单片机位带牵涉的指针变量问题

Posted 2023-01-12 strongerHuang

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作者 | strongerHuang

微信公众号 | strongerHuang

之前为大家分享的《Cortex-M位带操作的原理》，虽然现在不常用位带操作了，但里面很多知识点值得学习和了解。

指针变量及例子

位带操作牵涉到的一个重要知识点就是指针变量。

这种位带映射操作，就是操作映射过后的地址，其实就是操作指针变量（存放地址的变量）。

指针变量是一种特殊的变量，它不同于一般的变量，一般变量存放的是数据本身，而指针变量存放的是数据的地址。《摘自百度百科【指针变量】》

指针变量的例子：

int main(void)

  uint32_t *p;

  p = (uint32_t *)(0x42210184);

  System_Initializes();
  while(1)
  
    *p = 0;
    TIMDelay_Nms(500);

    *p = 1;
    TIMDelay_Nms(500);
  

上面例子中给p指针变量赋的值是“0x42210184”，只是强制转换成(uint32_t *)这种指针类型。

而*p = 0;代表该地址上的数据值为0；也就是上面说的该地址存放的数据为0；

前面有一个朋友问过我关于指针变量的问题，看到这里，相信你应该知道使用指针变量，直接打印指针就可以判断指针是否越界。

指针变量---位带操作

上面代码中“0x42210184”代表STM32F103系列芯片中PA1的位带别名地址（就是映射过去的地址），截一个图，大家看看：

提示：上图中对p的赋值，其实是一样的（在STM32中），都是0x42210184。

结合公式理解：

之前文章《位带操作原理》列出了关于片上外设区计算公式：

AliasAddr ＝ 0x42000000+(A-0x40000000)*32 + n*4

对比截图中第一个p赋的值，就是片上外设的计算公式。

第二个p只是对代码优化了：“&”到“-”的优化，可以看编译器相关手册。

第4个p就是上一节代码中值，有没有发现，位带操作其实就操作指针变量啊？

这样相比读出寄存器，再&或者|再写入寄存器的效率要高多啦？

位带别名区最低有效位

有朋友发现，*p = 0;这样操作对地址0x42210184（PA1输出）写入0，PA1输出低。假如我写入0x10，那么PA1输出多少呢？

答案：输出低。

原因在于：在位带区中，每个比特都映射到别名地址区的一个字只有 LSB 有效，也就是最低一位有效。

位带操作另一种宏定义

有通过之前的两个公式，可以推出下图的公式：

上面框起来的定义适合RAM和外设两种，假如定义一个LED为PA1，只需要将PA1相关参数传入即可。

LED另外一种定义：

#define LED BIT_ADDR((GPIOA_BASE + 12), 1)

这种定义需要注意：+12，其实是ODR相对GPIOA的基地址的偏移地址。

我曾在这里遇到的坑：我将STM32F1的移植到F4上，出现了问题，我找了半天才发现由于这个偏移地址不一样导致的。

STM32F1的ODR偏移是12,而F4的ODR偏移是20。所以，建议大家使用GPIOA->ODR这种方式。（不管是标准外设库还是HAL库都有这样定义）。

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