STM32 BSRR BRR ODR寄存器詳情解析

　　一、用法

　　經(jīng)常會(huì)看到類似如下的宏定義語句，用于對(duì)已經(jīng)初始化后的 IO 口輸出高、低電平。

　　#define SET_BL_HIGH（） GPIOA-》BSRR=GPIO_Pin_0

　　#define SET_BL_LOW（） GPIOA-》BRR=GPIO_Pin_0

　　其作用類似于如下兩個(gè)庫函數(shù)，

　　void GPIO_SetBits（GPIO_Typedef* GPIOx， uint16_t GPIO_Pin）

　　void GPIO_ResetBits（GPIO_Typedef* GPIOx， uint16_t GPIO_Pin）

　　而且實(shí)際上這兩個(gè)庫函數(shù)就是通過修改BSRR，BRR寄存器的值來實(shí)現(xiàn)對(duì) IO 口設(shè)置的。如下便是輸出高電平的函數(shù)體：

　　void GPIO_SetBits（GPIO_TypeDef* GPIOx， uint16_t GPIO_Pin）

　　{

　　/* Check the parameters */

　　assert_param（IS_GPIO_ALL_PERIPH（GPIOx））;

　　assert_param（IS_GPIO_PIN（GPIO_Pin））;

　　GPIOx-》BSRR = GPIO_Pin;

　　}

　　因此，使用宏或者庫函數(shù)本質(zhì)上都是一樣的。區(qū)別在于使用宏更快，而使用函數(shù)更靈活。

　　二、解釋

　　BSRR 和 BRR 都是 STM32 系列 MCU 中 GPIO 的寄存器。 BSRR 稱為端口位設(shè)置/清楚寄存器，BRR稱為端口位**寄存器。

　　BSRR 低 16 位用于設(shè)置 GPIO 口對(duì)應(yīng)位輸出高電平，高 16 位用于設(shè)置 GPIO 口對(duì)應(yīng)位輸出低電平。

　　BRR 低 16 位用于設(shè)置 GPIO 口對(duì)應(yīng)位輸出低電平。高 16 位為保留地址，讀寫無效。

　　所以理論上來講，BRR 寄存器的功能和 BSRR 寄存器高 16 位的功能是一樣的。也就是說，輸出低電平的宏語句，可以有如下兩種寫法。

　　#define SET_BL_LOW（） GPIOA-》BRR=GPIO_Pin_0

　　等價(jià)于

　　#define SET_BL_LOW（） GPIOA-》BSRR=GPIO_Pin_0 《《 16

　　這么來看的話，其實(shí) BRR 寄存器是比較多余的。而實(shí)際上，在最新的 STM32F4 系列 MCU 的 GPIO 寄存器中，已經(jīng)找不到 BRR 寄存器了，僅保留了 BSRR 寄存器用于實(shí)現(xiàn)端口輸出高低電平。因此，在 STM32F4 系列 MCU 的庫函數(shù)中，對(duì) GPIO 口輸出高低電平的函數(shù)為如下形式：

　　void HAL_GPIO_WritePin（GPIO_TypeDef* GPIOx， uint16_t GPIO_Pin， GPIO_PinState PinState）

　　{

　　/* Check the parameters */

　　assert_param（IS_GPIO_PIN（GPIO_Pin））;

　　assert_param（IS_GPIO_PIN_ACTION（PinState））;

　　?

　　if（PinState ！= GPIO_PIN_RESET）

　　{

　　GPIOx-》BSRR = GPIO_Pin;

　　}

　　else

　　{

　　GPIOx-》BSRR = （uint32_t）GPIO_Pin 《《 16U;

　　}

　　}

　　可見，不管是輸出高還是輸出低，都是對(duì) BSRR 寄存器的操作。

　　三、BSRR、BRR、 ODR 之間的關(guān)系

　　配置 BSRR ， BRR 是為了對(duì)端口輸出進(jìn)行配置，而 ODR 寄存器也是用于輸出數(shù)據(jù)的寄存器，一個(gè) ODR 寄存器控制了一組（16位）的 GPIO 輸出。因此，對(duì) ODR 進(jìn)行修改也可以到達(dá)對(duì) IO 口輸出進(jìn)行配置。

　　但是，由于對(duì) ODR 寄存器的讀寫操作必須以 16 位的形式進(jìn)行。因此，如果使用 ODR 改寫數(shù)據(jù)以控制輸出時(shí)，須采用“讀-改-寫”的形式進(jìn)行。

　　假設(shè)需要對(duì) GPIOA_Pin_6 輸出高電平。采用改寫 ODR 寄存器的方式時(shí)，使用“讀-改-寫”操作，代碼如下：

　　uint32_t temp;

　　temp = GPIOA-》ODR;

　　temp = temp | GPIO_Pin_6;

　　GPIOA-》ODR = temp;

　　而使用改寫 BSRR 寄存器時(shí)，僅需要使用如下語句：

　　GPIOA-》BSRR = GPIO_Pin_6;

　　這是因?yàn)樵谛薷?ODR 時(shí)，為了確保對(duì)端口 6 的修改不會(huì)影響到其他端口的輸出，需要對(duì)端口的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行保存，之后再對(duì)端口 6 的值進(jìn)行修改，最后再寫入寄存器。而對(duì) BSRR 的操作，是寫 1 有效，寫 0 不改變?cè)瓲顟B(tài)，因此可以對(duì)端口 6 置 1，其他位保持為 0。BSRR 為 1 的位，會(huì)修改相應(yīng)的 ODR 位，從而控制輸出電平。

　　對(duì) BSRR 的操作可以實(shí)現(xiàn)原子操作。因此在設(shè)置單個(gè) IO 口輸出時(shí)，使用 BSRR 進(jìn)行操作會(huì)更加方便。

　　但也有例外的時(shí)候，在需要對(duì)單個(gè)IO口進(jìn)行 Toggle 操作時(shí)（即對(duì)當(dāng)前輸出取反輸出，當(dāng)前輸出為高則輸出低，當(dāng)前輸出低則輸出高），官方的庫函數(shù)就是直接對(duì) ODR 寄存器進(jìn)行操作的。代碼如下：

　　void HAL_GPIO_TogglePin（GPIO_TypeDef* GPIOx， uint16_t GPIO_Pin）

　　{

　　/* Check the parameters */

　　assert_param（IS_GPIO_PIN（GPIO_Pin））;

　　?

　　GPIOx-》ODR ^= GPIO_Pin;

　　}

　　這是因?yàn)椋? 和 1 與 1 進(jìn)行異或操作被取反，0 和 1 與 0 進(jìn)行異或操作保持原值。如下：

　　0 ^ 1 = 1

　　1 ^ 1 = 0

　　?

　　0 ^ 0 = 0

　　1 ^ 0 = 1