【STM32】位带操作
【STM32】位带操作
- 1.位带操作介绍
- 2.位带操作内存地址
- 3.完整代码
1.位带操作介绍
为了减少 “ 读-改-写 ” 操作的次数，Cortex-M3处理器提供了一个可以执行单原子比特操作的位带功能。
存储器映射包含了两个支持位带操作的区域。
其中一个是SRAM区的最低1MB范围，第二个是片内外设区的最低1MB范围。
这两个区域中的地址除了普通应用外，还有自己的 “ 位带别名区 ” 。
位带别名区把每个比特扩展成一个32位的字。当用户访问位带别名区时，就可以达到访问原始比特的目的。
总结就是CPU不能直接对位带区中的单个数据位位寻址，只能通过对位带别名区的访问（或读/写）实现对位带区单个数据位的访问（或读/写），这种操作被称为位带操作。
使用位带操作的目的是能够像51单片机那样直接给IO口拉高拉低，例如 PCout(13) = 1 这种操作。
【简单来说，这两块区域支持位带操纵，但是得通过操作它们得别名区才能修改它们的值】
2.位带操作内存地址
关于支持位带操作的两个内存区的范围是：
0x2000 0000 ‐ 0x200F FFFF（SRAM 区的最低1MB）
0x4000 0000 ‐ 0x400F FFFF（片上外设区的最低 1MB）
对应的位段别名区的起始地址分别为 0x2200 0000 和 0x4200 0000 ，这个在编程的时候需要使用。
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3.完整代码
// 位带区域基地址定义
#define PERIPH_BASE 0x40000000U // 外设基地址
#define SRAM_BASE 0x20000000U // SRAM基地址
#define PERIPH_BB_BASE 0x42000000U // 外设位带别名基地址
#define SRAM_BB_BASE 0x22000000U // SRAM位带别名基地址// 位带地址计算宏（通用）
#define BITBAND_ADDR(base, alias_base, addr, bit) \((alias_base) + (((uint32_t)(addr) - (base)) << 5) + ((bit) << 2))// SRAM位带地址计算
#define BITBAND_SRAM_ADDR(addr, bit) \BITBAND_ADDR(SRAM_BASE, SRAM_BB_BASE, (uint32_t)(addr), bit)// SRAM位带访问（直接取值/赋值）
#define BITBAND_SRAM(addr, bit) \(*(volatile uint32_t*)BITBAND_SRAM_ADDR(addr, bit))// 外设位带地址计算
#define BITBAND_PERIPH_ADDR(addr, bit) \BITBAND_ADDR(PERIPH_BASE, PERIPH_BB_BASE, (uint32_t)(addr), bit)// 外设位带访问（直接取值/赋值）
#define BITBAND_PERIPH(addr, bit) \(*(volatile uint32_t*)BITBAND_PERIPH_ADDR(addr, bit))
#include <stdio.h>// 使用示例
int main(void) {// 1. SRAM位带操作示例volatile uint32_t flags = 0;volatile uint32_t status_reg = 0x12345678;printf("=== SRAM位带操作演示 ===\n");// 使用宏方式操作SRAM位BITBAND_SRAM(&flags, 0) = 1; // 设置第0位BITBAND_SRAM(&flags, 3) = 1; // 设置第3位printf("设置第0、3位后: 0x%08X\n", flags);// 读取位状态uint32_t bit0 = BITBAND_SRAM(&flags, 0);uint32_t bit1 = BITBAND_SRAM(&flags, 1);printf("第0位: %d, 第1位: %d\n", bit0, bit1);// 2. 外设位带操作示例（GPIO控制）printf("\n=== GPIO位带操作演示 ===\n");// 假设GPIO已初始化// 设置PA5为高电平BITBAND_PERIPH(&GPIOA->ODR, 5) = 1;// 读取PA5if (BITBAND_PERIPH(&GPIOA->IDR, 5)) {printf("PA5为高电平\n");} else {printf("PA5为低电平\n");}}
需要注意的是当你使用位带功能时，要访问的变量必须用volatile来定义。因为c编译器并不知道同一个比特可以有两个地址。通过volatile使得编译器每次都如实地把新数值写入存储器，避免语句被优化。
注意输入的时候，一定要输入地址，而不是变量名。