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。
( g4 _" @- ~' g/ Q# g# r1 a       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：
实验内容：
; t  ]- ?# D: e1 J
% f: P9 N. m) R       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；
( @* z# ~! S. J6 m; f
步骤：
, J% T" U' e& V. O( R
       根据原寄存器地址定位位带地址；
  W4 J: w6 [$ ]7 {  E
2. 硬件说明

0 h: _* Y% K/ |' ], {0 |/ H" i

" P( C' ~5 b5 Q# T" M9 u

6 T2 F) G& G$ \, R! [0 ?       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）

. Q; p7 \+ S# R6 E! @2 c3. 位带操作原理
       STM32F1内部是有两个位带区的，如下图所示。

9 f/ r% c; @  Z" i- [+ q
     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# H( z2 I' @% l0 j# G. F
) \5 i, _* v! U5 E0 q# n7 e1 y: }
: A/ @4 y, }+ q/ H. W1 |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

: `) A  g" F( H& b       当0x2200 0000的内容=0时 => 0x2000 0000的内容=0x00

' X* [. g5 {6 z7 `' y# _       ……………
3 D7 B# a  k. J9 ?
       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

6 V' M& N$ E* p( x5 {) s0 X$ Q

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）
  J/ u5 `9 X2 Q* ]+ K/ @# }0 h8 S
+ \4 |# L/ E$ ~6 G0 |) y

- R2 ~2 r7 p/ M) [9 F+ ?
       位带操作的例子如下图所示（CM3权威指南CnR2）
/ i; F9 U' v0 }7 v- b

       根据例子可写成通用的式子。
' x7 I' I  |, c$ ]; F
: Z' {% N; M) `- ]5 ]       bit_word_addr = (IN_ADDR_BASR&0xF0000000|0x02000000)+ (IN_ADDR_BASR&0x000FFFFF)*32+Bit*4

$ `, x$ {, z  T% {8 R3 i( D       =>

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

7 C) W, q; T. q7 m% p+ ]! P, |       如要控制LED灯（PB5）
8 b: g. l( ^$ L1 ]  |6 L
       IN_ADDR_BASR = GPIOB的输出寄存器 = 0X4001 0C00 + 0x0C;

  J% `. d3 B% u9 f1 q1 l       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：
3 j+ J5 K# F: t  R+ A- Q

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。
4 x8 U3 y8 P8 c3 M  A       在本实验中要操作LED(PB5)，因此BIT=5；

3 k8 n* a" R+ ~2 X  W. U, g& D2 o       GPIO的输入位带宏定义如下定义

0 F% t  w* ]8 @        #define BPE_IN(BIT)  BIT_WORD_ADDR((GPIOE_BASE+0x08),BIT)
& E, \6 m: {( {. Q       BIT为要操作的位。

6 P2 L7 {. R; b' N+ c) j在本实验中要读取按键（PE4）的值，因此BIT=4；

! S$ y1 u4 w/ C. y2 e' U, ]

位带操作源码：
4 ]# Y5 @$ c* x! F8 c' n3 E8 h
源码筛选了关键部分，详细看源码。

  Y. V) M8 G+ R6 E/ x

1. #define BIT_WORD_ADDR(IN_ADDR,BIT)      *(__IO uint32_t*)((IN_ADDR&0xF0000000|0x02000000) +\
   
2.                                                             ((IN_ADDR&0x000FFFFF)<<5) +\
   " T, h1 s: P1 L9 }' A  J7 V2 Y" r
3.                                                              (BIT<<2))
   
4. 
   
5. //GPIO_OUT
   % Z  ]$ p5 L- o/ U
6. #define BPA_OUT(BIT)  BIT_WORD_ADDR((GPIOA_BASE+0x0C),BIT)
   4 @$ S8 z) v1 M
7. #define BPB_OUT(BIT)  BIT_WORD_ADDR((GPIOB_BASE+0x0C),BIT)
   ; f9 C9 N, a2 i) \( D
8. #define BPC_OUT(BIT)  BIT_WORD_ADDR((GPIOC_BASE+0x0C),BIT)
   
9. #define BPD_OUT(BIT)  BIT_WORD_ADDR((GPIOD_BASE+0x0C),BIT)
   ' k* S! i: m) [! S4 a
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
    : F( q8 A3 b3 C- ?' c
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)
    $ [; q3 \) M8 g; l6 G( k
17. #define BPD_IN(BIT)  BIT_WORD_ADDR((GPIOD_BASE+0x08),BIT)
    
18. #define BPE_IN(BIT)  BIT_WORD_ADDR((GPIOE_BASE+0x08),BIT)
    5 I2 n; {! F8 g6 b2 C
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
; M( b% B3 {. L- J. {  G2 J- U. q9 Q       按键按下后，LED灯亮；
* q; d1 g0 Z: S# S. g
       按键松开后，LED灯灭。

  N4 Q* g2 h2 u/ m
0 [0 Y, o. S4 [% \# \
1 Q6 L& x6 ^3 z/ c  p3 @: }1 O
5 a" B6 s5 J# \$ T