在我们学习51单片机的时候，对IO的操作可直接使用P0^1=0，P0^2=1，控制某个IO口就可以单独的对某个端口的IO口进行操作，但在STM32中是不能直接这样用的，为了可以像使用51单片机一样对某个端口的IO口进行直接操作方便我们使用，就出现了位带操作。

位绑定理解：

STM32对外设端口的操作是通过配置相应的寄存器的位来完成的，位绑定就是把对寄存器某一位的操作映射到某个内存地址，通过位绑定后我们可以使我们的的代码效率更高，对外设的操作更加方便。

下图显示了Cortex-M3 存储器的映射

从图中我们可以看出STM32存储映射区包括两个位绑定区（bit band区）。分别为SRAM区域中的低1MB地址即（0X20000000~0x200FFFFF）和外设存储区的低 1MB地址处(0x4000 0000 ~ 0x400F FFFF)。我们都知道STM32是32的，最快捷的操作方法就是操作一个32的地址，所以STM32有设计出了别名区，对32MB SRAM的别名区的访问映射为1M SRAM位绑定区（Bit Band）的访问，对 32MB 外设别名区的访问映射为对 1MB 外设位绑定区（Bit Band）区的访问。为什么别名区会是位带区的32倍呢？因为位带区是以位为单位，每八个位为一个地址，而别名区是以字为单位，每个字等于4个字节，就是32位。

位绑定区的地址映射如下所示：

从上图中可以看出位带区0x20000000的第0位对应的地址是0x22000000-0X22000003 这4个字节，这里我们需要注意的是只有起始的地址0x2200000，0x22000004,这样4的倍数的地址才能被访问。所以就有了以下的对应地址：

映射的算法：

对于位绑定的公式官方给出的如下：

比如我们要访问的内存寄存器的地址为add；n为对应的每一位

SRAM区映射的地址 = 0x22000000 + ((add- 0x20000000) * 8 + n) * 4 = 0x22000000 + ((add - 0x20000000) * 32 + n * 4

片上外设区映射的地址 = 0x42000000 + ((add - 0x40000000) * 8 + n) * 4= 0x42000000 + ((add - 0x40000000) * 32 + n * 4

n*4是因为1位要用4个地址单元即前面说的只有4的倍数的地址才能被访问。

byte_offset*32（add - 0x20000000）*32因为位带区的一个位要扩张到别名区的32个位，byte_offset*32是前面已经占用的地址。

程序实现：

#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))

#define GPIOA_ODR_Addr (GPIOA_BASE+20)

#define GPIOA_IDR_Addr (GPIOA_BASE+16) //0x40020010

对IO口操作

#define PAout(n) BIT_ADDR(GPIOA_ODR_Addr,n) //输出

#define PAin(n) BIT_ADDR(GPIOA_IDR_Addr,n) //输入

因为不知道其是SRAM还是片上外设的映射，所以我们取其高位addr & 0xF0000000，然后加上0x2000000，
这样无论是SRAM还是片上外设的映射都可以得到其对应的别名区基地址，addr &0xFFFFF（add=0x2000_0000‐0x200F_FFFF 0x4000_0000‐0x400F_FFFF）屏蔽高三位就相当于与add- 0x20000000和add - 0x40000000
<<5就相当于乘32，<<2就是乘以4，因为左移的速度比乘的要快，所以把乘都改为了左移。

专栏文章内容及配图由作者撰写发布，仅供工程师学习之用，如有侵权或者其他违规问题，请联系本站处理。 联系我们