STM32位带操作的实现解读 附源程序

位带的概述

2.1.1 什么是位带操作？

              先认识两个概念：位带区、位带别名区。

位带区：支持位带操作的地址区。

              位带别名区：位带区映射的地址区

由图可知，位带区的每一位，在位带别名区中都有32位对应。（假装理解：在位带区中它是1位，在位带别名区中它膨胀了，为32位）

位带操作：

简单理解，能对单片机的某一位进行单独操作。

复杂理解，对位带别名区的操作，最终会映射到位带区中。理解：你对位带别名的某32位地址写入1，相当于在这个32位地址对应的位带区中的某一位写1。

2.1.2位带操作的细节？

              在位带区中，每个位（比特）都映射到别名地址区的一个（32位）字——这字只有 LSB （最低位）有效。

              理解：在位带别名区中某个32位地址中写入0x1,0x3,0x7,0xf是一样的效果，都映射到位带区中的某一位写入1。

支持位带操作的两个内存区的范围是：

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

0x4000_0000-0x400F_FFFF（片上外设区中的最低 1MB）

2.1.3 位带操作的好处

《1》书写方便、使代码简洁

              以前对某一位进行操作时（写操作）

                            读----读取整个寄存器

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

                            写----把修改好的值，写回寄存器

              现在对某一位进行操作时（写操作）

                            写----确定需要修改的位，写入对应位带别名区

《2》安全

              以前读、改、写，是三个步骤，在多中断系统中，存在数据写入丢失的风险。

              位带操作、一步到位、直接写，不会存在数据写入丢失风险。底层是执行一个原子操作的读、改、写过程，不允许被中断。

2.1.4 位带操作的实现

映射公式：

              理解公式从这个角度理解：位带操作的位带区与位带别名区的关系是：一个比特位（1位）与一个字（32位=4个字节）之间的映射

“1比特位与4个字节的对应”

2.2 位带软件实现

2.2.1 片上外设位带实现

以PA端口为例：

第一步：找出PA端口数据寄存器对应的地址。

复盘：

              0x4000 0000

              0x0002 0000

              0x0000 0000

              0x0000 0014

相加结果：

              0x4002 0014

第二步：根据公式，求出位带区别名区中地址

2.3补充

位带操作开始难以理解其实现原理，但渐渐喜欢位带操作，渐渐了解一点一点。

《1》位带操作,实现51类似的IO控制功能

《2》位带区中的每一比特位，都映射到别名区的一个字（4个字节）(绑定关系)

《3》对别名地址的访问最终作用到位带区的访问上

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