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。
# z5 l5 D- z& ?4 E& v       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。

1. 实验内容及步骤：
6 a7 ~6 F- o# Q实验内容：

       通过位带操作实现LED灯的翻转，和按键的读取。
: R* |' B: w; q: G5 S! P8 H5 e
- k  b, q1 A4 [! |& n+ d       按键按下时，LED亮，松开按键时，LED灭；
  W* n+ T$ H* \0 ~) s. G2 g- Z1 i
步骤：

( f( f1 c- T6 m1 n       根据原寄存器地址定位位带地址；
$ o- e$ s8 A6 j! [
2. 硬件说明

% B$ d  r) f4 n& [3 k4 U  y

/ g, o- y& ]: F& H- d# P- N+ ]

       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）

8 P' O. f, g$ s9 g' u& g7 ?$ R       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）

' w! ]3 M) H* y4 A* D3. 位带操作原理
       STM32F1内部是有两个位带区的，如下图所示。
+ [8 i& X  b2 T% D7 }

     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。

8 `* k7 B# L! Y0 q" R$ B

9 w1 K" m) e' A9 f8 e: q  i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：
2 t% u* J" `9 l4 k+ j0 O4 ]9 [- |2 v
       当0x2200 0000的内容=1时 => 0x2000 0000的内容=0x01

       当0x2200 0000的内容=0时 => 0x2000 0000的内容=0x00

5 J1 w+ }4 |* u       ……………
3 i0 E: ^7 T3 P; B% C
       当0x2200 0018的内容=1时 => 0x2000 0000的内容=0x40=(二进制)0100 0000

       当0x2200 0018的内容=0时 => 0x2000 0000的内容=0x00

+ k+ B' _8 h% R8 ~6 X9 L4. 寄存器说明
3 q/ z4 M9 _5 q, S* u: e. H       位带映射地址如下图所示。（中文STM32参考手册P29）

0 j7 q6 V' u& d9 x4 l; j/ ]

. K" r+ t# w. Z& S+ U: e
4 a# l: W9 I% {% z0 W       位带操作的例子如下图所示（CM3权威指南CnR2）
( V/ y& l3 n0 G6 {6 J

       根据例子可写成通用的式子。
. \/ o' _( K6 I% P
4 s5 m1 n9 g) x3 N8 G       bit_word_addr = (IN_ADDR_BASR&0xF0000000|0x02000000)+ (IN_ADDR_BASR&0x000FFFFF)*32+Bit*4

       =>

1 i$ y- Q! A1 e/ ]       bit_word_addr = (IN_ADDR_BASR&0xF0000000|0x02000000)+ ((IN_ADDR_BASR&0x000FFFFF)<<5)+(Bit<<2)
7 d6 U6 ]2 `4 c9 [( D
' W( V7 W1 P) M+ D; x       如要控制LED灯（PB5）

       IN_ADDR_BASR = GPIOB的输出寄存器 = 0X4001 0C00 + 0x0C;

       Bit = 5
9 S2 V0 N$ F5 ?) I5 ?; |- {" k7 j2 Q+ N
5. 程序设计
2 [3 C$ C5 D& \7 d       代码班的通用位带操作地址转换宏定义如下：
9 G: e8 Z) J5 ^& F1 T' X/ a# 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

7 T& @3 r; u1 A/ B1 a! H       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

        #define BPE_IN(BIT)  BIT_WORD_ADDR((GPIOE_BASE+0x08),BIT)
. @' m6 d  y- w' x       BIT为要操作的位。
8 [' d4 I# V& D- L1 g( s+ w. ~
在本实验中要读取按键（PE4）的值，因此BIT=4；
& |# w/ s1 Y& z6 X  }2 N( g

; K( y! o& b, \& v! ^
2 Y5 \) J( L8 N9 B位带操作源码：
9 q; U6 Q$ _/ ?# I8 u! p
源码筛选了关键部分，详细看源码。

. K4 {- }3 n& t+ t/ h* |6 J8 b

1. #define BIT_WORD_ADDR(IN_ADDR,BIT)      *(__IO uint32_t*)((IN_ADDR&0xF0000000|0x02000000) +\
   % x. J) \/ e4 _) s5 t; t- L
2.                                                             ((IN_ADDR&0x000FFFFF)<<5) +\
   5 P* r: M2 V) A( V2 G5 C2 y* {" g
3.                                                              (BIT<<2))
   ( u5 E9 s+ J- z0 m; F- g
4. 
   8 @( J7 i5 p* ?* \
5. //GPIO_OUT
   , s, W. c4 c! R, p
6. #define BPA_OUT(BIT)  BIT_WORD_ADDR((GPIOA_BASE+0x0C),BIT)
   
7. #define BPB_OUT(BIT)  BIT_WORD_ADDR((GPIOB_BASE+0x0C),BIT)
   1 e8 W1 T" ?+ _( W2 o" i; k/ Z
8. #define BPC_OUT(BIT)  BIT_WORD_ADDR((GPIOC_BASE+0x0C),BIT)
   5 N( g0 {: P  h! h7 l
9. #define BPD_OUT(BIT)  BIT_WORD_ADDR((GPIOD_BASE+0x0C),BIT)
   
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
    
14. #define BPA_IN(BIT)  BIT_WORD_ADDR((GPIOA_BASE+0x08),BIT)
    
15. #define BPB_IN(BIT)  BIT_WORD_ADDR((GPIOB_BASE+0x08),BIT)
    & b; Y; w9 D) a$ q9 A' f3 z
16. #define BPC_IN(BIT)  BIT_WORD_ADDR((GPIOC_BASE+0x08),BIT)
    & T& S. p& g" |  ?2 X" V' I9 w) b
17. #define BPD_IN(BIT)  BIT_WORD_ADDR((GPIOD_BASE+0x08),BIT)
    8 I/ U0 y* u( u: d- u# l6 I
18. #define BPE_IN(BIT)  BIT_WORD_ADDR((GPIOE_BASE+0x08),BIT)
      X( d5 O- y6 h* z7 G$ T
19. #define BPF_IN(BIT)  BIT_WORD_ADDR((GPIOF_BASE+0x08),BIT)
    9 s2 W1 f, x( v- V' \
20. #define BPG_IN(BIT)  BIT_WORD_ADDR((GPIOG_BASE+0x08),BIT)

复制代码

$ |7 p5 u, k) z9 n9 K$ V& D6. 实验结果
) Y  a/ ]/ z: }% `, K( J       按键按下后，LED灯亮；

       按键松开后，LED灯灭。
' `( s0 h% A- w5 c, C5 n  i6 ]
/ h! h# T" [' k* _( @0 h

0 z6 M0 e) t* Q- N3 z
* G0 I7 j! a) _2 H) ?2 y" P