STM32 BIT_BAND 位帶別名區(qū)使用入門

2. 它有什么好處？

答1： 是這樣的，記得MCS51嗎？ MCS51就是有位操作，以一位（BIT）為數(shù)據(jù)對象的操作，
MCS51可以簡單的將P1口的第2位獨立操作： P1.2=0;P1.2=1 ; 就是這樣把P1口的第三個腳（BIT2）置0置。
而現(xiàn)在STM32的位段、位帶別名區(qū)就為了實現(xiàn)這樣的功能。
對象可以是SRAM,I/O外設(shè)空間。實現(xiàn)對這些地方的某一位的操作。
它是這樣的。在尋址空間（32位地址是 4GB ）另一地方，取個別名區(qū)空間，從這地址開始處，每一個字（32BIT）
就對應(yīng)SRAM或I/O的一位。

這樣呢，1MB SRAM就 可以有32MB的對應(yīng)別名區(qū)空間，就是1位膨脹到32位（1BIT 變?yōu)?個字）
我們對這個別名區(qū)空間開始的某一字操作，置0或置1，就等于它映射的SRAM或I/O相應(yīng)的某地址的某一位的操作。

答2： 簡單來說，可以把代碼縮小， 速度更快，效率更高，更安全。
一般操作要6條指令，而使用 位帶別名區(qū)只要4條指令。
一般操作是 讀－改－寫 的方式， 而位帶別名區(qū)是 寫 操作。防止中斷對讀－改－寫 的方式的影響。

// STM32支持了位帶操作（bit_band）,有兩個區(qū)中實現(xiàn)了位帶。其中一個是SRAM 區(qū)的最低1MB 范圍，第二個則是片內(nèi)外設(shè)
// 區(qū)的最低1MB 范圍。這兩個區(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)
// 把每個比特膨脹成一個32 位的字。
//
// 每個比特膨脹成一個32 位的字,就是把 1M 擴(kuò)展為 32M ,
//
// 于是；RAM地址 0X200000000（一個字節(jié)）擴(kuò)展到8個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)一個字節(jié)內(nèi)容）
// 0X220000000 ,0X220000004，0X220000008，0X22000000C,0X220000010,0X220000014, 0X220000018,0X22000001C

// 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）

/*

對SRAM 位帶區(qū)的某個比特，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”表示一個字為4 個字節(jié)，“*8”表示一個字節(jié)中有8 個比特。

// 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)換成一個指針
#define MEM_ADDR(addr) *((volatile unsigned long *)(addr))
// MEM_ADDR(BITBAND( (u32)&CRCValue,1)) = 0x1;

例如點亮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

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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. }

bit_band，直譯為位帶，也翻譯成別名存儲區(qū)。

映射公式：

其中：

bit_number ——寄存器位所在位置(0-31)

下面的例1說明，如何將SRAM 地址為0x20000300的字節(jié)中的位2映射到別名區(qū)中：

0x22006008 = 0x22000000 + (0x300*32) + (2*4).

對0x22006008地址的寫操作等同于對SRAM 中地址0x20000300字節(jié)的位2 執(zhí)行讀- 改- 寫操作。

這個公式照著套用，也沒問題。

我比較鉆牛角尖，總想弄明白，為什么式1中要乘以32，要乘以4。

記住這個前提：

（1）STM32對bit-band的訪問，是以32位的方式來訪問，即一次讀寫32位（Bit），4個字節(jié)（STM32是32位的CPU，一次讀32位長，速度快，存儲空間比51大的多）。

（2）寄存器中的1個位，是使用bit-band中1個雙字（32位）來表達(dá)的。

先看一個圖。

0x20000000的0~7對應(yīng)0x22000000~0x2200001C，共32個字節(jié)，8個雙字。

0x20000000的位0對應(yīng)0x22000000，0x22000001，0x22000002，0x22000003，共4個字節(jié)，1個雙字

例1中：

0x20000300相對于0x20000000的位移是0x20000300 -0x20000000 = 300，相當(dāng)于300行（ROW）。

乘以32，是因為一行（1個寄存器字節(jié)）是32個字節(jié)。兩者相減，就是它們之間相差的距離，不用擔(dān)心加1減1的問題。

式1中，bit_number 為什么要乘以4？ 這里，寄存器字節(jié)中的位相當(dāng)于列。（如屏幕分辨率1440*900，900是行數(shù)，1440是列數(shù)，行之間的比例是1，而這里是32）

每列之間相差4個字節(jié)：

0x22000004 -0x22000000 = 4

因為前提（2）。

如例1中，0x22006008~0x2200600B來映射0x20000300的字節(jié)中的位2，而實際只有0x22006008的位0表示寄存器位2的狀態(tài)。

再舉例2如：

GPIOA是 0x4001 0800

端口輸出數(shù)據(jù)寄存器(GPIOx_ODR) 的偏移地址是 0x0c

根據(jù)公式：別名區(qū) = ADDRESS=0x4200 0000 + (0x0001 080C*0x20) + (bitx*4) ;bitx:第x位

得到PA.0和PA.1的別名區(qū)地址

#define PA_Bit0 ((volatile unsigned long *) (0x42210180))
#define PA_Bit1 ((volatile unsigned long *) (0x42210184))

（來源http://www.amobbs.com/forum.php?mod=viewthread&tid=3861107）

定義成宏，操作就簡單了，不用看16進(jìn)制的8個數(shù)字了。