STM32中的位帶 bit band 操作

支援了位帶操作後，可以使用普通的載入/儲存指令來對單一的位元進行讀寫。在 cm3 中，有兩個區中實現了位帶。其中乙個是 sram 區的最低 1mb 範圍，第二個則是片內外設區的最低 1mb範圍。這兩個區中的位址除了可以像普通的 ram 一樣使用外，它們還都有自己的「位帶別名區」，位帶別名區把每個位元膨脹成乙個 32 位的字。當你通過位帶別名區訪問這些字時，就可以達到訪問原始位元的目的。

位帶操作的概念其實 30 年前就有了，那還是8051 微控制器開創的先河，如今，cm3 將此能力進化，這裡的位帶操作是 8051 位定址區的威力大幅加強版。

在位帶區中，每個位元都對映到別名位址區的乙個字——這是只有 lsb 有效的字。當乙個別名位址被訪問時，會先把該位址變換成位帶位址。對於讀操作，讀取位帶位址中的乙個字，再把需要的位右移到 lsb，並把 lsb 返回。對於寫操作，把需要寫的位左移至對應的位序號處，然後執行乙個原子的「讀－改－寫」過程。

支援位帶操作的兩個記憶體區的範圍是：

0x2000_0000‐0x200f_ffff（sram 區中的最低 1mb）

0x4000_0000‐0x400f_ffff（片上外設區中的最低 1mb）

對 sram 位帶區的某個位元，記它所在位元組位址為 a,位序號為 n(0<=n<=7)，則該位元在別名區的位址為：

aliasaddr=0x22000000+((a-0x20000000)*8+n)*4=0x22000000+(a-0x20000000)*32+n*4

對於片上外設位帶區的某個位元，記它所在位元組的位址為 a,位序號為 n(0<=n<=7)，則該位元在別名區的位址為：

aliasaddr=0x42000000+((a-0x40000000)*8+n)*4=0x42000000+(a-0x40000000)*32+n*4

上式中，「*4」表示乙個字為 4 個位元組，「*8」表示乙個位元組中有 8 個位元。

這裡再不嫌囉嗦地舉乙個例子：

1. 在位址 0x20000000 處寫入 0x3355aacc

2. 讀取位址0x22000008。本次讀訪問將讀取 0x20000000，並提取位元 2，值為 1。

3. 往位址 0x22000008 處寫 0。本次操作將被對映成對位址 0x20000000 的「讀－改－寫」操作（原子的），把位元2 清 0。

4. 現在再讀取 0x20000000，將返回 0x3355aac8（bit[2]已清零）。

位帶別名區的字只有 lsb 有意義。另外，在訪問位帶別名區時，不管使用哪一種長度的資料傳送指令（字/半字/位元組），都把位址對齊到字的邊界上，否則會產生不可預料的結果。

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/////位帶操作,實現51類似的gpio控制功能

//具體實現思想,參考<

//io口操作巨集定義

#define bitband(addr, bitnum) ((addr & 0xf0000000)+0x2000000+((addr &0xfffff)<<5)+(bitnum<<2))

#define mem_addr(addr) *((volatile unsigned long *)(addr))

#define bit_addr(addr, bitnum) mem_addr(bitband(addr, bitnum))

//io口位址對映

#define gpioa_odr_addr (gpioa_base+12) //0x4001080c

#define gpiob_odr_addr (gpiob_base+12) //0x40010c0c

#define gpioc_odr_addr (gpioc_base+12) //0x4001100c

#define gpiod_odr_addr (gpiod_base+12) //0x4001140c

#define gpioe_odr_addr (gpioe_base+12) //0x4001180c

#define gpiof_odr_addr (gpiof_base+12) //0x40011a0c

#define gpiog_odr_addr (gpiog_base+12) //0x40011e0c

#define gpioa_idr_addr (gpioa_base+8) //0x40010808

#define gpiob_idr_addr (gpiob_base+8) //0x40010c08

#define gpioc_idr_addr (gpioc_base+8) //0x40011008

#define gpiod_idr_addr (gpiod_base+8) //0x40011408

#define gpioe_idr_addr (gpioe_base+8) //0x40011808

#define gpiof_idr_addr (gpiof_base+8) //0x40011a08

#define gpiog_idr_addr (gpiog_base+8) //0x40011e08

//io口操作,只對單一的io口!

//確保n的值小於16!

#define paout(n) bit_addr(gpioa_odr_addr,n) //輸出

#define pain(n) bit_addr(gpioa_idr_addr,n) //輸入

#define pbout(n) bit_addr(gpiob_odr_addr,n) //輸出

#define pbin(n) bit_addr(gpiob_idr_addr,n) //輸入

#define pcout(n) bit_addr(gpioc_odr_addr,n) //輸出

#define pcin(n) bit_addr(gpioc_idr_addr,n) //輸入

#define pdout(n) bit_addr(gpiod_odr_addr,n) //輸出

#define pdin(n) bit_addr(gpiod_idr_addr,n) //輸入

#define peout(n) bit_addr(gpioe_odr_addr,n) //輸出

#define pein(n) bit_addr(gpioe_idr_addr,n) //輸入

#define pfout(n) bit_addr(gpiof_odr_addr,n) //輸出

#define pfin(n) bit_addr(gpiof_idr_addr,n) //輸入

#define pgout(n) bit_addr(gpiog_odr_addr,n) //輸出

#define pgin(n) bit_addr(gpiog_idr_addr,n) //輸入

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STM32 位帶應用

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