stm32位操作详解

stm32位操作详解

STM32位操作原理

思想：把一个比特分成32位，每位都分配一个地址，这样就有32个地址，通过地址直接访问。

位操作基础

位运算

位运算的运算分量只能是整型或字符型数据，位运算把运算对象看作是由二进位组成的位串信息，按位完成指定的运算，得到位串信息的结果。

位运算

   &(按位与)、|(按位或)、^(按位异或)、~ (按位取反)。

其中，按位取反运算符是单目运算符，其余均为双目运算符。
    位运算符的优先级从高到低，依次为~、&、^、|，
    其中~的结合方向自右至左，且优先级高于算术运算符，其余运算符的结合方向都是自左至右，且优先级低于关系运算符。

 ()按位与运算符(&)
    按位与运算将两个运算分量的对应位按位遵照以下规则进行计算：
      &  = ,  &  = ,  &  = ,  &  = 。
即同为  的位，结果为 ，否则结果为 。
    例如，设3的内部表示为

    5的内部表示为

    则3&5的结果为

    按位与运算有两种典型用法，一是取一个位串信息的某几位，如以下代码截取x的最低7位：x & 。二是让某变量保留某几位，其余位置0，如以下代码让x只保留最低6位：x = x & 。以上用法都先要设计好一个常数，该常数只有需要的位是1，不需要的位是0。用它与指定的位串信息按位与。
   ()按位或运算符(|)
    按位或运算将两个运算分量的对应位按位遵照以下规则进行计算：
      |  = ,  |  = ,  |  = ,  |  =
即只要有1个是1的位，结果为1，否则为0。
    例如， |  结果为037。
    按位或运算的典型用法是将一个位串信息的某几位置成1。如将要获得最右4为1，其他位与变量j的其他位相同，可用逻辑或运算017|j。若要把这结果赋给变量j，可写成：
     j = |j
   ()按位异或运算符(^)
    按位异或运算将两个运算分量的对应位按位遵照以下规则进行计算：
      ^  = ,  ^  = ,  ^  = ,  ^  =
即相应位的值相同的，结果为 ，不相同的结果为 。
    例如，^035结果为026。
    异或运算的意思是求两个运算分量相应位值是否相异，相异的为1，相同的为0。按位异或运算的典型用法是求一个位串信息的某几位信息的反。如欲求整型变量j的最右4位信息的反，用逻辑异或运算017^j，就能求得j最右4位的信息的反,即原来为1的位，结果是0,原来为0的位，结果是1。
   ()按位取反运算符(~)
    按位取反运算是单目运算，用来求一个位串信息按位的反，即哪些为0的位，结果是1，而哪些为1的位，结果是0。例如, ~7的结果为0xfff8。
    取反运算常用来生成与系统实现无关的常数。如要将变量x最低6位置成0，其余位不变，可用代码x = x & ~077实现。以上代码与整数x用2个字节还是用4个字节实现无关。
    当两个长度不同的数据进行位运算时(例如long型数据与int型数据)，将两个运算分量的右端对齐进行位运算。如果短的数为正数，高位用0补满；如果短的数为负数，高位用1补满。如果短的为无符号整数，则高位总是用0补满。
    位运算用来对位串信息进行运算，得到位串信息结果。如以下代码能取下整型变量k的位串信息的最右边为1的信息位：((k-)^k) & k。

移位运算

    移位运算用来将整型或字符型数据作为二进位信息串作整体移动。有两个运算符：
     << (左移) 和 >> (右移)
移位运算是双目运算，有两个运算分量,左分量为移位数据对象，右分量的值为移位位数。移位运算将左运算分量视作由二进位组成的位串信息,对其作向左或向右移位，得到新的位串信息。
    移位运算符的优先级低于算术运算符，高于关系运算符，它们的结合方向是自左至右。
   ()左移运算符(<<)
    左移运算将一个位串信息向左移指定的位，右端空出的位用0补充。例如014<<,结果为060,即48。
    左移时，空出的右端用0补充，左端移出的位的信息就被丢弃。在二进制数运算中，在信息没有因移动而丢失的情况下，每左移1位相当于乘2。如4 << ，结果为16。
   ()右移运算符(>>)
    右移运算将一个位串信息向右移指定的位，右端移出的位的信息被丢弃。例如12>>,结果为3。与左移相反，对于小整数，每右移1位，相当于除以2。在右移时，需要注意符号位问题。对无符号数据，右移时，左端空出的位用0补充。对于带符号的数据，如果移位前符号位为0(正数)，则左端也是用0补充；如果移位前符号位为1(负数)，则左端用0或用1补充，取决于计算机系统。对于负数右移，称用0 补充的系统为“逻辑右移”，用1补充的系统为“算术右移”。以下代码能说明读者上机的系统所采用的右移方法：
     printf("%d\n\n\n", ->>);
若输出结果为-，是采用算术右移；输出结果为一个大整数，则为逻辑右移。
    移位运算与位运算结合能实现许多与位串运算有关的复杂计算。设变量的位自右至左顺序编号，自0位至15位，有关指定位的表达式是不超过15的正整数。以下各代码分别有它们右边注释所示的意义：
     ~（~ << n）
     (x >> ( p-n)) & ~(~ << n)
     new |= ((old >> row) & ) << ( – k)
     s &= ~( << j)
     for(j = ; (( << j) & s) == ; j ) ;

STM32地址映射关系及使用

地址映射关系

每个比特分成32个位，对应32个地址，之间映射关系，要不然我们怎么知道访问哪个地址，当然有公式可以计算出来，但是stm32已经帮我们封装好了映射关系，我们可以直接使用。
映射关系定义在sys.h文件下。

#ifndef __SYS_H
#define __SYS_H
#include "stm32f10x.h"

//0,不支持ucos
//1,支持ucos
#define SYSTEM_SUPPORT_OS        0        //定义系统文件夹是否支持UCOS

//位带操作,实现51类似的GPIO控制功能
//具体实现思想,参考<<CM3权威指南>>第五章(87页~92页).
//IO口操作宏定义
#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,只对单一的IO口!
//确保n的值小于16!
#define PAout(n)   BIT_ADDR(GPIOA_ODR_Addr,n)  //输出
#define PAin(n)    BIT_ADDR(GPIOA_IDR_Addr,n)  //输入 

#define PBout(n)   BIT_ADDR(GPIOB_ODR_Addr,n)  //输出
#define PBin(n)    BIT_ADDR(GPIOB_IDR_Addr,n)  //输入 

#define PCout(n)   BIT_ADDR(GPIOC_ODR_Addr,n)  //输出
#define PCin(n)    BIT_ADDR(GPIOC_IDR_Addr,n)  //输入 

#define PDout(n)   BIT_ADDR(GPIOD_ODR_Addr,n)  //输出
#define PDin(n)    BIT_ADDR(GPIOD_IDR_Addr,n)  //输入 

#define PEout(n)   BIT_ADDR(GPIOE_ODR_Addr,n)  //输出
#define PEin(n)    BIT_ADDR(GPIOE_IDR_Addr,n)  //输入

#define PFout(n)   BIT_ADDR(GPIOF_ODR_Addr,n)  //输出
#define PFin(n)    BIT_ADDR(GPIOF_IDR_Addr,n)  //输入

#define PGout(n)   BIT_ADDR(GPIOG_ODR_Addr,n)  //输出
#define PGin(n)    BIT_ADDR(GPIOG_IDR_Addr,n)  //输入

//以下为汇编函数
void WFI_SET(void);        //执行WFI指令
void INTX_DISABLE(void);//关闭所有中断
void INTX_ENABLE(void);    //开启所有中断
void MSR_MSP(u32 addr);    //设置堆栈地址

#endif

使用

1.定义

这里我们以LED0与LED1为例。
LED0的io口为PB5
LED的io口为PE5
我们需要设置IO口输出。选择对应GPIO组，然后传入引脚号。

PBout(5)

PEout(5)

　　

#define LED0 PBout(5)// PB5
#define LED1 PEout(5)// PE5	

2.使用

LED0=1;
LED1=0;