STM32M3內(nèi)核的位帶操作原理及步驟

1、 STM32M3 內(nèi)核的位帶操作原理及步驟STM32 M3內(nèi)核的位帶操作原理及步驟、位帶操作有什么？什么是位帶操作位帶操作的作：可以實現(xiàn)對某GPIO寄存器（或SRAM內(nèi)存中）的某bit位直接寫0或1，達(dá)到控制GPIO輸出（或改變SRAM中這bit位的值）；就如同51單機(jī)控制GPIO樣的便。如：51：P10=1； / /把P1的第個引腳設(shè)置為電平STM32：PAout(0)=1; /把PA的第個引腳設(shè)置成電平位帶操作的原理：在 CM3 中，有兩個區(qū)中實現(xiàn)了位帶，如下圖，其中個是 SRAM 區(qū)的最低 1MB 范圍，第個則是內(nèi)外設(shè)區(qū)的最低1MB范圍。這兩個區(qū)中的地址除了可以像普通的 RAM 樣使外，

2、它們還都有的“位帶別名區(qū)”，位帶別名區(qū)把每個特（1bit）膨脹成個 32位(4個字節(jié))。當(dāng)你通過位帶別名區(qū)訪問這些字時，就可以達(dá)到訪問原始特的的。1MB位帶區(qū)對應(yīng)32MB位帶別名區(qū)(1byte=8bit映射成8*4byte=32byte)。位帶區(qū)和位帶別名區(qū)的映射如下圖：位帶區(qū)：持位帶操作的地址區(qū)位帶別名：對別名地址的訪問最終作到位帶區(qū)的訪問上（這中途有個地址映射過程）映射過程舉例如下：要設(shè)置0 x2000 0000這個字節(jié)的第個位bit2為1,使位帶操作的步驟有：1、將1寫位 帶別名區(qū)對應(yīng)的映射地址（即0 x22000008,因為1bit對應(yīng)4個byte）；2、將0 x2000 0000的值

3、 讀取到內(nèi)部的緩沖區(qū)（這步驟是內(nèi)核完成的，屬于原操作，不需要戶操作）；3、將bit2 置1，再把值寫 回到0 x2000 0000(屬于原操作，不需要戶操作)。映射過程總結(jié)：在位帶區(qū)中，每個特都映射到別名地址區(qū)的4個字節(jié)且4個字節(jié)只有最低位有效。當(dāng)個別名地址被訪問時，會先把該地址變換成位帶地址。對于讀操作，讀取位帶地址中的4個字節(jié)（因為數(shù)據(jù)總線是32位的，寄存器也是32位的，所以是讀4個字節(jié)），再把需要的位右移到最低有效位，并把最低有效位返回（相當(dāng)于將位帶區(qū)的值右移再做與操作）。對于寫操作，把需要寫的位左移對應(yīng)的位序號處（相當(dāng)于把1(或0)左移n(n為該bit位所在的位置)位再和位帶區(qū)的值做與

4、操作），然后執(zhí)個原的“讀改寫”過程。位帶操作的優(yōu)點(diǎn)：1、操作簡單；2、因為進(jìn)的是原操作，可以防對寄存器的臟寫。、位帶操作的代碼實現(xiàn)解析這部分內(nèi)容參考STM32F3與F4系列Cortex M4內(nèi)核編程冊，先貼原：A word access to the SRAM or peripheral bit-band alias regions map to a single bit in the SRAM or peripheral bit-band region.Bit band accesses can use byte, halfword, or word transfers. The bit b

5、and transfer size matches the transfer size of the instructionmaking the bit band access.The following formula shows how the alias region maps onto the bit-band region:bit_word_offset = (byte_offset x 32) + (bit_number x 4)bit_word_addr = bit_band_base + bit_word_offset Where:Bit_word_offset is the

6、position of the target bit in the bit-band memory region.Bit_word_addr is the address of the word in the alias memory region that maps to thetargeted bit.Bit_band_base is the starting address of the alias region.Byte_offset is the number of the byte in the bit-band region that contains the targetedb

7、it.Bit_number is the bit position, 0-7, of the targeted bit.這段英介紹了位帶區(qū)和位帶別名區(qū)的地址映射關(guān)系。要獲得某個位帶區(qū)地址在位帶別名區(qū)的映射地址，按照上的公式即可求出。下解釋：bit_word_offse：t 基于位帶別名區(qū)起始地址的偏移；bit_word_add：r 映射在位帶別名區(qū)的地址（即為所求的地址）；Bit_band_base：位帶別名區(qū)的起始地址，如下圖中編號3所；Byte_offse：t 該字節(jié)(或32位字)相對于位帶區(qū)起始地址的偏移；Bit_numbe：r 該bit位在所在字節(jié)(或32位字)中的位置，范圍07(03

8、1)，如下圖中編號1所；bit_number x ：4 4表bit位在位帶別名區(qū)占4個字節(jié)的地址空間下實例來進(jìn)敘述：參考資料中的實例：1、位帶區(qū)起始地址在位帶別名區(qū)的地址映射：The alias word at 0 x2200001C maps to bit7 of the bit-band byte at 0 x20000000:0 x2200001C = 0 x22000000+ (0*32) + (7*4)2、位帶區(qū)結(jié)束地址在位帶別名區(qū)的地址映射：The alias word at 0 x23FFFFED maps to bit0 of the bit-band byte at 0 x2

9、00FFFFF:0 x23FFFFED = 0 x22000000 + (0 xFFFFF*32) + (0*4)下解釋下，0 x000000 xFFFFF為1MB的地址；07表個字節(jié)中某bit位的位置；0 x2200 0000表始地址；0 xFFFFF*32=0 xFFFFF*8*4，表0 xFFFFF*8個bit位在位帶別名區(qū)所占的地址空間。位帶別名區(qū)的起代碼中的實例分析：#define PAout(n) BIT_ADDR(GPIOA_ODR_Addr,n) 輸/ 出#define GPIOA_ODR_Addr (GPIOA_BASE+20) /0 x4002001表4 GPIOA-ODR

10、寄存器的地址#define BIT_ADDR(addr, bitnum) MEM_ADDR(BITBAND(addr, bitnum)#define BITBAND(addr, bitnum) (addr & 0 xF0000000)+0 x2000000+(addr &0 xFFFFF)5)+(bitnum2) #define MEM_ADDR(addr) *(volatile unsigned long *)(addr)上的宏定義合成條：#define PAout(n) *(volatile unsigned long *)( GPIOA_ODR_Addr & 0 xF0000000)+0 x2000000+( GPIOA_ODR_Addr &0 xFFFFF)5)+(n2)其中：GPIOA_ODR_Addr & 0 xF0000000=0 x4000 0000(GPIOA_ODR_Addr &0 xFFFFF)5=0 x0002 0014*32n2=n*4即：PAout(n)= 0 x4000 0000+0 x2000000+0 x0