位带操作也叫原子操作，也称别名。起作用直接进行位带操作，即直接读取寄存器的X位，或直接写寄存器的X位。
1 m% J7 n6 o  \  m9 `       STM32的寄存器为32位的，在写入寄存器的x位中，通常操作为;排除寄存器除x外的其它位，在进行赋值。而位带操作可直接写寄存器的x位，使位操作更为便捷。

( z: `  A- j- p+ C# j& i8 s1. 实验内容及步骤：
实验内容：

  e* p4 i" |" ^8 Q& J       通过位带操作实现LED灯的翻转，和按键的读取。

       按键按下时，LED亮，松开按键时，LED灭；
1 `; K" r% z0 e6 ?  V- @
; q& w; \; W4 |+ n7 A' }; K& {0 t# m& L步骤：
3 S, M1 }* Z5 {
8 i1 r0 H/ E3 f" Y       根据原寄存器地址定位位带地址；
: v5 S  p, x7 j. p! \
2. 硬件说明
3 o7 }! R+ C- Z/ n  l' x- C0 O
) |* r5 N* P) r. v5 z3 Q% E

4 k& m* g" }- F7 Z6 u% F
* i! |4 x8 X6 a5 F4 @3 M
       按键与PE4相连接，按下时低电平（所以GPIOE4应该配置为上拉输入，按下：低电平；松开：高电平）

& Q: C' x* |2 d1 V7 g# y: N       LED与PB5相连，另一端接VCC，（所以GPIOB5应该配置为推挽输出，亮：低电平；灭：高电平）

  C5 d) X, y% g& C* H3. 位带操作原理
; ^9 Q9 n. H1 B9 \6 A       STM32F1内部是有两个位带区的，如下图所示。
7 r6 m& [$ g' v1 X) H2 [$ _

     位带操作分别有片上外设和片上SRAM。我们用的比较多的通常是片上外设的位带操作，一般用来控制GPIO的反转和读取。



. _" I# H5 a' `5 `* z. {7 [5 C其膨胀对应关系图如下图所示，以SRAM位带操作位例，0x2000 0000地址的第一位，映射到0x2200 0000地址。其用法如下所示：

' }% v2 a! |; }  W1 W7 P       当0x2200 0000的内容=1时 => 0x2000 0000的内容=0x01

. }, b$ |0 b% d  N& Y. f       当0x2200 0000的内容=0时 => 0x2000 0000的内容=0x00

       ……………
. L/ M" |3 ?" x$ O" G2 T8 ^5 c
       当0x2200 0018的内容=1时 => 0x2000 0000的内容=0x40=(二进制)0100 0000

( H( W/ ]! I( y5 F% ]: l       当0x2200 0018的内容=0时 => 0x2000 0000的内容=0x00

' `9 S/ u  u, p. p
4. 寄存器说明
       位带映射地址如下图所示。（中文STM32参考手册P29）

8 m# E) o8 f1 Y, }

, h4 t" _: K* f$ _" R       位带操作的例子如下图所示（CM3权威指南CnR2）

9 d) v: h4 `) o
- W% d+ `* `" [2 O6 e8 b       根据例子可写成通用的式子。
6 I( c8 ?2 l% ~9 b5 ^+ s
% ?0 @6 _  y7 T       bit_word_addr = (IN_ADDR_BASR&0xF0000000|0x02000000)+ (IN_ADDR_BASR&0x000FFFFF)*32+Bit*4
; g% Q4 B8 |4 z3 D
7 |5 ~) E% H5 }* l0 F; N6 Z$ t       =>
& [, b0 E) c$ e8 g
       bit_word_addr = (IN_ADDR_BASR&0xF0000000|0x02000000)+ ((IN_ADDR_BASR&0x000FFFFF)<<5)+(Bit<<2)

# `5 l2 q! Q' F, t% V" ]       如要控制LED灯（PB5）
1 ~/ [9 l4 V  p% Z8 ?: Z
       IN_ADDR_BASR = GPIOB的输出寄存器 = 0X4001 0C00 + 0x0C;
2 P7 |! ~: O& c1 m! @: M6 B4 z
       Bit = 5
- b) F* f' ?9 a( b
5. 程序设计
5 U! q% _: ]8 K) }0 |8 ^2 Y       代码班的通用位带操作地址转换宏定义如下：
) C! v6 |8 ]) B" ?

1. #define BIT_WORD_ADDR(IN_ADDR,BIT) *(__IO uint32_t*)((IN_ADDR&0xF0000000|0x02000000) +((IN_ADDR&0x000FFFFF)<<5) + (BIT<<2))

复制代码

       GPIO的输出位带宏定义如下定义

1.         #define BPB_OUT(BIT)  BIT_WORD_ADDR((GPIOA_BASE+0x0C),BIT)   

复制代码

BIT为要操作的位。
' E8 [. p$ @3 r; }; W       在本实验中要操作LED(PB5)，因此BIT=5；

+ b) O9 J8 A6 v- n3 H, D+ \& R2 B. `       GPIO的输入位带宏定义如下定义

+ D1 Q4 z/ A7 _) B        #define BPE_IN(BIT)  BIT_WORD_ADDR((GPIOE_BASE+0x08),BIT)
  T, w  O7 F6 f       BIT为要操作的位。
' k! j' F+ `$ b3 E4 e
在本实验中要读取按键（PE4）的值，因此BIT=4；
- V" q2 g) F3 F" ]
7 E# ]* N8 n/ Y6 q" _. p& o

$ r+ m: A& q$ }" R5 P位带操作源码：
0 k' Q3 V& L" y5 n* ]7 ^& }
% `+ U* C( |- m2 b源码筛选了关键部分，详细看源码。

1. #define BIT_WORD_ADDR(IN_ADDR,BIT)      *(__IO uint32_t*)((IN_ADDR&0xF0000000|0x02000000) +\
   
2.                                                             ((IN_ADDR&0x000FFFFF)<<5) +\
   
3.                                                              (BIT<<2))
   8 E/ C/ E+ h8 M4 ]- o/ a
4. 
   
5. //GPIO_OUT
   0 ?/ d# v: q& Q2 w/ D/ R4 H9 [
6. #define BPA_OUT(BIT)  BIT_WORD_ADDR((GPIOA_BASE+0x0C),BIT)
   
7. #define BPB_OUT(BIT)  BIT_WORD_ADDR((GPIOB_BASE+0x0C),BIT)
   
8. #define BPC_OUT(BIT)  BIT_WORD_ADDR((GPIOC_BASE+0x0C),BIT)
   & r# v" ]8 _. {9 [& e7 q
9. #define BPD_OUT(BIT)  BIT_WORD_ADDR((GPIOD_BASE+0x0C),BIT)
   : f5 s/ g7 N# y+ o6 A% |0 i' d$ N
10. #define BPE_OUT(BIT)  BIT_WORD_ADDR((GPIOE_BASE+0x0C),BIT)
    
11. #define BPF_OUT(BIT)  BIT_WORD_ADDR((GPIOF_BASE+0x0C),BIT)
    
12. #define BPG_OUT(BIT)  BIT_WORD_ADDR((GPIOG_BASE+0x0C),BIT)
    
13. //GPIO_IN
    5 n+ b4 p6 U  Y6 o, Q7 p
14. #define BPA_IN(BIT)  BIT_WORD_ADDR((GPIOA_BASE+0x08),BIT)
    ! d* M. [$ }% T: X* l: Y
15. #define BPB_IN(BIT)  BIT_WORD_ADDR((GPIOB_BASE+0x08),BIT)
    8 D7 l: G2 [8 o- O! p
16. #define BPC_IN(BIT)  BIT_WORD_ADDR((GPIOC_BASE+0x08),BIT)
    
17. #define BPD_IN(BIT)  BIT_WORD_ADDR((GPIOD_BASE+0x08),BIT)
    " d. a% x6 g& n
18. #define BPE_IN(BIT)  BIT_WORD_ADDR((GPIOE_BASE+0x08),BIT)
    
19. #define BPF_IN(BIT)  BIT_WORD_ADDR((GPIOF_BASE+0x08),BIT)
    - n/ d/ q3 s" n3 t- T5 N( c( E
20. #define BPG_IN(BIT)  BIT_WORD_ADDR((GPIOG_BASE+0x08),BIT)

复制代码

% p; c+ ~: g+ D% ]6. 实验结果
* {; X" d6 B" e% x* A       按键按下后，LED灯亮；
: _4 ^$ ~7 V7 q: \! |
) i$ Q; @3 N- Z       按键松开后，LED灯灭。