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。
       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。
8 j4 O# \9 Y  {1 @
1. 实验内容及步骤：
# [2 U' s- K7 [6 c, S8 \9 P, _& [实验内容：
  b' O& A6 h) L' X0 S' e
       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；
- ~) Y" H+ d( ]6 C7 M+ ]4 S4 z
' r+ w9 {' Y+ D1 c( N: s" T/ E3 I步骤：

       根据原寄存器地址定位位带地址；

# t8 i4 N& |" f4 g+ B  S2. 硬件说明

* ^; ?. T: t' {1 O

       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）

       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）
8 D7 R( y  {0 U& Q! r3 G
; B7 O! M3 U. r3. 位带操作原理
       STM32F1内部是有两个位带区的，如下图所示。
- X1 G) \5 v, `8 u/ C( y" J! H

6 v* E. q+ ~. I+ e
, X+ m; |( m1 `# Q, o( H- A     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。
; m5 d2 _, c, r- Y  `- V; d& S

$ L- u9 z& m& O) x) e
9 q/ m7 v2 l( M( b0 V- y5 M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：

       当0x2200 0000的内容=1时 => 0x2000 0000的内容=0x01
" G) _( \+ d. Z0 j
; t! ?% w. ?( G- ]$ ]' R       当0x2200 0000的内容=0时 => 0x2000 0000的内容=0x00

' u$ Z4 K& [3 ~8 }3 k4 ]& ]       ……………

  Z+ s* `  `* l+ k9 v       当0x2200 0018的内容=1时 => 0x2000 0000的内容=0x40=(二进制)0100 0000
( Y# b  l$ B' ~6 J
       当0x2200 0018的内容=0时 => 0x2000 0000的内容=0x00

4. 寄存器说明
8 u4 P$ `# K, u: X       位带映射地址如下图所示。（中文STM32参考手册P29）

' H4 {9 s) p7 L4 j       位带操作的例子如下图所示（CM3权威指南CnR2）
* L2 S2 G! u. {7 r
! V( F  e7 D% J8 g  A

! t( }) N6 b# y# `6 F: ]: u& t8 H       根据例子可写成通用的式子。

  a6 z/ q" U. I" W# T8 c! v       bit_word_addr = (IN_ADDR_BASR&0xF0000000|0x02000000)+ (IN_ADDR_BASR&0x000FFFFF)*32+Bit*4
4 a% ~( \& ?- u1 C& h
       =>

       bit_word_addr = (IN_ADDR_BASR&0xF0000000|0x02000000)+ ((IN_ADDR_BASR&0x000FFFFF)<<5)+(Bit<<2)

       如要控制LED灯（PB5）
; {3 R* n1 g* Q4 \+ P+ Y
       IN_ADDR_BASR = GPIOB的输出寄存器 = 0X4001 0C00 + 0x0C;

       Bit = 5
0 A/ N5 s% I) y( j/ @4 o5 M  v, I
5. 程序设计
8 X  j; X8 l% @4 {2 L& a       代码班的通用位带操作地址转换宏定义如下：

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
& {$ b* W5 _* T$ T- L7 K. l- z

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

复制代码

BIT为要操作的位。
- D( d2 q& X, ?* E       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

; Q3 E6 {& b. L- X7 e  b! t- b6 h        #define BPE_IN(BIT)  BIT_WORD_ADDR((GPIOE_BASE+0x08),BIT)
4 |# o& `$ L: l/ v$ b7 M+ f       BIT为要操作的位。
$ C; g% }5 k' g" D: k7 M% m( U
在本实验中要读取按键（PE4）的值，因此BIT=4；


1 }" @" l& E/ c8 z2 U
位带操作源码：
$ m& q" |* M2 O
& f( d$ d- `: [5 ~源码筛选了关键部分，详细看源码。
4 e% X0 Q. U; M1 |; N: S
+ S  H3 G% `+ z( P# |

1. #define BIT_WORD_ADDR(IN_ADDR,BIT)      *(__IO uint32_t*)((IN_ADDR&0xF0000000|0x02000000) +\
   - i/ R) A. c; j4 I
2.                                                             ((IN_ADDR&0x000FFFFF)<<5) +\
   
3.                                                              (BIT<<2))
   
4. 
   
5. //GPIO_OUT
   & y- t( y1 b1 H
6. #define BPA_OUT(BIT)  BIT_WORD_ADDR((GPIOA_BASE+0x0C),BIT)
   * c" |/ w( X: r
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)
   7 [6 J4 R" S! y  e2 {* |
10. #define BPE_OUT(BIT)  BIT_WORD_ADDR((GPIOE_BASE+0x0C),BIT)
    + Z8 ^& W; Y. t% d4 W: a# P" i
11. #define BPF_OUT(BIT)  BIT_WORD_ADDR((GPIOF_BASE+0x0C),BIT)
    . f; h* K: G+ O& H/ P/ D; L( s
12. #define BPG_OUT(BIT)  BIT_WORD_ADDR((GPIOG_BASE+0x0C),BIT)
    
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)
    6 a( r7 p' I, ~. U
16. #define BPC_IN(BIT)  BIT_WORD_ADDR((GPIOC_BASE+0x08),BIT)
    
17. #define BPD_IN(BIT)  BIT_WORD_ADDR((GPIOD_BASE+0x08),BIT)
    7 l: Q( ]  t8 t$ t. y
18. #define BPE_IN(BIT)  BIT_WORD_ADDR((GPIOE_BASE+0x08),BIT)
    + t& B$ }7 x2 A) s% d
19. #define BPF_IN(BIT)  BIT_WORD_ADDR((GPIOF_BASE+0x08),BIT)
    % y4 K2 V9 M1 o2 P2 M' Q
20. #define BPG_IN(BIT)  BIT_WORD_ADDR((GPIOG_BASE+0x08),BIT)

复制代码

6 R, r+ O3 c; f6. 实验结果
       按键按下后，LED灯亮；

       按键松开后，LED灯灭。



$ F+ `: B/ l  F+ P1 l8 k/ Q
% O  T, v1 ]& {3 a/ e7 p- r- c