?
# define ADDR 0x00000001*(int *)ADDR = 1;
第三步,就是將前兩部,結(jié)合在一起,根據(jù)傳入的addr和bit計(jì)算得到32位的地址,然后強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換,使得我們可以去操作這個(gè)地址里的值。
提示:bitnum《《2相當(dāng)于bitnum2乘以4,實(shí)際上在計(jì)算機(jī)底層乘法也是基于位運(yùn)算實(shí)現(xiàn)的。
原文標(biāo)題:STM32開(kāi)發(fā)中的位運(yùn)算以及位帶操作
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