STM32之位带操作

　　Cortex-M3支撑了位操作后，能够运用一般的加载/存储指令来对单一的比特进行读写。

　　在 CM3 支撑的位带中，有两个区中完成了位带。

　　其间一个是 SRAM 区的最低 1MB 规模，0x20000000 ‐ 0x200FFFFF（SRAM 区中的最低 1MB）；

　　第二个则是片内外设区的最低 1MB规模，0x40000000 ‐ 0x400FFFFF（片上外设区中的最低 1MB）。

　　这两个区中的地址除了能够像一般的 RAM 相同运用外，它们还都有自己的“位带别号区”，位带别号区把每个比特胀大成一个32 位的字。当你经过位带别号区拜访这些字时，就能够到达拜访原始比特的意图。

　　CM3 运用如下术语来表明位带存储的相关地址

　　*位带区： 支撑位带操作的地址区

　　*位带别号： 对别号地址的拜访终究效果到位带区的拜访上（留意：这中心有一个地址映射进程）

　　位带区中的每个比特都映射到别号地址区的一个字 —— 这是只要 LSB 有用的字（位带别号区的字只要 最低位 有意义）。

　　关于SRAM中的某个比特，

　　该比特在位带别号区的地址：AliasAddr =0x22000000 + ((A‐0x20000000)*8+n)*4

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

关于片上外设位带区的某个比特，

　　该比特在位带别号区的地址：AliasAddr =0x42000000 + ((A‐0x40000000)*8+n)*4

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

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 其间 A 为该比特地点的字节的地址，0 <= n <= 7

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　“*4”表明一个字为 4 个字节，“*8”表明一个字节中有 8 个比特。

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　当然，位带操作并不只限于以字为单位的传送。亦能够按半字和字节为单位传送。　

　　位带操作有许多优点，其间重要的一项便是，在多使命体系中，用于完成共享资源在使命间的“互锁”拜访。多使命的共享资源有必要满意一次只要一个使命拜访它——亦即所谓的“原子操作”。

　　在 C 言语中运用位带操作

　　在 C编译器中并没有直接支撑位带操作。比方，C 编译器并不知道同一块内存，能够运用不同的地址来拜访，也不知道对位带别号区的拜访只对 LSB 有用。

　　欲在 C中运用位带操作，最简略的做法便是#define 一个位带别号区的地址。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;　　　　　　　　//运用正常地址拜访寄存器

　　*DEVICE_REG0_BIT1 = 0x1; // 经过位带别号地址设置 bit1

　　还能够更简化：

　　　　//把“位带地址＋位序号”转换成别号地址的宏

　　　　#defineBITBAND(addr, bitnum)((addr & 0xF0000000)+0x2000000+((addr &0xFFFFF)<<5)+(bitnum<<2))　　

　　　　//把该地址转换成一个指针

　　　　#defineMEM_ADDR(addr)*((volatile unsigned long *) (addr))

　　　　所以：

　　　　MEM_ADDR(DEVICE_REG0) = 0xAB; 　　　　　　　　　　　　//运用正常地址拜访寄存器　　

　　　　MEM_ADDR(BITBAND(DEVICE_REG0,1)) = 0x1;　　　　　　　 //运用位带别号地址

　　留意：当你运用位带功用时，要拜访的变量有必要用 volatile 来界说。由于 C 编译器并不知道同一个比特能够有两个地址。所以就要经过 volatile，使得编译器每次都如实地把新数值写入存储器，而不再会出于优化的考虑 ，在半途运用寄存器来操作数据的复本，直到最终才把复本写回。

　　在 GCC和 RealView MDK (即 Keil) 开发工具中，答应界说变量时手艺指定其地址。如：

　　　volatile unsigned longbbVarAry[7]__attribute__((at(0x20003014) ));

　　 　volatile unsigned long* constpbbaVar= (void*)(0x22000000+0x3014*8*4);

　　 　//在 long*后边的“const”告诉编译器：该指针不能再被修正而指向其它地址。

　　 　//留意：at()中的地址有必要对齐到4 字节鸿沟。

　　这样，就在0x20003014处置配了7个字，共得到了32*7=224 个比特。

　　再运用这些比特时，能够经过如下的的方式：

　　　 pbbaVar[136]=1; //置位第 136号比特

　　不过这有个限制：编译器无法查看是否下标越界。

　　那为什么不界说成“ baVarAry[224]“的数组呢？

　　这也是一个编译器的限制：它不知道这个数组其实便是 bbVarAry[7]，从而在核算程序对内存的占用量上，会无缘无故地多计入224*4个字节。

　　关于指针义，为每个需求运用的比特取一个字面值的姓名，在下标中只运用字面值姓名，不再写实在的数字，就能够极大程度地防止数组越界。

　　请留意：在界说这“两个”变量时，前面加上了“volatile”。假如不再运用bbVarAry 来拜访这些比特，而只是运用位带别号的方式拜访时，这两个 volatile 均不再需求。