STM32_CorTex-M3位帶操作的理解
STM32支持了位帶操作（bit_band）,有兩個(gè)區(qū)中實(shí)現(xiàn)了位帶。其中一個(gè)是SRAM 區(qū)的最低1MB 范圍，第二個(gè)則是片內(nèi)外設(shè) 區(qū)的最低1MB 范圍。這兩個(gè)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(gè)比特膨脹成一個(gè)32 位的字。
每個(gè)比特膨脹成一個(gè)32 位的字,就是把 1M 擴(kuò)展為 32M , 于是；RAM地址 0X200000000（一個(gè)字節(jié)）擴(kuò)展到8個(gè)32 位的字,它們是：（STM32中的SRAM依然是8位的，所以RAM中任一地址對應(yīng)一個(gè)字節(jié)內(nèi)容）
0X220000000 ,0X220000004，0X220000008，0X22000000C,0X220000010,0X220000014, 0X220000018,0X22000001C
支持位帶操作的兩個(gè)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）
CM3 使用如下術(shù)語來表示位帶存儲的相關(guān)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(gè)地址映射過程）
在位帶區(qū)中，每個(gè)比特都映射到別名地址區(qū)的一個(gè)字——這是只有 LSB 有效的字。當(dāng)一個(gè)別名地址被訪問時(shí)，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(gè)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(gè)原子的“讀－改－寫”過程。
舉一個(gè)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(xiàn)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(shí)，不管使用哪一種長度的數(shù)據(jù)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(chǎn)生不可預(yù)料的結(jié)果。
對SRAM 位帶區(qū)的某個(gè)比特，記它所在字節(jié)地址為A,位序號
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(shè)位帶區(qū)的某個(gè)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(gè)字為4 個(gè)字節(jié)，“*8”表示一個(gè)字節(jié)中有8 個(gè)比特。
把“位帶地址＋位序號”轉(zhuǎn)換別名地址宏
#define BITBAND(addr, bitnum) ((addr & 0xF0000000)+0x2000000+((addr &0xFFFFF)<<5)+(bitnum<<2))
把該地址轉(zhuǎn)換成一個(gè)指針
#define MEM_ADDR(addr) *((volatile unsigned long *)(addr))
MEM_ADDR(BITBAND( (u32)&CRCValue,1)) = 0x1;
使用STM32庫，例如點(diǎn)亮LED
GPIO_ResetBits(GPIOC, GPIO_Pin_4); //關(guān)LED5
GPIO_SetBits(GPIOC, GPIO_Pin_7); //開LED2
一般讀操作
STM32_Gpioc_Regs->bsrr.bit.BR4 =1;// 1：清除對應(yīng)的ODRy位為0
STM32_Gpioc_Regs->bsrr.bit.BS7 =1;// 1：設(shè)置對應(yīng)的ODRy位為1
如果使用位帶別名區(qū)操作
STM32_BB_Gpioc_Regs->BSRR.BR[4] =1;// 1：清除對應(yīng)的ODRy位為0
STM32_BB_Gpioc_Regs->BSRR.BS[7] =1;// 1：設(shè)置對應(yīng)的ODRy位為1
代碼比STM32庫高效十倍！
對內(nèi)存變量的位操作。
1. // SRAM 變量
2.
3. long CRCValue;
4.
5. // 把“位帶地址＋位序號”轉(zhuǎn)換別名地址宏
6. #define BITBAND(addr, bitnum) ((addr & 0xF0000000)+0x2000000+((addr &0xFFFFF)<<5)+(bitnum<<2))
7. //把該地址轉(zhuǎn)換成一個(gè)指針
8. #define MEM_ADDR(addr) *((volatile unsigned long *)(addr))
9.
10. // 對32位變量 的BIT1 置 1 ：
11.
12. MEM_ADDR(BITBAND( (u32)&CRCValue,1)) = 0x1;
13.
14. //對任意一位( 第23位 ) 判斷：
15.
16. if(MEM_ADDR(BITBAND( (u32)&CRCValue,23))==1)
17. {
18.
19. }
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支持了位帶操作（bit_band）,有兩個(gè)區(qū)中實(shí)現(xiàn)了位帶。其中一個(gè)是SRAM 區(qū)的最低1MB 范圍，第二個(gè)則是片內(nèi)外設(shè)
// 區(qū)的最低1MB 范圍。這兩個(gè)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(gè)比特膨脹成一個(gè)32 位的字
//
// 每個(gè)比特膨脹成一個(gè)32 位的字,就是把 1M 擴(kuò)展為 32M ,
//
// 于是；RAM地址 0X200000000（一個(gè)字節(jié)）擴(kuò)展到8個(gè)32 位的字,它們是：
// 0X220000000 ,0X220000004，0X220000008，0X22000000C,0X220000010,0X220000014, 0X220000018,0X22000001C
// 支持位帶操作的兩個(gè)內(nèi)存區(qū)的范圍是：
// 0x2000_0000‐0x200F_FFFF（SRAM 區(qū)中的
// 0x4000_0000‐0x400F_FFFF（片上外設(shè)區(qū)中的最低1MB）
// 把“位帶地址＋位序號”轉(zhuǎn)換別名地址宏
#define BITBAND(addr, bitnum) ((addr & 0xF0000000)+0x2000000+((addr &0xFFFFF)<<5)+(bitnum<<2))
//把該地址轉(zhuǎn)換成一個(gè)指針
#define MEM_ADDR(addr) *((volatile unsigned long *)(addr))
// MEM_ADDR(BITBAND( (u32)&CRCValue,1)) = 0x1;
例如點(diǎn)亮LED
// 使用STM32庫
GPIO_ResetBits(GPIOC, GPIO_Pin_4); //關(guān)LED5
GPIO_SetBits(GPIOC, GPIO_Pin_7); //開LED2
// 一般讀操作
STM32_Gpioc_Regs->bsrr.bit.BR4 =1;// 1：清除對應(yīng)的ODRy位為0
STM32_Gpioc_Regs->bsrr.bit.BS7 =1;// 1：設(shè)置對應(yīng)的ODRy位為1
//如果使用位帶別名區(qū)操作
STM32_BB_Gpioc_Regs->BSRR.BR[4] =1;// 1：清除對應(yīng)的ODRy位為0
STM32_BB_Gpioc_Regs->BSRR.BS[7] =1;// 1：設(shè)置對應(yīng)的ODRy位為1
代碼比STM32庫高效十倍！
// SRAM 變量
long CRCValue;
// 把“位帶地址＋位序號”轉(zhuǎn)換別名地址宏
#define BITBAND(addr, bitnum) ((addr & 0xF0000000)+0x2000000+((addr &0xFFFFF)<<5)+(bitnum<<2))
//把該地址轉(zhuǎn)換成一個(gè)指針
#define MEM_ADDR(addr) *((volatile unsigned long *)(addr))
// 對32位變量 的BIT1 置 1 ：
MEM_ADDR(BITBAND( (u32)&CRCValue,1)) = 0x1;
//對任意一位( 第23位 ) 判斷：
if(MEM_ADDR(BITBAND( (u32)&CRCValue,23))==1)
{
}
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Cortex?-M3存儲器映像包括兩個(gè)位段(bit-band)區(qū)。這兩個(gè)位段區(qū)將別名存儲器區(qū)中的每個(gè)字映射到位段存儲器區(qū)的一個(gè)位，在別名存儲區(qū)寫入一個(gè)字具有對位段區(qū)的目標(biāo)位執(zhí)行讀-改-寫操作的相同效果。
在STM32F10xxx里，外設(shè)寄存器和SRAM都被映射到一個(gè)位段區(qū)里，這允許執(zhí)行單一的位段的寫和讀操作。
下面的映射公式給出了別名區(qū)中的每個(gè)字是如何對應(yīng)位帶區(qū)的相應(yīng)位的：
bit_word_addr = bit_band_base + (byte_offset x 32) + (bit_number × 4)
其中：
bit_word_addr是別名存儲器區(qū)中字的地址，它映射到某個(gè)目標(biāo)位。
bit_band_base是別名區(qū)的起始地址。
byte_offset是包含目標(biāo)位的字節(jié)在位段里的序號
bit_number是目標(biāo)位所在位置(0-31)
在 CM3 支持的位段中，有兩個(gè)區(qū)中實(shí)現(xiàn)了位段。
其中一個(gè)是 SRAM 區(qū)的最低 1MB 范圍， 0x20000000 ‐ 0x200FFFFF（SRAM 區(qū)中的最低 1MB）；
第二個(gè)則是片內(nèi)外設(shè)區(qū)的最低 1MB范圍， 0x40000000 ‐ 0x400FFFFF（片上外設(shè)區(qū)中的最低 1MB）。
在 C 語言中使用位段操作
在 C編譯器中并沒有直接支持位段操作。比如，C 編譯器并不知道對于同一塊內(nèi)存，能夠使用不同的地址來訪問，也不知道對位段別名區(qū)的訪問只對 LSB 有效。欲在 C中使用位段操作，最簡單的做法就是#define 一個(gè)位段別名區(qū)的地址。例如：
#define DEVICE_REG0 ((volatile unsigned long *) (0x40000000))
#define DEVICE_REG0_BIT0 ((volatile unsigned long *) (0x42000000))
#define DEVICE_REG0_BIT1 ((volatile unsigned long *) (0x42000004))
...
*DEVICE_REG0 = 0xab; //使用正常地址訪問寄存器
*DEVICE_REG0_BIT1 = 0x1;
還可以更簡化：
//把“位帶地址＋位序號” 轉(zhuǎn)換成別名地址的宏
#define BITBAND(addr, bitnum)((addr & 0xF0000000)+0x2000000+((addr & 0xFFFFF)<<5)+(bitnum<<2))
//把該地址轉(zhuǎn)換成一個(gè)指針
#define MEM_ADDR(addr) *((volatile unsigned long *) (addr))
于是：
MEM_ADDR(DEVICE_REG0) = 0xAB; //使用正常地址訪問寄存器
MEM_ADDR(BITBAND(DEVICE_REG0,1)) = 0x1; //使用位段別名地址
注意：當(dāng)你使用位段功能時(shí)，要訪問的變量必須用 volatile 來定義。因?yàn)?C
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