• 【无标题】


    1,在不改变其他位的值的状况下,对某几个位进行设值。
    这个场景在单片机开发中经常使用,方法就是先对需要设置的位用&操作符进行清零操作,然后用 | 操作符设值。比如我要改变GPIOA->ODR的状态,可以先对寄存器的值进行&清零操作:
    GPIOA->ODR &= 0XFF0F; /* 将第4-7位清0 /
    然后再与需要设置的值进行|或运算:
    GPIOA->ODR |= 0X0040; / 设置bit6的值为1,不改变其他位的值 /
    2,移位操作提高代码的可读性。
    移位操作在单片机开发中非常重要,我们来看看下面一行代码:
    SysTick->CTRL |= 1 << 1;
    这个操作就是将CTRL寄存器的第1位(从0开始算起)设置为1,为什么要通过左移而不是直接设置一个固定的值呢?其实这是为了提高代码的可读性以及可重用性。这行代码可以很直观明了的知道,是将第1位设置为1。如果写成:
    SysTick->CTRL |= 0X0002;
    这个虽然也能实现同样的效果,但是可读性稍差,而且修改也比较麻烦。
    3,~按位取反操作使用技巧
    按位取反在设置寄存器的时候经常被使用,常用于清除某一个/某几个位。我们来看看下面一行代码:
    SysTick->CTRL &= ~(1 << 0) ; / 关闭SYSTICK /
    该代码可以解读为 仅设置CTRL寄存器的第0位(最低位)为0,其他位的值保持不变。同样我们也不使用按位取反,将代码写成:
    SysTick->CTRL &= 0XFFFFFFFE; / 关闭SYSTICK */
    可见前者的可读性,及可维护性都要比后者好很多。
    4,^按位异或操作使用技巧
    该功能非常适合用于控制某个位翻转,常见的应用场景就是控制LED闪烁,如:
    GPIOB->ODR ^= 1 << 5;
    执行一次该代码,就会使PB5的输出状态翻转一次,如果我们的LED接在PB5上,就可以看到LED闪烁了。
    5.1.2 define宏定义
    define是C语言中的预处理命令,它用于宏定义,可以提高源代码的可读性,为编程提供方便。常见的格式:
    #define 标识符 字符串
    “标识符”为所定义的宏名。“字符串”可以是常数、表达式、格式串等。例如:
    #define HSE_VALUE ((uint32_t)16000000)
    定义标识符HSI_VALUE的值为16000000。这样我们就可以在代码中直接使用标识符HSI_VALUE,而不用直接使用常量16000000,同时也很方便我们修改HSI_VALUE的值。

    5.1.3 ifdef条件编译
    单片机程序开发过程中,经常会遇到一种情况,当满足某条件时对一组语句进行编译,而当条件不满足时则编译另一组语句。条件编译命令最常见的形式为:
    #ifdef 标识符
    程序段1
    #else
    程序段2
    #endif
    它的作用是:当标识符已经被定义过(一般是用#define命令定义),则对程序段1进行编译,否则编译程序段2。 其中#else部分也可以没有,即:
    #ifdef
      程序段1
    #endif
    条件编译在MDK里面是用得很多,在stm32h7xx_hal_conf.h这个头文件中经常会看到这样的语句:
    #ifdef HAL_GPIO_MODULE_ENABLED
    #include “stm32h7xx_hal_gpio.h”
    #endif
    这段代码的作用是判断宏定义标识符HAL_GPIO_MODULE_ENABLED是否被定义,如果被定义了,那么就引入头文件stm32h7xx_hal_gpio.h。条件编译也是C语言的基础知识,这里也就点到为止吧。
    .3.4 寄存器映射
    给存储器分配地址的过程叫存储器映射,寄存器是一类特殊的存储器,它的每个位都有特定的功能,可以实现对外设/功能的控制,给寄存器的地址命名的过程就叫寄存器映射。
    举个简单的例子,大家家里面的纸张就好比通用存储器,用来记录数据是没问题的,但是不会有具体的动作,只能做记录,而你家里面的电灯开关,就好比寄存器了,假设你家有8个灯,就有8个开关(相当于一个8位寄存器),这些开关也可以记录状态,同时还能让电灯点亮/关闭,是会产生具体动作的。为了方便区分和使用,我们会给每个开关命名,比如厨房开关、大厅开关、卧室开关等,给开关命名的过程,就是寄存器映射。
    在这里插入图片描述

    ①寄存器名字
    每个寄存器都有一个对应的名字,以简单表达其作用,并方便记忆,这里GPIOx_ODR表示寄存器英文名,x可以从A~K,说明有11个这样的寄存器。
    ②寄存器偏移量及复位值
    地址偏移量表示相对该外设基地址的偏移,比如GPIOB,我们由 《STM32H7xx参考手册_V3(中文版).pdf》文档的第100页,可知其外设基地址是:0x58020400。那么GPIOB_ODR寄存器的地址就是:0x58020414。知道了外设基地址和地址偏移量,我们就可以知道任何一个寄存器的实际地址。
    复位值表示该寄存器在系统复位后的默认值,可以用于分析外设的默认状态。这里都为0。
    ③寄存器位表
    描述寄存器每一个位的作用(共32bit),这里表示ODR寄存器的第15位(bit),位名字为ODR15,rw表示该寄存器可读写(r,可读取;w,可写入)。
    ④位功能描述
    描述寄存器每个位的功能,这里表示位015,对应ODR0ODR15,每个位控制一个IO口的输出状态。
    其他寄存器描述,参照以上方法解读接口。

    2. 寄存器映射举例
    从前面的学习我们知道GPIOB_ODR寄存器的地址为:0x58020414,假设我们要控制GPIOB的16个IO口都输出1,则可以写成:
    *(unsigned int )(0x58020414) = 0XFFFF;
    这里我们先要将0x58020414强制转换成unsigned int类型指针,然后用对这个指针的值进行设置,从而完成对GPIOB_ODR寄存器的写入。
    这样写代码功能是没问题,但是可读性和可维护性都很差,使用起来极其不便,因此我们将代码改为:
    #define GPIOB_ODR *(unsigned int *)(0x58020414)
    GPIOB_ODR = 0XFFFF;
    这样,我们就定义了一个GPIOB_ODR的宏,来替代数值操作,很明显,GPIOB_ODR的可读性和可维护性,比直接使用数值操作来的直观和方便。这个宏定义过程就可以称之为寄存器的映射。
    当然,为了简单,我们只举了一个简单实例,实际上大量寄存器的映射,使用结构体是最方便的方式,
    . 寄存器地址计算
    STM32H750大部分外设寄存器地址都是在存储块2上面的,见图5.3.3.1。具体某个寄存器地址,由三个参数决定:1、总线基地址(BUS_BASE_ADDR);2,外设基于总线基地址的偏移量(PERIPH_OFFSET);3,寄存器相对外设基地址的偏移量(REG_OFFSET)。可以表示为:
    寄存器地址 = BUS_BASE_ADDR + PERIPH_OFFSET + REG_OFFSET
    总线基地址(BUS_BASE_ADDR)
    在这里插入图片描述

    上表中APB1的基地址,也叫外设基地址,表中的偏移量就是相对于外设基地址的偏移量。
    外设基于总线基地址的偏移量(PERIPH_OFFSET),这个不同外设偏移量不一样,我们可以在STM32H750存储器映射图(图5.3.3.1)里面找到具体的偏移量,以GPIO为例:

    在这里插入图片描述

    上表的偏移量,就是外设基于APB2总线基地址的偏移量(PERIPH_OFFSET)。
    知道了外设基地址,再在参考手册里面找到具体某个寄存器相对外设基地址的偏移量就可以知道该寄存器的实际地址了,以GPIOB的相关寄存器为例,

    在这里插入图片描述

    上表的偏移量,就是寄存器基于外设基地址的偏移量(REG_OFFSET)。
    因此,我们根据前面的公式,很容易可以计算出GPIOB_ODR的地址:
    GPIOB_ODR地址 = AHB4总线基地址 + GPIOB外设偏移量 + 寄存器偏移量
    所以得到:GPIOB_ODR地址 = 0X5802 0000 + 0X0400 + 0X14 = 0X5802 0414
     

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