STM32位帶操作的實(shí)現(xiàn)解讀 附源程序

位帶的概述

2.1.1 什么是位帶操作？

              先認(rèn)識(shí)兩個(gè)概念：位帶區(qū)、位帶別名區(qū)。

位帶區(qū)：支持位帶操作的地址區(qū)。

              位帶別名區(qū)：位帶區(qū)映射的地址區(qū)

由圖可知，位帶區(qū)的每一位，在位帶別名區(qū)中都有32位對(duì)應(yīng)。（假裝理解：在位帶區(qū)中它是1位，在位帶別名區(qū)中它膨脹了，為32位）

位帶操作：

簡(jiǎn)單理解，能對(duì)單片機(jī)的某一位進(jìn)行單獨(dú)操作。

復(fù)雜理解，對(duì)位帶別名區(qū)的操作，最終會(huì)映射到位帶區(qū)中。理解：你對(duì)位帶別名的某32位地址寫(xiě)入1，相當(dāng)于在這個(gè)32位地址對(duì)應(yīng)的位帶區(qū)中的某一位寫(xiě)1。

2.1.2位帶操作的細(xì)節(jié)？

              在位帶區(qū)中，每個(gè)位（比特）都映射到別名地址區(qū)的一個(gè)（32位）字——這字只有 LSB （最低位）有效。

              理解：在位帶別名區(qū)中某個(gè)32位地址中寫(xiě)入0x1,0x3,0x7,0xf是一樣的效果，都映射到位帶區(qū)中的某一位寫(xiě)入1。

支持位帶操作的兩個(gè)內(nèi)存區(qū)的范圍是：

0x2000_0000-0x200F_FFFF（ SRAM 區(qū)中的最低 1MB）

0x4000_0000-0x400F_FFFF（片上外設(shè)區(qū)中的最低 1MB）

2.1.3 位帶操作的好處

《1》書(shū)寫(xiě)方便、使代碼簡(jiǎn)潔

              以前對(duì)某一位進(jìn)行操作時(shí)（寫(xiě)操作）

                            讀----讀取整個(gè)寄存器

                            改----屏蔽不需要的位，修改需要的位

                            寫(xiě)----把修改好的值，寫(xiě)回寄存器

              現(xiàn)在對(duì)某一位進(jìn)行操作時(shí)（寫(xiě)操作）

                            寫(xiě)----確定需要修改的位，寫(xiě)入對(duì)應(yīng)位帶別名區(qū)

《2》安全

              以前讀、改、寫(xiě)，是三個(gè)步驟，在多中斷系統(tǒng)中，存在數(shù)據(jù)寫(xiě)入丟失的風(fēng)險(xiǎn)。

              位帶操作、一步到位、直接寫(xiě)，不會(huì)存在數(shù)據(jù)寫(xiě)入丟失風(fēng)險(xiǎn)。底層是執(zhí)行一個(gè)原子操作的讀、改、寫(xiě)過(guò)程，不允許被中斷。

2.1.4 位帶操作的實(shí)現(xiàn)

映射公式：

              理解公式從這個(gè)角度理解：位帶操作的位帶區(qū)與位帶別名區(qū)的關(guān)系是：一個(gè)比特位（1位）與一個(gè)字（32位=4個(gè)字節(jié)）之間的映射

“1比特位與4個(gè)字節(jié)的對(duì)應(yīng)”

2.2 位帶軟件實(shí)現(xiàn)

2.2.1 片上外設(shè)位帶實(shí)現(xiàn)

以PA端口為例：

第一步：找出PA端口數(shù)據(jù)寄存器對(duì)應(yīng)的地址。

復(fù)盤(pán)：

              0x4000 0000

              0x0002 0000

              0x0000 0000

              0x0000 0014

相加結(jié)果：

              0x4002 0014

第二步：根據(jù)公式，求出位帶區(qū)別名區(qū)中地址

2.3補(bǔ)充

位帶操作開(kāi)始難以理解其實(shí)現(xiàn)原理，但漸漸喜歡位帶操作，漸漸了解一點(diǎn)一點(diǎn)。

《1》位帶操作,實(shí)現(xiàn)51類(lèi)似的IO控制功能

《2》位帶區(qū)中的每一比特位，都映射到別名區(qū)的一個(gè)字（4個(gè)字節(jié)）(綁定關(guān)系)

《3》對(duì)別名地址的訪(fǎng)問(wèn)最終作用到位帶區(qū)的訪(fǎng)問(wèn)上

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