關于STM32中的位帶(bit-band)操作說明 - 全文

        支持了位帶操作后，可以使用普通的加載/存儲指令來對單一的比特進行讀寫。在 CM3 中，有兩個區(qū)中實現了位帶。其中一個是 SRAM 區(qū)的最低 1MB 范圍，第二個則是片內外設區(qū)的最低 1MB范圍。這兩個區(qū)中的地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(qū)”，位帶別名區(qū)把每個比特膨脹成一個 32 位的字。當你通過位帶別名區(qū)訪問這些字時，就可以達到訪問原始比特的目的。
       位帶操作的概念其實 30 年前就有了，那還是8051 單片機開創(chuàng)的先河，如今，CM3 將此能力進化，這里的位帶操作是 8051 位尋址區(qū)的威力大幅加強版。
       CM3 使用如下術語來表示位帶存儲的相關地址：
              位帶區(qū)：支持位帶操作的地址區(qū)
              位帶別名：對別名地址的訪問最終作用到位帶區(qū)的訪問上（這中途有一個地址映射過程）
       在位帶區(qū)中，每個比特都映射到別名地址區(qū)的一個字——這是只有 LSB 有效的字。當一個別名地址被訪問時，會先把該地址變換成位帶地址。對于讀操作，讀取位帶地址中的一個字，再把需要的位右移到 LSB，并把 LSB 返回。對于寫操作，把需要寫的位左移至對應的位序號處，然后執(zhí)行一個原子的“讀－改－寫”過程。

       支持位帶操作的兩個內存區(qū)的范圍是：
              0x2000_0000‐0x200F_FFFF（SRAM 區(qū)中的最低 1MB）
              0x4000_0000‐0x400F_FFFF（片上外設區(qū)中的最低 1MB）
       對 SRAM 位帶區(qū)的某個比特，記它所在字節(jié)地址為 A,位序號為 n(0<=n<=7)，則該比特在別名區(qū)的地址為：
              AliasAddr=0x22000000+((A-0x20000000)*8+n)*4=0x22000000+(A-0x20000000)*32+n*4
       對于片上外設位帶區(qū)的某個比特，記它所在字節(jié)的地址為 A,位序號為 n(0<=n<=7)，則該比特在別名區(qū)的地址為：
              AliasAddr=0x42000000+((A-0x40000000)*8+n)*4=0x42000000+(A-0x40000000)*32+n*4
       上式中，“*4”表示一個字為 4 個字節(jié)，“*8”表示一個字節(jié)中有 8 個比特。

       這里再不嫌啰嗦地舉一個例子：
       1. 在地址 0x20000000 處寫入 0x3355AACC
       2. 讀取地址0x22000008。本次讀訪問將讀取 0x20000000，并提取比特 2，值為 1。
       3. 往地址 0x22000008 處寫 0。本次操作將被映射成對地址 0x20000000 的“讀－改－寫”操作（原子的），把比特2 清 0。
       4. 現在再讀取 0x20000000，將返回 0x3355AAC8（bit[2]已清零）。
       位帶別名區(qū)的字只有 LSB 有意義。另外，在訪問位帶別名區(qū)時，不管使用哪一種長度的數據傳送指令（字/半字/字節(jié)），都把地址對齊到字的邊界上，否則會產生不可預料的結果。 

[cpp]  

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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<>第五章(87頁~92頁).  

//IO口操作宏定義  

#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口地址映射  

#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的值小于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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