Chapter 13 GPIO——位带操作

Chapter 13 GPIO——位带操作

位带简介

STM32 中，两个地方实现了位带，

  • SRAM 区的最低 1MB 空间
  • 外设区的最低 1MB 空间

外设位带区

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// 外设位带区的地址为：
0x40000000 ~ 0x40100000					// 大小为 1MB
// 膨胀后的位带别名区地址为：
0x42000000 ~ 0x43FFFFFF
// F103 中所有的所上外设寄存器地址为：
0x40000000 ~ 0x40029FFF

SRAM 位带区

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// SRAM 位带区地址为：
0x20000000 ~ 0x20100000					// 大小为 1MB
// 膨胀后的位带别名区地址为：
0x22000000 ~ 0x23FFFFFF

位带区和位带别名区的地址转换

1、外设位带别名区地址

对于片上外设位带区的某个位，记它所有字节的地址为 A，位序号为 n =[0, 7]，则该位在别名区的地址为：

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

2、SRAM 位带别名区地址

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

3、统一公式

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// 位带地址: addr
// 位序号:	 bitnum
AliasAddr = (addr & 0xF0000000) + 0x02000000 + ((addr & 0x00FFFFFF)<<5) + (bitnum<<2)
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// 把 “位带地址“ + ”位序号” 转换成位带别名地址的宏
#define	BITBAND(addr, bitnum)				((addr & 0xF0000000) + 0x02000000 + ((addr & 0x00FFFFFF)<<5) + (bitnum<<2))

4、通过指针的形式操作这些位带别名区地址，最终实现位带区的操作

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// 把一个地址轮换成一个指针
#define	MEM_ADDR(addr)								*((volatile unsigned long *)(addr))
// 把位带别名区地址转换成指针
#define BIT_ADDR(addr, bitnum)				MEM_ADDR( BITBAND(addr, bitnum) )

GPIO 位带操作

演示 GPIO 中的 ODR 和 IDR 这两个寄存器的位操作

ODR 和 IDR 这两个寄存器对应的 GPIO 基地址偏移是 12 和 8

1、GPIO 寄存器映射

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// GPIO ODR 寄存器映射
#define	GPIOA_ODR_Addr							(GPIOA_BASE + 12)		// 0x4001080C
#define	GPIOB_ODR_Addr							(GPIOB_BASE + 12)
#define	GPIOC_ODR_Addr							(GPIOC_BASE + 12)
#define	GPIOD_ODR_Addr							(GPIOD_BASE + 12)
#define	GPIOE_ODR_Addr							(GPIOE_BASE + 12)
#define	GPIOF_ODR_Addr							(GPIOF_BASE + 12)
#define	GPIOG_ODR_Addr							(GPIOG_BASE + 12)

// GPIO IDR 寄存器映射
#define	GPIOA_IDR_Addr							(GPIOA_BASE + 8)		// 0x40010808
#define	GPIOB_IDR_Addr							(GPIOB_BASE + 8)
#define	GPIOC_IDR_Addr							(GPIOC_BASE + 8)
#define	GPIOD_IDR_Addr							(GPIOD_BASE + 8)
#define	GPIOE_IDR_Addr							(GPIOE_BASE + 8)
#define	GPIOF_IDR_Addr							(GPIOF_BASE + 8)
#define	GPIOG_IDR_Addr							(GPIOG_BASE + 8)

2、GPIO 位操作

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// 单独操作 GPIO 的某一个 I/O 口，n (0~16)
#define	PAout(n)						 				BIT_ADDR(GPIOA_ODR_Addr, n)
#define PAin(n)											BIT_ADDR(GPIOA_IDR_Addr, n)
                                                 
#define	PBout(n)						 				BIT_ADDR(GPIOB_ODR_Addr, n)
#define PBin(n)											BIT_ADDR(GPIOB_IDR_Addr, n)
                                                 
#define	PCout(n)						 				BIT_ADDR(GPIOC_ODR_Addr, n)
#define PCin(n)											BIT_ADDR(GPIOC_IDR_Addr, n)
                                                 
#define	PDout(n)						 				BIT_ADDR(GPIOD_ODR_Addr, n)
#define PDin(n)											BIT_ADDR(GPIOD_IDR_Addr, n)
                                                 
#define	PDout(n)						 				BIT_ADDR(GPIOD_ODR_Addr, n)
#define PDin(n)											BIT_ADDR(GPIOD_IDR_Addr, n)
                                                 
#define	PEout(n)						 				BIT_ADDR(GPIOE_ODR_Addr, n)
#define PEin(n)											BIT_ADDR(GPIOE_IDR_Addr, n)
                                                 
#define	PFout(n)						 				BIT_ADDR(GPIOF_ODR_Addr, n)
#define PFin(n)											BIT_ADDR(GPIOF_IDR_Addr, n)
                                                 
#define	PGout(n)						 				BIT_ADDR(GPIOG_ODR_Addr, n)
#define PGin(n)											BIT_ADDR(GPIOG_IDR_Addr, n)

3、main 函数

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/**
		*	@brief	Main function
		*	@param	none
		*	@return	none
		*/
int main(void)
{
	// System clock  has been set to 72MHz
	LED_GPIO_Config();
	
	while(1)
	{
		//PA5 = 1, Turn on green LED
		PAout(5)	= 1;									// Use Bit-band to set I/O.
		SOFT_DELAY;
		
		PAout(5)	= 0;
		SOFT_DELAY;			
	}	
}