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。
& @# h7 O6 h$ c       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。
; j  j; I' [" G+ v  ]  }# f
. \. l' H) a$ u% X1. 实验内容及步骤：
* s1 Q4 j0 x7 q1 Z3 @7 p实验内容：

2 m9 a! ]- C3 V+ u       通过位带操作实现LED灯的翻转，和按键的读取。
: ~) F. {% j4 O  N( H
; {7 h# Q$ A% U4 r       按键按下时，LED亮，松开按键时，LED灭；
' B; O1 ^$ `9 ^
步骤：

       根据原寄存器地址定位位带地址；
) f% Z& |5 h- B6 Q, E+ U3 I( [
2. 硬件说明
- p+ s; R) G+ y6 {
& W" }- H2 i: Q/ m# Y; M

. \( ~: y. k9 Q* b8 K6 o& p7 N4 E
! o: F, |; n+ [$ C7 }2 M

" l6 S  W/ `7 s' |7 h. v! ^* s6 N
+ P4 B. [3 t: _3 |! p4 p
       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）
( w; w' M8 P& O
( Y4 p( z2 L# x; q5 a" j' 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）
- X6 A! V9 h* S9 X$ u0 R
0 b# `0 I- x# j3. 位带操作原理
' M+ c" A  z% T5 @- w0 v: ?, p       STM32F1内部是有两个位带区的，如下图所示。

1 G  \7 l' W2 ]+ b& f

' ]5 B  }* S% _, S" k* L: X     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。
+ P3 t* ~* x. d: }. I3 R4 Z


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：
" `  n* G8 J8 R3 X( H5 G
       当0x2200 0000的内容=1时 => 0x2000 0000的内容=0x01

/ x0 A8 s: i6 E. L7 L4 _) R+ v* G       当0x2200 0000的内容=0时 => 0x2000 0000的内容=0x00
( @' g% v8 c' N4 R. }) s
1 h: K6 ?$ y- G3 m) D) P4 C& ^       ……………

; n7 {5 M+ {6 l1 n* v       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

' T* |3 |  H# ~2 S  t0 j3 n4 t. c2 a

) v, h& g0 k$ B% P* [, z4. 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 F! t( T3 y; y! a/ w

       位带操作的例子如下图所示（CM3权威指南CnR2）

       根据例子可写成通用的式子。

       bit_word_addr = (IN_ADDR_BASR&0xF0000000|0x02000000)+ (IN_ADDR_BASR&0x000FFFFF)*32+Bit*4

       =>

       bit_word_addr = (IN_ADDR_BASR&0xF0000000|0x02000000)+ ((IN_ADDR_BASR&0x000FFFFF)<<5)+(Bit<<2)
" \! j. o6 p7 X- E, i
% b: [, k8 f$ o- l       如要控制LED灯（PB5）

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

       Bit = 5

5. 程序设计
( f0 v. Y9 I6 F2 o$ f       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

' `0 i: V5 T. _0 {; j       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。
' U! n6 Y" z9 K: [5 U       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)
       BIT为要操作的位。

+ M; o; e6 e% ~3 B在本实验中要读取按键（PE4）的值，因此BIT=4；
  B( T6 z( }; g" y
6 }% [4 W. i! ?6 E
" m* h2 {) M8 M6 y1 D- {
位带操作源码：

# _) N5 G5 l$ N% \源码筛选了关键部分，详细看源码。

) ?2 p9 x2 l4 y( \, V$ u

1. #define BIT_WORD_ADDR(IN_ADDR,BIT)      *(__IO uint32_t*)((IN_ADDR&0xF0000000|0x02000000) +\
   
2.                                                             ((IN_ADDR&0x000FFFFF)<<5) +\
   
3.                                                              (BIT<<2))
   
4. 
   
5. //GPIO_OUT
   
6. #define BPA_OUT(BIT)  BIT_WORD_ADDR((GPIOA_BASE+0x0C),BIT)
   
7. #define BPB_OUT(BIT)  BIT_WORD_ADDR((GPIOB_BASE+0x0C),BIT)
   , P$ b* p1 T4 }0 V2 ]5 n" l" c
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)
    ( u# h0 ^& U) d+ M  ^
11. #define BPF_OUT(BIT)  BIT_WORD_ADDR((GPIOF_BASE+0x0C),BIT)
    
12. #define BPG_OUT(BIT)  BIT_WORD_ADDR((GPIOG_BASE+0x0C),BIT)
    - l0 a3 ~: P$ d0 P& S5 {% k3 [
13. //GPIO_IN
    
14. #define BPA_IN(BIT)  BIT_WORD_ADDR((GPIOA_BASE+0x08),BIT)
    6 k3 e5 R( u5 ?* @
15. #define BPB_IN(BIT)  BIT_WORD_ADDR((GPIOB_BASE+0x08),BIT)
    0 _4 u7 b7 y7 p9 E: c( L/ N8 \
16. #define BPC_IN(BIT)  BIT_WORD_ADDR((GPIOC_BASE+0x08),BIT)
    
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)
    3 f" ~+ [- n2 W; s8 F% O
20. #define BPG_IN(BIT)  BIT_WORD_ADDR((GPIOG_BASE+0x08),BIT)

复制代码

6. 实验结果
2 z$ o0 G; ]% e8 F, w! r( \# k       按键按下后，LED灯亮；
& G  j+ S5 A/ d  d6 k0 p! H
) W. y& a1 E7 C8 |  h: u- j6 |       按键松开后，LED灯灭。

  y0 @+ U0 Y' W3 g