STM32开发中的位运算以及位带操作

infinigo

为了像51单片机一样能够对某个管脚单独操作，引入了位带操作这样的操作机制。
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% h4 ^2 ^& `: b; w, k, H如下图，位带（Bit band）区就是就是你想单独操作的IO的区域，比如PA１、PA２。而位带别名区就是你给每一位重新起了个名字的那一片地址区域。可以看下表，M3内核存储器映射表，你能看到1M内存的BitBand区，还有与之对应的32M内存的BitBand别名区，因为你将每一位膨胀成为了一个32位的地址，所以相应的别名区的内存也会是位带区的32倍。

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+ M: v5 H! ]3 U1 T
想进行位带操作，应该先去找该位对应的别名区的地址，找到了这个地址，对这个地址进行操作，那么实际上也就是对该位进行操作了。

3 v; B# [& k# T  W2 b官方给出了如下相应的计算公式：
. O+ P/ K3 P& f/ F- @  L$ @- d
4 v; O' S2 E' V# \" fAliasAddr

+ {3 \$ T' R. W9 Q＝0x42000000+((A‐0x40000000)*8+n)*4

4 N3 c* s% f  r$ q" w; ^＝0x42000000+ (A‐0x40000000)*32 + n*4
" n) i5 G- M! U8 y, s0 {
其中，AliasAddr是别名区的地址，A是GPIOA->ODR的地址，n是该端口的上的某一位。
* A# t- ^6 A7 ^: Z' E
' }2 r( ^% c1 S6 b1 c' Q2 T0x42000000是位带别名区域的起始地址，A是输出数据寄存器GPIOA->ODR的地址，A的地址先减去位带区基地址，得到的是相对于位带区基地址的偏移地址，那么膨胀之后还是一个偏移地址，是相对于位带别名区基地址的偏移量，加上位带别名区域基地址，就得到了其对应的别名区地址。
( R% P& R8 I; x1 K. F! }* W: r0 {# O
多数情况下，大家见到的代码，应该是以下这个样子，一共分为三步：
+ W+ X" r: U9 d
#define BITBAND(addr, bitnum) ((addr & 0xF0000000)+0x2000000+((addr &0xFFFFF)<<5)+(bitnum<<2))
& z8 b1 X, G# x
+ Q$ P. Q! n" D#define MEM_ADDR(addr) *((volatile unsigned long *(addr))

$ w! Y& s3 M) Y" E#define BIT_ADDR(addr, bitnum) MEM_ADDR(BITBAND(addr, bitnum))
3 Z5 Z  @2 a4 {
/ p# c* l' y! Y+ w5 G. v第一步，就是我们上面分析的，得到位带别名区域的32位地址。

第二步，就是将第一步得到的32位地址，给转换成一个指针变量，并且操作这个地址里的值，唯一的区别，就是由于安全的考虑，多加了一个volatile 这样的关键字。

" n! ?7 X2 I% J& l2 G+ k" G& f举个例子

如下，想直接访问0x00000001这个地址，并且给这个地址写1，该怎么做呢？

6 X% r7 I3 L/ n# F; K/ T: U# define ADDR 0x00000001

*(int *)ADDR = 1;

第三步，就是将前两部，结合在一起，根据传入的addr和bit计算得到32位的地址，然后强制类型转换，使得我们可以去操作这个地址里的值。

提示：bitnum<<2相当于bitnum2乘以4，位运算相关文章:C语言操作寄存器的常见手法，实际上在计算机底层乘法也是基于位运算实现的。

6 r# C2 l' m) G7 G

rergr

很详细，很适合后面的使用