【寄存器开发速成】半小时入门寄存器开发(基于STM32的寄存器开发简明教程)

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Meno 发表于 2024/10/21 17:58:12 2024/10/21
【摘要】 一.认识寄存器        寄存器(register)是CPU(中央处理器)的组成部分,是一种直接整合到cpu中的有限的高速访问速度的存储器,它是有一些与非门组合组成的,分为通用寄存器和特殊寄存器。        寄存器是CPU的最基本组成部分,是学习芯片最基础最底层的东西。我们都知道单片机是内部集成CPU,RAM,ROM以及IO口和其他外围电路的集成电路芯片。我们想操作单片机,就得了解内...

一.认识寄存器

        寄存器(register)是CPU(中央处理器)的组成部分,是一种直接整合到cpu中的有限的高速访问速度的存储器,它是有一些与非门组合组成的,分为通用寄存器和特殊寄存器。

        寄存器是CPU的最基本组成部分,是学习芯片最基础最底层的东西。我们都知道单片机是内部集成CPU,RAM,ROM以及IO口和其他外围电路的集成电路芯片。我们想操作单片机,就得了解内部的寄存器,通过寄存器间接控制整个芯片。

        单片机的本质其实就是在操作寄存器,单片机的库函数实质上也是把寄存器操作封装好。

 二 .寄存器映射

        对于STM32F103,或者Cortex_M3内核来说,其内部可寻址的最大空间为2^32B,即4GB。

注意:这里的4GB不是指它的存储空间,指的是其能够有效访问的内存单元(地址总线)的数量。

在这4GB空间中,ARM分为了八个块,每个块都有不同的用途 

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其中我们要特别关注Block2这块区域,这块区域被设计为外设总线的映射区域,以四个字节为一个单元,共32bit,每一个单元对应不同的功能,我们通过操作这些单元就可以驱动相应的外设,这就是寄存器的操作方式。

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于是ST公司就为这些特定的功能单元取了一个别名,封装进了文件stm32f10x.h,这个过程就叫做寄存器映射

三.使用寄存器

*(unsigned int*)(0x4001 0C0C) = OxFFFF;

上面这句代码表示将0x4001 0C0C这个十六进制数转换为(unsigned int*)类型的地址,然后解引赋值。

但是上面的操作太繁琐了,于是改进为宏定义:

#define  GPIOB_ODR  *(unsigned int*)(0x4001 0C0C)

 于是就可以:

GPIOB_ODR =0XFFFF:

四.查找寄存器

1.参考手册

        如果想查看某个寄存器的话,我们可以到STM32F10xxx参考手册(中文)中查找。

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可以看到,以上所有的寄存器基本上都是以地址偏移来表示的,即基地址+偏移量

例如GPIOB就是在APB2总线的基地址0x4001 0000上偏移了0x0C00后得到的0x2001 0C00。

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我们还可以在上述手册中看到对应寄存器各个位的详细解释。

2.示例

例如APB2总线的一个寄存器RCC_APB2ENR:

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如果我们想开启TIM8的时钟使能,就可以这么写:

RCC_APB2ENR |= 0x2000;

或者

unsigned int *pRCC_APB2ENR = (unsigned int *)0x40021018;
*pRCC_APB2ENR |= 0x00002000;


有些寄存器是几个外设通用的,比如GPIO的寄存器:

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 后面的(x=A..E)就代表这个寄存器是几个GPIO端口(A..E)通用的。

头文件里也很明确定义了结构体类型:

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对于这种我们调用时就可以这么调用了:

GPIOB->LCKR = xxxxxxxxx;

五.总结

        由于寄存器更接近底层,所以寄存器操作更快,效率也更高,虽然记忆起来比库函数麻烦,但是仍有可取之处,两者各有优劣,当然我们可以使用两者混合编程,把优势发挥到最大。

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