關於STM32位帶操作隨筆

　　以前在學習STM32時候關註過STM32的位帶操作，那時候只是知道位帶是啥，用來幹嘛用，說句心裡話，並沒有深入去學習，知其然而不知其所以然。但一直在心中存在疑惑，故今日便仔細看了一下，寫下心得供日後參考。

       位帶操作，我所理解的是就是像51單片機那樣驅動IO引腳一樣，比如要驅動P1埠的第一個引腳直接用P1^1即可對P1.1引腳進行輸入和輸出，由於STM32基於32位寄存器操作，不允許直接訪問某一位，要想控制GPIO埠的某一位怎麼辦，於是就有了位帶操作，說白了就是為解決STM32不能直接訪問GPIO中的具體位而提出的辦法。

             在STM32的存儲結構中外設區有位帶區和位帶別名區，這兩個有何區別呢，位帶區就是實際操作的外設地址，而位帶別名區就是這個位帶區的另一個名字。要想操作位就要把這個位變成一個能訪問的地址，於是就將位帶區膨脹成位帶別名區，區別就是在位帶別名區可以直接訪問，因為已經把每一位都變成了一個字。

            因此1M記憶體的BitBand區就對應32M記憶體的BitBand別名區，因為將每一位膨脹成為了一個32位的地址，所以相應的別名區的記憶體也會是位帶區的32倍。

位帶操作具體實現如下圖片中公式所示：

　　實現過程就是先找到埠的起始地址獲得要操作埠的偏移地址也就是A-0X40000000,因為在別名區上的偏移也是對等的，將獲得的這個偏移地址擴大到字（乘以8）也就是具體到某一位都有一個地址，然後在這個基礎上想要操作哪位就是n直接加上就行，最後再乘以4擴到到字，再加上別名區的起始地址就獲得了要設置的埠在別名區中的地址了，此時對別名區中的32位地址操作實際就是對GPIO的位操作。

位帶別名區的起始地址為：0x42000000

GPIO埠起始地址如下所示（以STM32F4為例）：

然後在STM32F4中ODR寄存器的偏移地址為0X14，IDR寄存器的偏移地址為0X10,根據上述具體公式便設置如以下代碼便可實現對GPIO埠的位進行操作：

 1 #define    PAout(Pin_x)        * ((volatile unsigned long *)(0x42000000 + ((0X20000  + 0X14) * 32) + (Pin_x * 4)))
 2 #define    PBout(Pin_x)        * ((volatile unsigned long *)(0x42000000 + ((0X20400  + 0X14) * 32) + (Pin_x * 4)))
 3 #define    PCout(Pin_x)        * ((volatile unsigned long *)(0x42000000 + ((0X20800  + 0X14) * 32) + (Pin_x * 4)))
 4 #define    PDout(Pin_x)        * ((volatile unsigned long *)(0x42000000 + ((0X20C00  + 0X14) * 32) + (Pin_x * 4)))
 5 #define    PEout(Pin_x)        * ((volatile unsigned long *)(0x42000000 + ((0X21000  + 0X14) * 32) + (Pin_x * 4)))
 6 #define    PFout(Pin_x)        * ((volatile unsigned long *)(0x42000000 + ((0X21400  + 0X14) * 32) + (Pin_x * 4)))
 7 #define    PGout(Pin_x)        * ((volatile unsigned long *)(0x42000000 + ((0X21800  + 0X14) * 32) + (Pin_x * 4)))
 8 #define    PHout(Pin_x)        * ((volatile unsigned long *)(0x42000000 + ((0X21C00  + 0X14) * 32) + (Pin_x * 4)))
 9 #define    PIout(Pin_x)        * ((volatile unsigned long *)(0x42000000 + ((0X22000  + 0X14) * 32) + (Pin_x * 4)))
10 
11 #define    PAin(Pin_x)        * ((volatile unsigned long *)(0x42000000 + ((0X20000  + 0X10) * 32) + (Pin_x * 4)))
12 #define    PBin(Pin_x)        * ((volatile unsigned long *)(0x42000000 + ((0X20400  + 0X10) * 32) + (Pin_x * 4)))
13 #define    PCin(Pin_x)        * ((volatile unsigned long *)(0x42000000 + ((0X20800  + 0X10) * 32) + (Pin_x * 4)))
14 #define    PDin(Pin_x)        * ((volatile unsigned long *)(0x42000000 + ((0X20C00  + 0X10) * 32) + (Pin_x * 4)))
15 #define    PEin(Pin_x)        * ((volatile unsigned long *)(0x42000000 + ((0X21000  + 0X10) * 32) + (Pin_x * 4)))
16 #define    PFin(Pin_x)        * ((volatile unsigned long *)(0x42000000 + ((0X21400  + 0X10) * 32) + (Pin_x * 4)))
17 #define    PGin(Pin_x)        * ((volatile unsigned long *)(0x42000000 + ((0X21800  + 0X10) * 32) + (Pin_x * 4)))
18 #define    PHin(Pin_x)        * ((volatile unsigned long *)(0x42000000 + ((0X21C00  + 0X10) * 32) + (Pin_x * 4)))
19 #define    PIin(Pin_x)        * ((volatile unsigned long *)(0x42000000 + ((0X22000  + 0X10) * 32) + (Pin_x * 4)))

設置後就可直接用PXout(n)和PXin(n)進行X埠的n位進行輸出和輸入了。