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。
5 G, X9 }! M) ?7 k6 x# T* ?       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。
# W0 O0 V8 Z9 j3 J- B1 U# \
1. 实验内容及步骤：
实验内容：

       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；
! V* N$ p2 r+ A5 K/ d
步骤：
& k# v( {1 B8 S0 [/ y
0 }4 ]1 ?. ~. v5 v6 R       根据原寄存器地址定位位带地址；

2. 硬件说明

" `5 _2 `& Y* T; b2 ^

4 z9 ?" u8 T) a/ T: l2 p' O$ i7 a

6 x3 E4 g$ m0 d5 u3 D% i
       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）
6 I9 r9 L( ~8 X7 H7 }! p4 o
       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 g# w+ N( y5 k* Z) v. Q3. 位带操作原理
       STM32F1内部是有两个位带区的，如下图所示。
3 R- @& @9 Y( \* [( ?
+ C% E' V' k1 Z- N: V/ W

4 O2 q1 b) e# t. |/ V+ b2 E2 [
     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& R5 w% t$ \; p' E% N


$ d0 e( s" N# R/ S, J2 |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 ]. |$ f9 K' @% X/ h5 V) v. I4 Y
       当0x2200 0000的内容=1时 => 0x2000 0000的内容=0x01
6 W& i/ M5 o- T: a! k
       当0x2200 0000的内容=0时 => 0x2000 0000的内容=0x00

; l  ~/ ~! m1 J$ x6 h       ……………
" f0 u0 R1 @+ L" s) h- G
       当0x2200 0018的内容=1时 => 0x2000 0000的内容=0x40=(二进制)0100 0000

) [' u, D2 Y' g- u! {. V       当0x2200 0018的内容=0时 => 0x2000 0000的内容=0x00
1 Y) W. [+ c) F4 \  M/ ^
2 C1 u- v7 N% H" r! m

4. 寄存器说明
& B4 S9 M* }' n& A; F: c# @       位带映射地址如下图所示。（中文STM32参考手册P29）
$ o) ?  u0 a; E! Y  j0 S

+ L/ K8 z9 [+ J. V* U       位带操作的例子如下图所示（CM3权威指南CnR2）
5 h6 A) _9 \% h5 s4 h' Y

1 N) l- B7 E: i( v1 f       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

6 v. H( [) ]6 T# u. j2 y       =>

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

4 \& S8 a6 ?$ v( P' Z+ i0 w# i       如要控制LED灯（PB5）
! o1 i; q5 M& m- ^0 d' _: Z6 v
& g* |9 e5 z* o% i" O" e       IN_ADDR_BASR = GPIOB的输出寄存器 = 0X4001 0C00 + 0x0C;
4 m! g2 e! I/ }* K  c4 ]- _
8 P: o5 A  C9 z6 s       Bit = 5
' s- T9 G0 y& W1 m" b# ]  u
3 Z$ M1 H( k& H3 ^" Q0 \5. 程序设计
6 ^% n& u' n% O+ j# p       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
. M9 b" p4 U" V

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；
: D7 Z! T( D! @. B' k1 Z: J: x
       GPIO的输入位带宏定义如下定义

        #define BPE_IN(BIT)  BIT_WORD_ADDR((GPIOE_BASE+0x08),BIT)
8 P; j/ g  {& B8 Z       BIT为要操作的位。

在本实验中要读取按键（PE4）的值，因此BIT=4；
7 B: g# O4 r/ ]9 h6 l7 h9 Z6 i

  t: A3 A1 y0 O9 A5 E9 c5 S
: C' B/ c' m: {" W, X* G" w位带操作源码：
+ N4 J9 T  S  o. g0 k: N! K0 n# i
源码筛选了关键部分，详细看源码。
! P2 \3 D: X  Y2 n

1. #define BIT_WORD_ADDR(IN_ADDR,BIT)      *(__IO uint32_t*)((IN_ADDR&0xF0000000|0x02000000) +\
   , v% r) ]6 W: N: G
2.                                                             ((IN_ADDR&0x000FFFFF)<<5) +\
   ) o6 x: {% K# I7 w1 x9 z
3.                                                              (BIT<<2))
   
4. 
   2 p- H6 f$ o9 |* G& X$ K  S) \
5. //GPIO_OUT
   
6. #define BPA_OUT(BIT)  BIT_WORD_ADDR((GPIOA_BASE+0x0C),BIT)
   % ^/ G# E& y( G7 Q. B0 P
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)
   
10. #define BPE_OUT(BIT)  BIT_WORD_ADDR((GPIOE_BASE+0x0C),BIT)
    & L, ]: |( a. @% [' ~6 X% [
11. #define BPF_OUT(BIT)  BIT_WORD_ADDR((GPIOF_BASE+0x0C),BIT)
    
12. #define BPG_OUT(BIT)  BIT_WORD_ADDR((GPIOG_BASE+0x0C),BIT)
    : p! Q- {2 [) E- i4 U
13. //GPIO_IN
    5 {& K' F9 l" D* F0 X& }/ }  S
14. #define BPA_IN(BIT)  BIT_WORD_ADDR((GPIOA_BASE+0x08),BIT)
    " a# p! Y) f" r+ B  J
15. #define BPB_IN(BIT)  BIT_WORD_ADDR((GPIOB_BASE+0x08),BIT)
    
16. #define BPC_IN(BIT)  BIT_WORD_ADDR((GPIOC_BASE+0x08),BIT)
    1 }$ k* Y4 z7 m* B2 u% a8 z
17. #define BPD_IN(BIT)  BIT_WORD_ADDR((GPIOD_BASE+0x08),BIT)
    : M3 o; c% f' u3 g( w- C: Z3 Q
18. #define BPE_IN(BIT)  BIT_WORD_ADDR((GPIOE_BASE+0x08),BIT)
    
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
8 C2 e# ?, B' @% E: q% s' _4 v       按键按下后，LED灯亮；

' e7 K! M; `$ Z% o+ Y8 J) V       按键松开后，LED灯灭。

7 `" U: G, d8 B, Q. a/ L