關(guān)于STM32的GPIO輸入輸出的位帶操作

支持位帶操作的兩個內(nèi)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(shè)區(qū)中的最低1MB）

位帶操作可以在不加任何特殊指令時實現(xiàn)位操作。在對一個外設(shè)寄存器或者SRAM進行位操作時，需要計算與其對應(yīng)的位帶別名區(qū)中的地址。計算公式如下：

位帶別名區(qū)地址=位帶別名區(qū)基地址+字偏移地址

字偏移地址=字節(jié)相對位帶區(qū)的偏移

位31:16保留，必須保持復(fù)位值。

位15:0 IDRy[15:0]：端口輸入數(shù)據(jù)(Port input data) (y = 0..15)

這些位為只讀形式，只能在字模式下訪問。它們包含相應(yīng)I/O端口的輸入值

GPIO端口輸出數(shù)據(jù)寄存器(GPIOx_ODR) (x = A..I)

偏移地址：0x14

復(fù)位值：0x0000 0000

位31:16保留，必須保持復(fù)位值。

位15:0 ODRy[15:0]：端口輸出數(shù)據(jù)(Port output data) (y = 0..15)

這些位可通過軟件讀取和寫入。

注意：對于原子置位/復(fù)位，通過寫入GPIOx_BSRR寄存器，可分別對ODR位進行置位和復(fù)位(x = A..I/)

別名區(qū)的外設(shè)基地址

PERIPH_BASE = 0X4000 0000

外設(shè)存儲器映射

AHB1PERIPH_BASE =PERIPH_BASE + 0x0002 0000 = 0x4002 0000

AHB1總線的各外設(shè)地址

GPIOA_BASE = AHB1PERIPH_BASE + 0x0000 = 0x4002 0000

GPIOB_BASE = AHB1PERIPH_BASE + 0x0400 = 0x4002 0400

……

GPIOK_BASE = AHB1PERIPH_BASE + 0x2800 = 0x4002 2800

……

IO口的輸出寄存器地址映射

GPIOA_ODR_Addr = GPIOA_BASE + 0X14（十進制是20）= 0x4002 0014

GPIOB_ODR_Addr = GPIOB_BASE + 0X14（十進制是20）= 0x4002 0414

……

GPIOI_ODR_Addr = GPIOI_BASE + 0X14（十進制是20）= 0x4002 2014

IO口的輸入寄存器地址映射

GPIOA_IDR_Addr = GPIOA_BASE + 0X10（十進制是16）=0x4002 0010

GPIOB_IDR_Addr = GPIOB_BASE + 0X10（十進制是16）= 0x4002 0410

……

GPIOI_IDR_Addr = GPIOI_BASE + 0X10（十進制是16）= 0x4002 2010

根據(jù)公式和圖可以計算寄存器位的位帶別名地址：以GPIOA6輸出為例

寄存器地址：0x4002 0014

設(shè)備位帶區(qū)基地址：0x4000 0000

位帶別名區(qū)基地址（已知）：0x4200 0000

位帶區(qū)的字節(jié)偏移量：0x4002 0014 - 0x4000 0000 = 0x2 0014

字偏移地址：（0x2 0014×0x20）+（6×4）= 0x40 0298

（0x2 0014×8 + 6）×4 = 0x40 0298

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。

位帶別名區(qū)地址：0x4200 0000 + 0x40 0298 = 0x4240 0298

熱后用C語言以此地址定義一個指針，用來對GPIOA6進行置位和清除：

#define PoutA（6）*((volatile unsigned long*)0x4240 0298

PoutA（6）=1；//輸出高電平

PoutA（6）=0；//輸出低電平

其他參考資料：

STM32中的SRAM依然是8位的，所以RAM中任一地址對應(yīng)一個字節(jié)內(nèi)容。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(yīng)的位序號處，然后執(zhí)行一個原子的“讀－改－寫”過程。

位帶區(qū)中的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（位帶別名區(qū)的字只有最低位有意義）。

　　對于SRAM中的某個比特，

　　該比特在位帶別名區(qū)的地址：AliasAddr =0x22000000 + ((A‐0x20000000)*8+n)*4

　　　　　　　　　= 0x22000000 + (A‐0x20000000)*32 + n*4

對于片上外設(shè)位帶區(qū)的某個比特，

　　該比特在位帶別名區(qū)的地址：AliasAddr =0x42000000 + ((A‐0x40000000)*8+n)*4

　　　　　　　　　= 0x42000000 + (A‐0x40000000)*32 + n*4