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。
0 U# U2 x( L* B7 M4 i; I4 d: {0 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。
: Z+ c# f* a' H- l, m5 j# f
! Z; p) D5 P+ V0 w1. 实验内容及步骤：
实验内容：
+ a* B2 n$ ~2 s1 D" c# L1 Y# U
. s+ w8 h  E& T9 O" v$ e/ M       通过位带操作实现LED灯的翻转，和按键的读取。

) N) ?5 B: [6 c0 N       按键按下时，LED亮，松开按键时，LED灭；
' [+ |* e$ e4 X# `
) U, n- Z3 S0 T# O; n" }9 b$ D+ S1 _步骤：
3 U) \. `: g; G# x
( A1 ]% D4 l% ]2 M* b* u) r       根据原寄存器地址定位位带地址；
& I* h  q1 _& A
  z7 K# i; V* v1 n2. 硬件说明

6 H6 O, |- E3 m# q( p

6 f, P3 g5 E1 ]3 i) l2 X
' T: h8 p5 _5 K( [! R$ f
       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）

) v. D1 Z3 \" i9 x# Z       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
       STM32F1内部是有两个位带区的，如下图所示。
+ E; v5 S& k9 c* ?) q/ N6 {

) U9 [1 r9 r( U4 _! d- G
     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。



" X) W6 [) L# m9 h; c  G9 H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 \2 B: L% c) Z4 R
. {+ \3 ]' K2 J4 T5 A) j       当0x2200 0000的内容=1时 => 0x2000 0000的内容=0x01

. a: h) j$ U! x9 l       当0x2200 0000的内容=0时 => 0x2000 0000的内容=0x00

9 D# P3 r; T4 l* O       ……………
5 @* c, C1 b* L/ f
7 o7 Y# Q3 M6 ~% a# Q       当0x2200 0018的内容=1时 => 0x2000 0000的内容=0x40=(二进制)0100 0000
: f) Q. ]6 H1 H: `2 Y. }& B
0 h: j/ e' A, {  @! ^       当0x2200 0018的内容=0时 => 0x2000 0000的内容=0x00

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）

& ^) y- Q$ l. {) P5 A  ]9 A( U       位带操作的例子如下图所示（CM3权威指南CnR2）

, T& _: }- e7 ~% u* ]/ V

8 [9 S1 _% ?$ _7 w9 X       根据例子可写成通用的式子。
# `4 Y5 V/ u2 U! y9 u
       bit_word_addr = (IN_ADDR_BASR&0xF0000000|0x02000000)+ (IN_ADDR_BASR&0x000FFFFF)*32+Bit*4

: a' Z1 _' Y; K/ v8 F4 ?1 _5 e- \       =>
8 Y7 }( }2 l8 C* `
8 e# [3 w- }  c       bit_word_addr = (IN_ADDR_BASR&0xF0000000|0x02000000)+ ((IN_ADDR_BASR&0x000FFFFF)<<5)+(Bit<<2)
; k$ D, \  J/ q+ O7 p9 }( e& @4 E
5 I" x6 N7 Z1 d- H% e- w       如要控制LED灯（PB5）
/ Y' P! R2 {: T) |- P0 H3 a! ~: E
! e8 i7 [. \$ V6 c  i; e! M       IN_ADDR_BASR = GPIOB的输出寄存器 = 0X4001 0C00 + 0x0C;
6 l& g5 k) v6 H! D+ L  L
       Bit = 5

, x# J: ?# c1 p7 j# c' K0 i8 o5. 程序设计
( |: ?, R, J1 Y( s       代码班的通用位带操作地址转换宏定义如下：
  j1 h; o# _( z5 J

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；
0 O3 h! P7 j4 c) Z0 S5 j
       GPIO的输入位带宏定义如下定义
- {) h2 t/ u& j0 L' A) d$ j
        #define BPE_IN(BIT)  BIT_WORD_ADDR((GPIOE_BASE+0x08),BIT)
( j2 i- F6 G# q5 j1 }       BIT为要操作的位。

0 t* [% T1 |2 q, x9 H在本实验中要读取按键（PE4）的值，因此BIT=4；
' u2 I% R8 L7 b6 G! \& l' A


位带操作源码：
" z  U- H7 k& i" V0 v+ I8 t
源码筛选了关键部分，详细看源码。
  m# K  s- a4 c- H/ O

1. #define BIT_WORD_ADDR(IN_ADDR,BIT)      *(__IO uint32_t*)((IN_ADDR&0xF0000000|0x02000000) +\
   ' t/ x0 L2 N2 E: @. y6 Y, Q
2.                                                             ((IN_ADDR&0x000FFFFF)<<5) +\
   & _9 y0 i- M5 c0 h) }* b7 E
3.                                                              (BIT<<2))
   
4. 
   7 Y* w( A. |! ]+ T
5. //GPIO_OUT
   " F, r% m$ j; h( t* h9 w) U; k, @
6. #define BPA_OUT(BIT)  BIT_WORD_ADDR((GPIOA_BASE+0x0C),BIT)
   " ^, Z* ?7 Z* _5 F! B/ S
7. #define BPB_OUT(BIT)  BIT_WORD_ADDR((GPIOB_BASE+0x0C),BIT)
   & [& [3 B. R  u) A  q
8. #define BPC_OUT(BIT)  BIT_WORD_ADDR((GPIOC_BASE+0x0C),BIT)
   
9. #define BPD_OUT(BIT)  BIT_WORD_ADDR((GPIOD_BASE+0x0C),BIT)
   " {: ~9 Q8 m4 m/ i: C4 v; G0 g
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
    ' _) ^( y1 x% g3 X+ h& B
14. #define BPA_IN(BIT)  BIT_WORD_ADDR((GPIOA_BASE+0x08),BIT)
    9 m  @) ^. K0 E6 T( x
15. #define BPB_IN(BIT)  BIT_WORD_ADDR((GPIOB_BASE+0x08),BIT)
    
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)
    ' p/ F# L! g# [
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；
4 c2 Y& d  ^2 ]* Q! H
       按键松开后，LED灯灭。

7 Q2 x, ?# l- e; k5 ~
5 n6 V! P+ W- A3 k" J$ y. t
- |% ]! o) U4 y' c  r; J9 W) @
) g: I& }) P# X