在STM32中使用位带操作（参考Cortex-M3权威指南，STM32中文参考手册，DS小龙哥教学视频）#### 1、概

1、概念

这边文章讲在STM32中如何使用位带操作，位带操作表示是用普通的加载/存储指令来对每一个位进行读写，类似于51单片机的使用，sbit LED1=P1^1,可以对每一个IO口可以直接进行操作进行赋值运算，实现高低电平的输入。

2、位带区

位带区：支持位带操作的地址区；位带别名：对别名地址的访问最终作用到位带区的访问上（注意：这中途有一个地址映射过程）在CM3中，在SRAM 、片内外设两个区中实现了位带。这两个区中的地址除了可以像普通的 RAM 一样使用外，它们还都有自己的“位带别名区”，位带别名区把每个比特膨胀成一个 32 位的字。当你通过位带别名区访问这些字时，就可以达到访问原始比特的目的。支持位带操作的两个内存区的范围是： 0x2000_0000‐0x200F_FFFF（SRAM 区中的最低 1MB），0x4000_0000‐0x400F_FFFF（片上外设区中的最低 1MB）。

对 SRAM 位带区的某个比特，记它所在字节地址为 A,位序号为 n(0<=n<=7)，则该比特在别名区的地址为：

AliasAddr＝0x22000000+((A‐0x20000000)*8+n)*4=0x22000000+ (A‐0x20000000)*32 + n*4

对片上外设位带区的某个比特，记它所在字节地址为 A,位序号为 n(0<=n<=7)，则该比特在别名区的地址为：

AliasAddr＝0x42000000+((A‐0x40000000)*8+n)*4=0x42000000+ (A‐0x40000000)*32 + n*4

SRAM 区中的位带地址映射：

     位带区             等效的别名地址                                              
     0x20000000.0       0x22000000.0   
     0x20000000.1       0x22000004.0
     0x20000000.2       0x22000008.0
     ...
     0x20000000.31      0x2200007C.0     
     0x20000004.0       0x22000080.0
     0x20000004.1       0x22000084.0
     0x20000004.2       0x22000088.0
     ...
     0x200FFFFC.31      0x23FFFFFC.0

对于片上外设区中的位带地址映射

     位带区             等效的别名地址
     0x40000000.0       0x42000000.0
     0x40000000.1       0x42000004.0
     0x40000000.2       0x42000008.0
     …
     0x40000000.31      0x4200007C.0
     0x40000004.0       0x42000080.0
     0x40000004.1       0x42000084.0
     0x40000004.2       0x42000088.0
     …
     0x400FFFFC.31      0x43FFFFFC.0

3、在 C 语言中使用位带操作(参考: Cortex-M3权威指南)

为了我们可以更加方便使用位带操作，我们可以定义宏，核心思想：“位带地址（基地址）＋位序号（偏移量）”转换成别名地址的宏，再建立一个把别名地址转换成指针类型的宏。 //把“位带地址＋位序号”转换成别名地址的宏 addr表示寄存器的基地址，bitnum表示寄存器里的第几位

//addr表示寄存器的基地址，bitnum表示寄存器里的第几位
#define BITBAND(addr,bitnum) ((addr&0xF0000000)+0x2000000+((addr&0xFFFFF)<<5)+(bitnum<<2)) 
//将地址转换为指针类型
#define MEM_ADDR(addr) *((volatile unsigned  long *)(addr))

4、实际应用

在正点原子的MiniSTM32F103开发板，芯片为STM32F103RET6使用位带操作点亮LED灯。 sys.h文件

//完成位带地址的转换
#define BITBAND(addr,bitnum) ((addr&0xF0000000)+0x2000000+((addr&0xFFFFF)<<5)+(bitnum<<2))
//将地址转换为指针类型
#define MEM_ADDR(addr) *((volatile u32 *)addr) 
/*定义GPIO口输入输出寄存器的地址*/
#define GPIOA_IDR (0x40010800+0x8)
#define GPIOA_ODR (0x40010800+0xC)
#define GPIOB_IDR (0x40010C00+0x8)
#define GPIOB_ODR (0x40010C00+0xC)
#define GPIOC_IDR (0x40011000+0x8)
#define GPIOC_ODR (0x40011000+0xC)
#define GPIOD_IDR (0x40011400+0x8)
#define GPIOD_ODR (0x40011400+0xC)
#define GPIOE_IDR (0x40011800+0x8)
#define GPIOE_ODR (0x40011800+0xC)
#define GPIOF_IDR (0x40011C00+0x8)
#define GPIOF_ODR (0x40011C00+0xC)
#define GPIOG_IDR (0x40012000+0x8)
#define GPIOG_ODR (0x40012000+0xC)
/*定义GPIO口位操作宏*/
#define PAin(bitnum)  MEM_ADDR(BITBAND(GPIOA_IDR,bitnum))
#define PAout(bitnum) MEM_ADDR(BITBAND(GPIOA_ODR,bitnum))
#define PBin(bitnum)  MEM_ADDR(BITBAND(GPIOB_IDR,bitnum))
#define PBout(bitnum) MEM_ADDR(BITBAND(GPIOB_ODR,bitnum))
#define PCin(bitnum)  MEM_ADDR(BITBAND(GPIOC_IDR,bitnum))
#define PCout(bitnum) MEM_ADDR(BITBAND(GPIOC_ODR,bitnum))
#define PDin(bitnum)  MEM_ADDR(BITBAND(GPIOD_IDR,bitnum))
#define PDout(bitnum) MEM_ADDR(BITBAND(GPIOD_ODR,bitnum))
#define PEin(bitnum)  MEM_ADDR(BITBAND(GPIOE_IDR,bitnum))
#define PEout(bitnum) MEM_ADDR(BITBAND(GPIOE_ODR,bitnum))
#define PFin(bitnum)  MEM_ADDR(BITBAND(GPIOF_IDR,bitnum))
#define PFout(bitnum) MEM_ADDR(BITBAND(GPIOF_ODR,bitnum))
#define PGin(bitnum)  MEM_ADDR(BITBAND(GPIOG_IDR,bitnum))
#define PGout(bitnum) MEM_ADDR(BITBAND(GPIOG_ODR,bitnum))
#endif

led.h文件

#ifndef LED_H
#define LED_H
#include "stm32f10x.h"
#include "sys.h"
void LED_Init(void);
#define LED0 PAout(8)
#define LED1 PDout(2)
#endif

main.c文件

#include "stm32f10x.h"
#include "led.h"
#include "delay.h"
#include  "key.h"
#include "sys.h"
int main(void)
{
int Value=0;
  KEY_Init();
LED_Init`();»`
while(1)
{
	Value=KEY_GetValue();
	switch(Value)
	{
		case 1:
		
		  LED1=!LED1;
		  break;
		case 2:
			LED0=!LED0;
		  break;
		case 3:
			  LED1=!LED1;
		    LED0=!LED0;
		  break;
	 }
 }
}