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【STM32】HAL库UART含校验位的串口通信配置BUG避坑
【STM32】HAL库UART含校验位的串口通信配置BUG避坑
UART协议
UART通过一条线就能完成数据的发送
另外一条线则完成数据的接收所以一共是两条线 TX RX
UART在空闲时为低电平
时钟周期由波特率确定 通常是115200bit/s
UART协议由四个部分组成：
起始位： 固定低电平 1个时钟周期
数据域： 通常是8bit长度 LSB在前
校验位： 奇校验（odd）和偶校验（even） 也可以没有（none） 通常是无校验位
停止位： 固定高电平 可以是0.5 1 1.5 2个时钟周期 通常是1比如数据域长度8 停止位1 无校验位 传一个0x32
则发送数据依次是：
0 0100 1100 1校验位
校验位就是用于计算前面的数据域中 1的个数
奇校验：保证数据域+校验位中1的个数为奇数偶校验：保证数据域+校验位中1的个数为偶数
上面的例子 加上偶校验的话 校验位为1（前面3个1 所以要加一个1保证为偶数） 所以整体就变成了：
0 0100 1100 1 1
HAL库配置
HAL库的默认配置如下：
发送函数：
HAL_UART_Transmit- 1
接收函数：
HAL_UART_Receive- 1
通常我们用中断的方式来接收
HAL_UART_Receive_IT- 1
含校验位的串口配置BUG避坑
在偶校验配置中 我是这样配置的：
最后发现波形是这样的（发送0x32）
但是 如果我不设置校验位 则是正常的
经过调试后发现 在HAL库使用中 字长word length 指的是数据域+校验位的长度 所以如果按我上面的配置 数据域就只有7位
要想发送8位数据域和偶校验的数据 则应该配置为如下：（也就是字长要多一位）
波形也恢复正常：
附录：Cortex-M架构的SysTick系统定时器精准延时和MCU位带操作
SysTick系统定时器精准延时
延时函数
SysTick->LOAD中的值为计数值
计算方法为工作频率值/分频值
比如工作频率/1000 则周期为1ms以ADuCM4050为例：
#include "ADuCM4050.h" void delay_ms(unsigned int ms) { SysTick->LOAD = 26000000/1000-1; // Count from 255 to 0 (256 cycles) 载入计数值 定时器从这个值开始计数 SysTick->VAL = 0; // Clear current value as well as count flag 清空计数值到达0后的标记 SysTick->CTRL = 5; // Enable SysTick timer with processor clock 使能52MHz的系统定时器 while(ms--) { while ((SysTick->CTRL & 0x00010000)==0);// Wait until count flag is set 等待 } SysTick->CTRL = 0; // Disable SysTick 关闭系统定时器 } void delay_us(unsigned int us) { SysTick->LOAD = 26000000/1000/1000-1; // Count from 255 to 0 (256 cycles) 载入计数值 定时器从这个值开始计数 SysTick->VAL = 0; // Clear current value as well as count flag 清空计数值到达0后的标记 SysTick->CTRL = 5; // Enable SysTick timer with processor clock 使能52MHz的系统定时器 while(us--) { while ((SysTick->CTRL & 0x00010000)==0);// Wait until count flag is set 等待 } SysTick->CTRL = 0; // Disable SysTick 关闭系统定时器 }- 1
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其中的52000000表示芯片的系统定时器频率 32系列一般为外部定时器频率的两倍
Cortex-M架构SysTick系统定时器阻塞和非阻塞延时
阻塞延时
首先是最常用的阻塞延时
void delay_ms(unsigned int ms) { SysTick->LOAD = 50000000/1000-1; // Count from 255 to 0 (256 cycles) 载入计数值 定时器从这个值开始计数 SysTick->VAL = 0; // Clear current value as well as count flag 清空计数值到达0后的标记 SysTick->CTRL = 5; // Enable SysTick timer with processor clock 使能26MHz的系统定时器 while(ms--) { while ((SysTick->CTRL & 0x00010000)==0);// Wait until count flag is set 等待 } SysTick->CTRL = 0; // Disable SysTick 关闭系统定时器 } void delay_us(unsigned int us) { SysTick->LOAD = 50000000/1000/1000-1; // Count from 255 to 0 (256 cycles) 载入计数值 定时器从这个值开始计数 SysTick->VAL = 0; // Clear current value as well as count flag 清空计数值到达0后的标记 SysTick->CTRL = 5; // Enable SysTick timer with processor clock 使能26MHz的系统定时器 while(us--) { while ((SysTick->CTRL & 0x00010000)==0);// Wait until count flag is set 等待 } SysTick->CTRL = 0; // Disable SysTick 关闭系统定时器 }- 1
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50000000表示工作频率
分频后即可得到不同的延时时间
以此类推那么 不用两个嵌套while循环 也可以写成：
void delay_ms(unsigned int ms) { SysTick->LOAD = 50000000/1000*ms-1; // Count from 255 to 0 (256 cycles) 载入计数值 定时器从这个值开始计数 SysTick->VAL = 0; // Clear current value as well as count flag 清空计数值到达0后的标记 SysTick->CTRL = 5; // Enable SysTick timer with processor clock 使能26MHz的系统定时器 while ((SysTick->CTRL & 0x00010000)==0);// Wait until count flag is set 等待 SysTick->CTRL = 0; // Disable SysTick 关闭系统定时器 } void delay_us(unsigned int us) { SysTick->LOAD = 50000000/1000/1000*us-1; // Count from 255 to 0 (256 cycles) 载入计数值 定时器从这个值开始计数 SysTick->VAL = 0; // Clear current value as well as count flag 清空计数值到达0后的标记 SysTick->CTRL = 5; // Enable SysTick timer with processor clock 使能26MHz的系统定时器 while ((SysTick->CTRL & 0x00010000)==0);// Wait until count flag is set 等待 SysTick->CTRL = 0; // Disable SysTick 关闭系统定时器 }- 1
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但是这种写法有个弊端
那就是输入ms后，最大定时不得超过计数值，也就是不能超过LOAD的最大值，否则溢出以后，则无法正常工作而LOAD如果最大是32位 也就是4294967295
晶振为50M的话 50M的计数值为1s 4294967295计数值约为85s
固最大定时时间为85s
但用嵌套while的话 最大可以支持定时4294967295*85s
非阻塞延时
如果采用非阻塞的话 直接改写第二种方法就好了：
void delay_ms(unsigned int ms) { SysTick->LOAD = 50000000/1000*ms-1; // Count from 255 to 0 (256 cycles) 载入计数值 定时器从这个值开始计数 SysTick->VAL = 0; // Clear current value as well as count flag 清空计数值到达0后的标记 SysTick->CTRL = 5; // Enable SysTick timer with processor clock 使能26MHz的系统定时器 //while ((SysTick->CTRL & 0x00010000)==0);// Wait until count flag is set 等待 //SysTick->CTRL = 0; // Disable SysTick 关闭系统定时器 } void delay_us(unsigned int us) { SysTick->LOAD = 50000000/1000/1000*us-1; // Count from 255 to 0 (256 cycles) 载入计数值 定时器从这个值开始计数 SysTick->VAL = 0; // Clear current value as well as count flag 清空计数值到达0后的标记 SysTick->CTRL = 5; // Enable SysTick timer with processor clock 使能26MHz的系统定时器 //while ((SysTick->CTRL & 0x00010000)==0);// Wait until count flag is set 等待 //SysTick->CTRL = 0; // Disable SysTick 关闭系统定时器 }- 1
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将等待和关闭定时器语句去掉
在使用时加上判断即可变为阻塞：delay_ms(500); while ((SysTick->CTRL & 0x00010000)==0); SysTick->CTRL = 0;- 1
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在非阻塞状态下 可以提交定时器后 去做别的事情 然后再来等待
不过这样又有一个弊端 那就是定时器会自动重载 可能做别的事情以后 定时器跑过了 然后就要等85s才能停下
故可以通过内部定时器来进行非阻塞延时函数的编写
基本上每个mcu的内部定时器都可以配置自动重载等功能 网上资料很多 这里就不再阐述了
位带操作
位带代码
M3、M4架构的单片机 其输出口地址为端口地址+20 输入为+16
M0架构的单片机 其输出口地址为端口地址+12 输入为+8
以ADuCM4050为列：位带宏定义
#ifndef __GPIO_H__ #define __GPIO_H__ #include "ADuCM4050.h" #include "adi_gpio.h" #define BITBAND(addr, bitnum) ((addr & 0xF0000000)+0x2000000+((addr &0xFFFFF)<<5)+(bitnum<<2)) #define MEM_ADDR(addr) *((volatile unsigned long *)(addr)) #define BIT_ADDR(addr, bitnum) MEM_ADDR(BITBAND(addr, bitnum)) #define GPIO0_ODR_Addr (ADI_GPIO0_BASE+20) //0x40020014 #define GPIO0_IDR_Addr (ADI_GPIO0_BASE+16) //0x40020010 #define GPIO1_ODR_Addr (ADI_GPIO1_BASE+20) //0x40020054 #define GPIO1_IDR_Addr (ADI_GPIO1_BASE+16) //0x40020050 #define GPIO2_ODR_Addr (ADI_GPIO2_BASE+20) //0x40020094 #define GPIO2_IDR_Addr (ADI_GPIO2_BASE+16) //0x40020090 #define GPIO3_ODR_Addr (ADI_GPIO3_BASE+20) //0x400200D4 #define GPIO3_IDR_Addr (ADI_GPIO3_BASE+16) //0x400200D0 #define P0_O(n) BIT_ADDR(GPIO0_ODR_Addr,n) //输出 #define P0_I(n) BIT_ADDR(GPIO0_IDR_Addr,n) //输入 #define P1_O(n) BIT_ADDR(GPIO1_ODR_Addr,n) //输出 #define P1_I(n) BIT_ADDR(GPIO1_IDR_Addr,n) //输入 #define P2_O(n) BIT_ADDR(GPIO2_ODR_Addr,n) //输出 #define P2_I(n) BIT_ADDR(GPIO2_IDR_Addr,n) //输入 #define P3_O(n) BIT_ADDR(GPIO3_ODR_Addr,n) //输出 #define P3_I(n) BIT_ADDR(GPIO3_IDR_Addr,n) //输入 #define Port0 (ADI_GPIO_PORT0) #define Port1 (ADI_GPIO_PORT1) #define Port2 (ADI_GPIO_PORT2) #define Port3 (ADI_GPIO_PORT3) #define Pin0 (ADI_GPIO_PIN_0) #define Pin1 (ADI_GPIO_PIN_1) #define Pin2 (ADI_GPIO_PIN_2) #define Pin3 (ADI_GPIO_PIN_3) #define Pin4 (ADI_GPIO_PIN_4) #define Pin5 (ADI_GPIO_PIN_5) #define Pin6 (ADI_GPIO_PIN_6) #define Pin7 (ADI_GPIO_PIN_7) #define Pin8 (ADI_GPIO_PIN_8) #define Pin9 (ADI_GPIO_PIN_9) #define Pin10 (ADI_GPIO_PIN_10) #define Pin11 (ADI_GPIO_PIN_11) #define Pin12 (ADI_GPIO_PIN_12) #define Pin13 (ADI_GPIO_PIN_13) #define Pin14 (ADI_GPIO_PIN_14) #define Pin15 (ADI_GPIO_PIN_15) void GPIO_OUT(unsigned int port,unsigned int pin,unsigned int flag); void GPIO_BUS_OUT(unsigned int port,unsigned int num); void P0_BUS_O(unsigned int num); unsigned int P0_BUS_I(void); void P1_BUS_O(unsigned int num); unsigned int P1_BUS_I(void); void P2_BUS_O(unsigned int num); unsigned int P2_BUS_I(void); void P3_BUS_O(unsigned int num); unsigned int P3_BUS_I(void); #endif- 1
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总线函数
#include "ADuCM4050.h" #include "adi_gpio.h" #include "GPIO.h" void GPIO_OUT(unsigned int port,unsigned int pin,unsigned int flag) { switch(port) { case 0:{ switch(pin) { case 0:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT0),(ADI_GPIO_PIN_0));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT0),(ADI_GPIO_PIN_0));};break; case 1:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT0),(ADI_GPIO_PIN_1));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT0),(ADI_GPIO_PIN_1));};break; case 2:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT0),(ADI_GPIO_PIN_2));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT0),(ADI_GPIO_PIN_2));};break; case 3:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT0),(ADI_GPIO_PIN_3));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT0),(ADI_GPIO_PIN_3));};break; case 4:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT0),(ADI_GPIO_PIN_4));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT0),(ADI_GPIO_PIN_4));};break; case 5:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT0),(ADI_GPIO_PIN_5));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT0),(ADI_GPIO_PIN_5));};break; case 6:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT0),(ADI_GPIO_PIN_6));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT0),(ADI_GPIO_PIN_6));};break; case 7:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT0),(ADI_GPIO_PIN_7));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT0),(ADI_GPIO_PIN_7));};break; case 8:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT0),(ADI_GPIO_PIN_8));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT0),(ADI_GPIO_PIN_8));};break; case 9:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT0),(ADI_GPIO_PIN_9));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT0),(ADI_GPIO_PIN_9));};break; case 10:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT0),(ADI_GPIO_PIN_10));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT0),(ADI_GPIO_PIN_10));};break; case 11:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT0),(ADI_GPIO_PIN_11));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT0),(ADI_GPIO_PIN_11));};break; case 12:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT0),(ADI_GPIO_PIN_12));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT0),(ADI_GPIO_PIN_12));};break; case 13:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT0),(ADI_GPIO_PIN_13));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT0),(ADI_GPIO_PIN_13));};break; case 14:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT0),(ADI_GPIO_PIN_14));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT0),(ADI_GPIO_PIN_14));};break; case 15:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT0),(ADI_GPIO_PIN_15));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT0),(ADI_GPIO_PIN_15));};break; default:pin=0;break; } }break; case 1:{ switch(pin) { case 0:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT1),(ADI_GPIO_PIN_0));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT1),(ADI_GPIO_PIN_0));};break; case 1:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT1),(ADI_GPIO_PIN_1));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT1),(ADI_GPIO_PIN_1));};break; case 2:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT1),(ADI_GPIO_PIN_2));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT1),(ADI_GPIO_PIN_2));};break; case 3:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT1),(ADI_GPIO_PIN_3));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT1),(ADI_GPIO_PIN_3));};break; case 4:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT1),(ADI_GPIO_PIN_4));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT1),(ADI_GPIO_PIN_4));};break; case 5:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT1),(ADI_GPIO_PIN_5));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT1),(ADI_GPIO_PIN_5));};break; case 6:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT1),(ADI_GPIO_PIN_6));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT1),(ADI_GPIO_PIN_6));};break; case 7:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT1),(ADI_GPIO_PIN_7));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT1),(ADI_GPIO_PIN_7));};break; case 8:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT1),(ADI_GPIO_PIN_8));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT1),(ADI_GPIO_PIN_8));};break; case 9:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT1),(ADI_GPIO_PIN_9));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT1),(ADI_GPIO_PIN_9));};break; case 10:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT1),(ADI_GPIO_PIN_10));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT1),(ADI_GPIO_PIN_10));};break; case 11:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT1),(ADI_GPIO_PIN_11));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT1),(ADI_GPIO_PIN_11));};break; case 12:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT1),(ADI_GPIO_PIN_12));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT1),(ADI_GPIO_PIN_12));};break; case 13:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT1),(ADI_GPIO_PIN_13));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT1),(ADI_GPIO_PIN_13));};break; case 14:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT1),(ADI_GPIO_PIN_14));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT1),(ADI_GPIO_PIN_14));};break; case 15:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT1),(ADI_GPIO_PIN_15));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT1),(ADI_GPIO_PIN_15));};break; default:pin=0;break; } }break; case 2:{ switch(pin) { case 0:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT2),(ADI_GPIO_PIN_0));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT2),(ADI_GPIO_PIN_0));};break; case 1:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT2),(ADI_GPIO_PIN_1));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT2),(ADI_GPIO_PIN_1));};break; case 2:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT2),(ADI_GPIO_PIN_2));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT2),(ADI_GPIO_PIN_2));};break; case 3:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT2),(ADI_GPIO_PIN_3));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT2),(ADI_GPIO_PIN_3));};break; case 4:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT2),(ADI_GPIO_PIN_4));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT2),(ADI_GPIO_PIN_4));};break; case 5:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT2),(ADI_GPIO_PIN_5));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT2),(ADI_GPIO_PIN_5));};break; case 6:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT2),(ADI_GPIO_PIN_6));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT2),(ADI_GPIO_PIN_6));};break; case 7:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT2),(ADI_GPIO_PIN_7));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT2),(ADI_GPIO_PIN_7));};break; case 8:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT2),(ADI_GPIO_PIN_8));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT2),(ADI_GPIO_PIN_8));};break; case 9:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT2),(ADI_GPIO_PIN_9));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT2),(ADI_GPIO_PIN_9));};break; case 10:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT2),(ADI_GPIO_PIN_10));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT2),(ADI_GPIO_PIN_10));};break; case 11:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT2),(ADI_GPIO_PIN_11));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT2),(ADI_GPIO_PIN_11));};break; case 12:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT2),(ADI_GPIO_PIN_12));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT2),(ADI_GPIO_PIN_12));};break; case 13:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT2),(ADI_GPIO_PIN_13));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT2),(ADI_GPIO_PIN_13));};break; case 14:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT2),(ADI_GPIO_PIN_14));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT2),(ADI_GPIO_PIN_14));};break; case 15:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT2),(ADI_GPIO_PIN_15));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT2),(ADI_GPIO_PIN_15));};break; default:pin=0;break; } }break; case 3:{ switch(pin) { case 0:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT3),(ADI_GPIO_PIN_0));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT3),(ADI_GPIO_PIN_0));};break; case 1:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT3),(ADI_GPIO_PIN_1));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT3),(ADI_GPIO_PIN_1));};break; case 2:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT3),(ADI_GPIO_PIN_2));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT3),(ADI_GPIO_PIN_2));};break; case 3:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT3),(ADI_GPIO_PIN_3));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT3),(ADI_GPIO_PIN_3));};break; case 4:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT3),(ADI_GPIO_PIN_4));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT3),(ADI_GPIO_PIN_4));};break; case 5:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT3),(ADI_GPIO_PIN_5));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT3),(ADI_GPIO_PIN_5));};break; case 6:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT3),(ADI_GPIO_PIN_6));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT3),(ADI_GPIO_PIN_6));};break; case 7:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT3),(ADI_GPIO_PIN_7));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT3),(ADI_GPIO_PIN_7));};break; case 8:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT3),(ADI_GPIO_PIN_8));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT3),(ADI_GPIO_PIN_8));};break; case 9:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT3),(ADI_GPIO_PIN_9));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT3),(ADI_GPIO_PIN_9));};break; case 10:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT3),(ADI_GPIO_PIN_10));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT3),(ADI_GPIO_PIN_10));};break; case 11:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT3),(ADI_GPIO_PIN_11));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT3),(ADI_GPIO_PIN_11));};break; case 12:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT3),(ADI_GPIO_PIN_12));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT3),(ADI_GPIO_PIN_12));};break; case 13:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT3),(ADI_GPIO_PIN_13));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT3),(ADI_GPIO_PIN_13));};break; case 14:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT3),(ADI_GPIO_PIN_14));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT3),(ADI_GPIO_PIN_14));};break; case 15:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT3),(ADI_GPIO_PIN_15));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT3),(ADI_GPIO_PIN_15));};break; default:pin=0;break; } }break; default:port=0;break; } } void GPIO_BUS_OUT(unsigned int port,unsigned int num) //num最大为0xffff { int i; for(i=0;i<16;i++) { GPIO_OUT(port,i,(num>>i)&0x0001); } } void P0_BUS_O(unsigned int num) //输入值num最大为0xFFFF { int i; for(i=0;i<16;i++) { P0_O(i)=(num>>i)&0x0001; } } unsigned int P0_BUS_I(void) //输出值num最大为0xFFFF { unsigned int num; int i; for(i=0;i<16;i++) { num=num+(P0_I(i)<<i)&0xFFFF; } return num; } void P1_BUS_O(unsigned int num) //输入值num最大为0xFFFF { int i; for(i=0;i<16;i++) { P1_O(i)=(num>>i)&0x0001; } } unsigned int P1_BUS_I(void) //输出值num最大为0xFFFF { unsigned int num; int i; for(i=0;i<16;i++) { num=num+(P1_I(i)<<i)&0xFFFF; } return num; } void P2_BUS_O(unsigned int num) //输入值num最大为0xFFFF { int i; for(i=0;i<16;i++) { P2_O(i)=(num>>i)&0x0001; } } unsigned int P2_BUS_I(void) //输出值num最大为0xFFFF { unsigned int num; int i; for(i=0;i<16;i++) { num=num+(P2_I(i)<<i)&0xFFFF; } return num; } void P3_BUS_O(unsigned int num) //输入值num最大为0xFFFF { int i; for(i=0;i<16;i++) { P3_O(i)=(num>>i)&0x0001; } } unsigned int P3_BUS_I(void) //输出值num最大为0xFFFF { unsigned int num; int i; for(i=0;i<16;i++) { num=num+(P3_I(i)<<i)&0xFFFF; } return num; }- 1
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一、位带操作理论及实践
位带操作的概念其实30年前就有了，那还是 CM3 将此能力进化，这里的位带操作是 8051 位寻址区的威力大幅加强版
位带区： 支持位带操作的地址区
位带别名： 对别名地址的访问最终作 用到位带区的访问上（注意：这中途有一个 地址映射过程）
位带操作对于硬件 I/O 密集型的底层程序最有用处
支持了位带操作后，可以使用普通的加载/存储指令来对单一的比特进行读写。在CM4中，有两个区中实现了位带。其中一个是SRAM区的最低1MB范围，第二个则是片内外设区的最低1MB范围。这两个区中的地址除了可以像普通的RAM一样使用外，它们还都有自己的“位带别名区”，位带别名区把每个比特膨胀成一个32位的字。当你通过位带别名区访问这些字时，就可以达到访问原始比特的目的。
位操作就是可以单独的对一个比特位读和写，类似与51中sbit定义的变量，stm32中通过访问位带别名区来实现位操作的功能
STM32中有两个地方实现了位带，一个是SRAM，一个是片上外设。
（1）位带本质上是一块地址区（例如每一位地址位对应一个寄存器）映射到另一片地址区（实现每一位地址位对应一个寄存器中的一位），该区域就叫做位带别名区，将每一位膨胀成一个32位的字。
（2）位带区的4个字节对应实际寄存器或内存区的一个位，虽然变大到4个字节，但实际上只有最低位有效（代表0或1）只有位带可以直接用=赋值的方式来操作寄存器 位带是把寄存器上的每一位 膨胀到32位 映射到位带区 比如0x4002 0000地址的第0个bit 映射到位带区的0地址 那么其对应的位带映射地址为0x00 - 0x04 一共32位 但只有LSB有效 采用位带的方式用=赋值时 就是把位带区对应的LSB赋值 然后MCU再转到寄存器对应的位里面 寄存器操作时 如果不改变其他位上面的值 那就只能通过&=或者|=的方式进行
要设置0x2000 0000这个字节的第二个位bit2为1,使用位带操作的步骤有：
1、将1写入位 带别名区对应的映射地址（即0x22000008,因为1bit对应4个byte）；
2、将0x2000 0000的值 读取到内部的缓冲区（这一步骤是内核完成的，属于原子操作，不需要用户操作）；
3、将bit2置1，再把值写 回到0x2000 0000(属于原子操作，不需要用户操作)。关于GPIO引脚对应的访问地址，可以参考以下公式
寄存器位带别名 = 0x42000000 + (寄存器的地址-0x40000000)32 + 引脚编号4如：端口F访问的起始地址GPIOF_BASE
#define GPIOF ((GPIO_TypeDef *)GPIOF_BASE)
但好在官方库里面都帮我们定义好了 只需要在BASE地址加上便宜即可
例如：
GPIOF的ODR寄存器的地址 = GPIOF_BASE + 0x14
寄存器位带别名 = 0x42000000 + (寄存器的地址-0x40000000)32 + 引脚编号4
设置PF9引脚的话：
uint32_t *PF9_BitBand = *(uint32_t *)(0x42000000 + ((uint32_t )&GPIOF->ODR– 0x40000000) *32 + 9*4)- 1
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封装一下：
#define PFout(x) *(volatile uint32_t *)(0x42000000 + ((uint32_t )&GPIOF->ODR – 0x40000000) *32 + x*4)- 1
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现在 可以把通用部分封装成一个小定义：
#define BITBAND(addr, bitnum) ((addr & 0xF0000000)+0x2000000+((addr &0xFFFFF)<<5)+(bitnum<<2)) #define MEM_ADDR(addr) *((volatile unsigned long *)(addr)) #define BIT_ADDR(addr, bitnum) MEM_ADDR(BITBAND(addr, bitnum))- 1
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那么 设置PF引脚的函数可以定义：
#define GPIOF_ODR_Addr (GPIOF_BASE+20) //0x40021414 #define GPIOF_IDR_Addr (GPIOF_BASE+16) //0x40021410 #define PF_O(n) BIT_ADDR(GPIOF_ODR_Addr,n) //输出 #define PF_I(n) BIT_ADDR(GPIOF_IDR_Addr,n) //输入- 1
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若使PF9输入输出则：
PF_O(9)=1; //输出高电平 uint8_t dat = PF_I(9); //获取PF9引脚的值- 1
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总线输入输出：
void PF_BUS_O(unsigned int num) //输入值num最大为0xFFFF { int i; for(i=0;i<16;i++) { PF_O(i)=(num>>i)&0x0001; } } unsigned int PF_BUS_I(void) //输出值num最大为0xFFFF { unsigned int num; int i; for(i=0;i<16;i++) { num=num+(PF_I(i)<<i)&0xFFFF; } return num; }- 1
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STM32的可用下面的函数：
#ifndef __GPIO_H__ #define __GPIO_H__ #include "stm32l496xx.h" #define BITBAND(addr, bitnum) ((addr & 0xF0000000)+0x2000000+((addr &0xFFFFF)<<5)+(bitnum<<2)) #define MEM_ADDR(addr) *((volatile unsigned long *)(addr)) #define BIT_ADDR(addr, bitnum) MEM_ADDR(BITBAND(addr, bitnum)) #define GPIOA_ODR_Addr (GPIOA_BASE+20) //0x40020014 #define GPIOB_ODR_Addr (GPIOB_BASE+20) //0x40020414 #define GPIOC_ODR_Addr (GPIOC_BASE+20) //0x40020814 #define GPIOD_ODR_Addr (GPIOD_BASE+20) //0x40020C14 #define GPIOE_ODR_Addr (GPIOE_BASE+20) //0x40021014 #define GPIOF_ODR_Addr (GPIOF_BASE+20) //0x40021414 #define GPIOG_ODR_Addr (GPIOG_BASE+20) //0x40021814 #define GPIOH_ODR_Addr (GPIOH_BASE+20) //0x40021C14 #define GPIOI_ODR_Addr (GPIOI_BASE+20) //0x40022014 #define GPIOA_IDR_Addr (GPIOA_BASE+16) //0x40020010 #define GPIOB_IDR_Addr (GPIOB_BASE+16) //0x40020410 #define GPIOC_IDR_Addr (GPIOC_BASE+16) //0x40020810 #define GPIOD_IDR_Addr (GPIOD_BASE+16) //0x40020C10 #define GPIOE_IDR_Addr (GPIOE_BASE+16) //0x40021010 #define GPIOF_IDR_Addr (GPIOF_BASE+16) //0x40021410 #define GPIOG_IDR_Addr (GPIOG_BASE+16) //0x40021810 #define GPIOH_IDR_Addr (GPIOH_BASE+16) //0x40021C10 #define GPIOI_IDR_Addr (GPIOI_BASE+16) //0x40022010 #define PA_O(n) BIT_ADDR(GPIOA_ODR_Addr,n) //输出 #define PA_I(n) BIT_ADDR(GPIOA_IDR_Addr,n) //输入 #define PB_O(n) BIT_ADDR(GPIOB_ODR_Addr,n) //输出 #define PB_I(n) BIT_ADDR(GPIOB_IDR_Addr,n) //输入 #define PC_O(n) BIT_ADDR(GPIOC_ODR_Addr,n) //输出 #define PC_I(n) BIT_ADDR(GPIOC_IDR_Addr,n) //输入 #define PD_O(n) BIT_ADDR(GPIOD_ODR_Addr,n) //输出 #define PD_I(n) BIT_ADDR(GPIOD_IDR_Addr,n) //输入 #define PE_O(n) BIT_ADDR(GPIOE_ODR_Addr,n) //输出 #define PE_I(n) BIT_ADDR(GPIOE_IDR_Addr,n) //输入 #define PF_O(n) BIT_ADDR(GPIOF_ODR_Addr,n) //输出 #define PF_I(n) BIT_ADDR(GPIOF_IDR_Addr,n) //输入 #define PG_O(n) BIT_ADDR(GPIOG_ODR_Addr,n) //输出 #define PG_I(n) BIT_ADDR(GPIOG_IDR_Addr,n) //输入 #define PH_O(n) BIT_ADDR(GPIOH_ODR_Addr,n) //输出 #define PH_I(n) BIT_ADDR(GPIOH_IDR_Addr,n) //输入 #define PI_O(n) BIT_ADDR(GPIOI_ODR_Addr,n) //输出 #define PI_I(n) BIT_ADDR(GPIOI_IDR_Addr,n) //输入 void PA_BUS_O(unsigned int num); unsigned int PA_BUS_I(void); void PB_BUS_O(unsigned int num); unsigned int PB_BUS_I(void); void PC_BUS_O(unsigned int num); unsigned int PC_BUS_I(void); void PD_BUS_O(unsigned int num); unsigned int PD_BUS_I(void); void PE_BUS_O(unsigned int num); unsigned int PE_BUS_I(void); void PF_BUS_O(unsigned int num); unsigned int PF_BUS_I(void); void PG_BUS_O(unsigned int num); unsigned int PG_BUS_I(void); void PH_BUS_O(unsigned int num); unsigned int PH_BUS_I(void); void PI_BUS_O(unsigned int num); unsigned int PI_BUS_I(void); #endif- 1
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#include "GPIO.h" void PA_BUS_O(unsigned int num) //输入值num最大为0xFFFF { int i; for(i=0;i<16;i++) { PA_O(i)=(num>>i)&0x0001; } } unsigned int PA_BUS_I(void) //输出值num最大为0xFFFF { unsigned int num; int i; for(i=0;i<16;i++) { num=num+(PA_I(i)<<i)&0xFFFF; } return num; } void PB_BUS_O(unsigned int num) //输入值num最大为0xFFFF { int i; for(i=0;i<16;i++) { PB_O(i)=(num>>i)&0x0001; } } unsigned int PB_BUS_I(void) //输出值num最大为0xFFFF { unsigned int num; int i; for(i=0;i<16;i++) { num=num+(PB_I(i)<<i)&0xFFFF; } return num; } void PC_BUS_O(unsigned int num) //输入值num最大为0xFFFF { int i; for(i=0;i<16;i++) { PC_O(i)=(num>>i)&0x0001; } } unsigned int PC_BUS_I(void) //输出值num最大为0xFFFF { unsigned int num; int i; for(i=0;i<16;i++) { num=num+(PC_I(i)<<i)&0xFFFF; } return num; } void PD_BUS_O(unsigned int num) //输入值num最大为0xFFFF { int i; for(i=0;i<16;i++) { PD_O(i)=(num>>i)&0x0001; } } unsigned int PD_BUS_I(void) //输出值num最大为0xFFFF { unsigned int num; int i; for(i=0;i<16;i++) { num=num+(PD_I(i)<<i)&0xFFFF; } return num; } void PE_BUS_O(unsigned int num) //输入值num最大为0xFFFF { int i; for(i=0;i<16;i++) { PE_O(i)=(num>>i)&0x0001; } } unsigned int PE_BUS_I(void) //输出值num最大为0xFFFF { unsigned int num; int i; for(i=0;i<16;i++) { num=num+(PE_I(i)<<i)&0xFFFF; } return num; } void PF_BUS_O(unsigned int num) //输入值num最大为0xFFFF { int i; for(i=0;i<16;i++) { PF_O(i)=(num>>i)&0x0001; } } unsigned int PF_BUS_I(void) //输出值num最大为0xFFFF { unsigned int num; int i; for(i=0;i<16;i++) { num=num+(PF_I(i)<<i)&0xFFFF; } return num; } void PG_BUS_O(unsigned int num) //输入值num最大为0xFFFF { int i; for(i=0;i<16;i++) { PG_O(i)=(num>>i)&0x0001; } } unsigned int PG_BUS_I(void) //输出值num最大为0xFFFF { unsigned int num; int i; for(i=0;i<16;i++) { num=num+(PG_I(i)<<i)&0xFFFF; } return num; } void PH_BUS_O(unsigned int num) //输入值num最大为0xFFFF { int i; for(i=0;i<16;i++) { PH_O(i)=(num>>i)&0x0001; } } unsigned int PH_BUS_I(void) //输出值num最大为0xFFFF { unsigned int num; int i; for(i=0;i<16;i++) { num=num+(PH_I(i)<<i)&0xFFFF; } return num; } void PI_BUS_O(unsigned int num) //输入值num最大为0xFFFF { int i; for(i=0;i<16;i++) { PI_O(i)=(num>>i)&0x0001; } } unsigned int PI_BUS_I(void) //输出值num最大为0xFFFF { unsigned int num; int i; for(i=0;i<16;i++) { num=num+(PI_I(i)<<i)&0xFFFF; } return num; }- 1
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二、如何判断MCU的外设是否支持位带
根据《ARM Cortex-M3与Cortex-M4权威指南(第3版)》中第6章第7节描述
也就是说 要实现对GPIO的位带操作 必须保证GPIO位于外设区域的第一个1MB中
第一个1MB应该是0x4010 0000之前 位带不是直接操作地址 而是操作地址映射 地址映射被操作以后 MCU自动会修改对应寄存器的值位带区只有1MB 所以只能改0x4000 0000 - 0x400F FFFF的寄存器
像F4系列 GPIO的首地址为0x4002 0000 就可以用位带来更改STM32L476的GPIO就不行：
AHB2的都不能用位带
ABP 还有AHB1都可以用
但是L476的寄存器里面 GPIO和ADC都是AHB2 -
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