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。
9 e! y! C6 a! E! M! M       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。

! `& V3 y6 N1 H9 U& q1. 实验内容及步骤：
实验内容：
/ a4 }$ P! s/ b5 ]
       通过位带操作实现LED灯的翻转，和按键的读取。
' j, g8 Q1 j0 R
' _/ g; l2 [8 j7 F  |; X% [! n4 X( c7 C       按键按下时，LED亮，松开按键时，LED灭；

0 ?+ n5 |+ d' o$ d步骤：

       根据原寄存器地址定位位带地址；
" i! t7 Q( n: g% k* `+ C( c
2. 硬件说明

2 U; @; X* K3 o: D

" C- c% j$ o/ \

7 `" B3 V, q) z' \) M: ]5 o$ O! p" v       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）
& a7 f/ r2 Q1 f  U
4 e8 t# k9 z  \' x, \       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）

3. 位带操作原理
, M2 ]0 ^% m* {9 Z       STM32F1内部是有两个位带区的，如下图所示。

" R/ g; b- x6 }& W: u% [" l& u
     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。

$ U$ U  V; m/ v% B# a3 [

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：
6 @! O# f2 [1 R+ _# C
       当0x2200 0000的内容=1时 => 0x2000 0000的内容=0x01
# M- C' C7 w9 |; @' ^
       当0x2200 0000的内容=0时 => 0x2000 0000的内容=0x00

+ Q6 \9 H  Z" j3 A6 S' l7 c- f- k       ……………
; ^) M, j4 }* \, ?: t
( H1 V# o. N: l" z0 y       当0x2200 0018的内容=1时 => 0x2000 0000的内容=0x40=(二进制)0100 0000
7 r8 X; c3 T9 |5 I
       当0x2200 0018的内容=0时 => 0x2000 0000的内容=0x00
  O, r7 e( ~. P
, \! f: V2 R" A0 p: I6 F

% |' w0 b, y, B; r4. 寄存器说明
       位带映射地址如下图所示。（中文STM32参考手册P29）
3 X5 x6 \* H+ Y* j

8 N' R- b, G+ s       位带操作的例子如下图所示（CM3权威指南CnR2）
4 ~7 ?! [- O, k7 x7 _0 m% q
3 l! [# x$ J- G6 N' @: P2 r

6 F/ }, Y& E* K" J
       根据例子可写成通用的式子。

- m9 ]$ \2 c& S; t       bit_word_addr = (IN_ADDR_BASR&0xF0000000|0x02000000)+ (IN_ADDR_BASR&0x000FFFFF)*32+Bit*4
# E# u5 A* X3 a0 d* t
* c- W2 f( C1 V! X; k       =>

0 G0 }9 p/ ~9 D' U       bit_word_addr = (IN_ADDR_BASR&0xF0000000|0x02000000)+ ((IN_ADDR_BASR&0x000FFFFF)<<5)+(Bit<<2)

       如要控制LED灯（PB5）
0 e. A; V7 N# s
1 b+ H* S6 `7 W$ @0 y       IN_ADDR_BASR = GPIOB的输出寄存器 = 0X4001 0C00 + 0x0C;

" m5 e- @/ P3 l# n" d8 G: q       Bit = 5

5. 程序设计
       代码班的通用位带操作地址转换宏定义如下：
# i) S0 j( }7 W) o7 W

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。
       在本实验中要操作LED(PB5)，因此BIT=5；

       GPIO的输入位带宏定义如下定义
0 a7 L; S$ w& r2 B% |; f7 ?( n  e
        #define BPE_IN(BIT)  BIT_WORD_ADDR((GPIOE_BASE+0x08),BIT)
       BIT为要操作的位。

在本实验中要读取按键（PE4）的值，因此BIT=4；

# ]/ a- Q3 c6 h+ [0 y5 Y+ |
" [; {. [" y' A$ o) x! \. R
6 p6 I4 D$ O( m/ H4 L2 ^. H( G位带操作源码：
! ^+ @) f: z$ X2 x; Q) N
  S* M  U1 o: m源码筛选了关键部分，详细看源码。
( ^) ?, S- [; g% e6 s" J; [
) g( [2 o: I+ `7 j7 H  P# O# i

1. #define BIT_WORD_ADDR(IN_ADDR,BIT)      *(__IO uint32_t*)((IN_ADDR&0xF0000000|0x02000000) +\
   ) J0 s% v2 B+ i% E: m
2.                                                             ((IN_ADDR&0x000FFFFF)<<5) +\
   
3.                                                              (BIT<<2))
   
4. 
   7 j" q/ ~5 H4 D$ d1 K* X1 L
5. //GPIO_OUT
   3 k" X& X( E) u' y' h! Q& j3 a0 F
6. #define BPA_OUT(BIT)  BIT_WORD_ADDR((GPIOA_BASE+0x0C),BIT)
   ' M2 m1 e6 G. ~8 Y8 f4 \
7. #define BPB_OUT(BIT)  BIT_WORD_ADDR((GPIOB_BASE+0x0C),BIT)
   
8. #define BPC_OUT(BIT)  BIT_WORD_ADDR((GPIOC_BASE+0x0C),BIT)
   
9. #define BPD_OUT(BIT)  BIT_WORD_ADDR((GPIOD_BASE+0x0C),BIT)
   
10. #define BPE_OUT(BIT)  BIT_WORD_ADDR((GPIOE_BASE+0x0C),BIT)
    3 a" @# s1 M  j4 Q
11. #define BPF_OUT(BIT)  BIT_WORD_ADDR((GPIOF_BASE+0x0C),BIT)
    
12. #define BPG_OUT(BIT)  BIT_WORD_ADDR((GPIOG_BASE+0x0C),BIT)
    ) J/ j" }% l9 K; N
13. //GPIO_IN
    
14. #define BPA_IN(BIT)  BIT_WORD_ADDR((GPIOA_BASE+0x08),BIT)
    
15. #define BPB_IN(BIT)  BIT_WORD_ADDR((GPIOB_BASE+0x08),BIT)
    
16. #define BPC_IN(BIT)  BIT_WORD_ADDR((GPIOC_BASE+0x08),BIT)
    # Q0 e8 I4 o  G( h0 e( ?
17. #define BPD_IN(BIT)  BIT_WORD_ADDR((GPIOD_BASE+0x08),BIT)
    
18. #define BPE_IN(BIT)  BIT_WORD_ADDR((GPIOE_BASE+0x08),BIT)
    
19. #define BPF_IN(BIT)  BIT_WORD_ADDR((GPIOF_BASE+0x08),BIT)
    
20. #define BPG_IN(BIT)  BIT_WORD_ADDR((GPIOG_BASE+0x08),BIT)

复制代码

6. 实验结果
       按键按下后，LED灯亮；

& H+ a; b) k2 F" M/ w3 A- {; z7 `* p: a       按键松开后，LED灯灭。
/ g  g1 F$ d( _7 i1 I/ ^2 }4 y; c9 l
8 m- }. Z: M: r1 l9 b1 K7 t


" V) N2 U) I% Z. s1 o2 d8 g0 }