STM32F407入门开发: 位带操作

一、位带的文档介绍

STM32F407的位带操作可以实现类似51单片机中寄存器的操作方法，操作GPIO口代码简洁方便。
关于位段的操作在Cortex-M3M4权威指南里有详细描述:

支持位带操作后，可以使用普通的加载/存储指令来对单一的比特位进行读写。

在CM3位带区中，有两个区中实现了位带。
其中一个是 SRAM 区的最低 1MB 范围，第二个则是片内外设区的最低 1MB 范围。
这两个区中的地址除了可以像普通的 RAM 一样使用外，它们还都有自己的“位带别名区”，位带别名区把每个比特膨胀成一个 32 位的字。当你通过位带别名区访
问这些字时，就可以达到访问原始比特位的目的。

二、位带实现代码

Sys.c文件增加以下代码：

#define GPIOA_IDR (0x40020000+0x10)
#define GPIOA_ODR (0x40020000+0x14)
#define GPIOB_IDR (0x40020400+0x10)
#define GPIOB_ODR (0x40020400+0x14)
#define GPIOC_IDR (0x40020800+0x10)
#define GPIOC_ODR (0x40020800+0x14)
#define GPIOD_IDR (0x40020C00+0x10)
#define GPIOD_ODR (0x40020C00+0x14)
#define GPIOE_IDR (0x40021000+0x10)
#define GPIOE_ODR (0x40021000+0x14)
#define GPIOF_IDR (0x40021400+0x10)
#define GPIOF_ODR (0x40021400+0x14)
#define GPIOG_IDR (0x40021800+0x10)
#define GPIOG_ODR (0x40021800+0x14)
#define GPIOH_IDR (0x40021C00+0x10)
#define GPIOH_ODR (0x40021C00+0x14)

//把“位带地址＋位序号”转换成别名地址的宏
#define BITBAND(addr,bitnum) ((addr&0xF0000000)+0x2000000+((addr&0xFFFFF)<<5)+(bitnum<<2))
//把该地址转换成一个指针
#define MEM_ADDR(addr) *((volatile unsigned long *) (addr))
	
#define PAout(x) MEM_ADDR(BITBAND(GPIOA_ODR,x))
#define PAin(x) MEM_ADDR(BITBAND(GPIOA_IDR,x))
#define PBout(x) MEM_ADDR(BITBAND(GPIOB_ODR,x))
#define PBin(x) MEM_ADDR(BITBAND(GPIOB_IDR,x))
#define PCout(x) MEM_ADDR(BITBAND(GPIOC_ODR,x))
#define PCin(x) MEM_ADDR(BITBAND(GPIOC_IDR,x))
#define PDout(x) MEM_ADDR(BITBAND(GPIOD_ODR,x))
#define PDin(x) MEM_ADDR(BITBAND(GPIOD_IDR,x))
#define PEout(x) MEM_ADDR(BITBAND(GPIOE_ODR,x))
#define PEin(x) MEM_ADDR(BITBAND(GPIOE_IDR,x))
#define PFout(x) MEM_ADDR(BITBAND(GPIOF_ODR,x))
#define PFin(x) MEM_ADDR(BITBAND(GPIOF_IDR,x))
#define PGout(x) MEM_ADDR(BITBAND(GPIOG_ODR,x))
#define PGin(x) MEM_ADDR(BITBAND(GPIOG_IDR,x))
#define PHin(x) MEM_ADDR(BITBAND(GPIOH_IDR,x))
#define PHout(x) MEM_ADDR(BITBAND(GPIOH_ODR,x))

Led.h 增加位带操作代码

#define LED0 PFout(9)
#define LED1 PFout(10)
#define BEEP PFout(8)

Key.h增加位带操作代码

#define KEY0  PEin(4)
#define KEY1  PEin(3)
#define KEY2  PEin(2)
#define KEY_UP PAin(0)

Main.c示例代码

#include "stm32f4xx.h" // Device header
#include "led.h"
#include "delay.h"
#include "key.h"
#include "usart.h"
#include "sys.h"
int main(void)
{
	u8 i,key;
	LED_Init();
	KEY_Init();
	USART1_Init(84,115200);
	while(1)
	{
		key=ScanKeyVal(0);
		if(key)
		{
			i=!i;
			LED0=!LED0;
			LED1=!LED1;
		}
	}
}

三、DS18B20温度传感器示例-位带控制实现时序

#include "ds18b20.h"
/*
函数功能: 硬件初始化--IO配置
硬件连接: PB15
*/
void DS18B20_Init(void)
{
    /*1. 开时钟*/
    RCC->APB2ENR|=1<<3; //PB
    /*2. 配置GPIO口模式*/
    GPIOB->CRH&=0x0FFFFFFF;
    GPIOB->CRH|=0x30000000;
    /*3. 上拉*/
    GPIOB->ODR|=1<<15;
}

/*
函数功能: 发送复位脉冲检测DS18B20硬件--建立通信过程
返 回 值: 0表示成功  1表示失败  
*/
u8 DS18B20_Check(void)
{
    u8 i;
    DS18B20_OUT_MODE(); //配置IO口为输出模式
    DS18B20_OUT=0;      //拉低
    delay_us(580);       
    DS18B20_OUT=1;      //拉高
    
    DS18B20_IN_MODE();  //配置IO口为输入模式
    for(i=0;i<100;i++)
    {
        if(DS18B20_IN==0)break;
        delay_us(1);
    }
    if(i==100)return 1;
    
    for(i=0;i<250;i++)
    {
       if(DS18B20_IN)break;
       delay_us(1); 
    }
    if(i==250)return 1;
    return 0;
}

/*
函数功能: DS18B20写一个字节数据
*/
void DS18B20_WriteOnebyte(u8 cmd)
{
    u8 i;
    DS18B20_OUT_MODE(); //输出模式
    for(i=0;i<8;i++)
    {
        if(cmd&0x01) //发送1
        {
            DS18B20_OUT=0;
            delay_us(15);
            DS18B20_OUT=1;
            delay_us(45);
            DS18B20_OUT=1;
            delay_us(2);
        }
        else //发送0
        {
            DS18B20_OUT=0;
            delay_us(15);
            DS18B20_OUT=0;
            delay_us(45);
            DS18B20_OUT=1;
            delay_us(2);
        }
        cmd>>=1;
    }
}

/*
函数功能: DS18B20读一个字节数据
*/
u8 DS18B20_ReadOnebyte(void)
{
    u8 i;
    u8 data=0;
    for(i=0;i<8;i++)
    {
        DS18B20_OUT_MODE(); //输出模式
        DS18B20_OUT=0;
        delay_us(2);
        DS18B20_IN_MODE();
        delay_us(8);
        data>>=1; //右移1位
        if(DS18B20_IN)data|=0x80;
        delay_us(50);
        DS18B20_OUT=1;
        delay_us(2);
    }
    return data;
}

/*
函数功能: 读取一次DS18B20的温度数据
返回值: 读取的温度数据高低位
*/
u16 DS18B20_ReadTemp(void)
{
   u16 temp;
   u8 t_L,t_H;
   if(DS18B20_Check())return 1;
   DS18B20_WriteOnebyte(0xCC); //跳跃 ROM 指令 --不验证身份
   DS18B20_WriteOnebyte(0x44); //发送温度转换指令
    
   if(DS18B20_Check())return 2;
   DS18B20_WriteOnebyte(0xCC); //跳跃 ROM 指令 --不验证身份
   DS18B20_WriteOnebyte(0xBE); //读取RAM里的数据
   
   //读取温度
   t_L=DS18B20_ReadOnebyte(); //低字节
   t_H=DS18B20_ReadOnebyte(); //高字节
   temp=t_H<<8|t_L;
   return temp; 
}