玩转X-CTR100 | 位带操作-GPIO

Posted 2020-11-21 xtark

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    STM32F4位带概念，及位带的GPIO操作实践应用。

原理介绍

    51单片机相信各位都用过，假设P1.1的IO口上挂了一个LED，那么你单独对LED的操作就是P1.1 = 0或P1.1 = 1，注意，是你可以单独的对P1端的第一个IO口进行操作，然而STM32是不允许这样做的，那么为了像51单片机一样能够单独的对某个端的某一个IO单独操作，就引入了位带操作这样的概念，简单说就是为了去单独操作32里面PA端的第1个IO口，所以才有了位带这样的操作机制。

    位带操作就是把每个比特膨胀为一个32位的字，当访问这些字的时候就达到了访问比特的目的，比如说GPIO的ODR寄存器有32个位，那么可以映射到32个地址上，我们去问这32个地址就达到访问32个比特的目的。这样我们往某个地址写1 就达到往对应比特位写1 的目的，同样往某个地址写0 就达到往对应的比特位写0 的目的。

    具体实现方法略，本节重点介绍位带应用方法。

软件生态

    扩展文件

    X-SOFT软件生态，X-API扩展文件如下。

    ax_bitband_gpio.h——位带操作头文件

    接口函数

    位带相关操作在ax_bitband_gpio.h文件中做了如下宏定义。

//******** 位带操作，实现类51GPIO控制******** //IO口操作宏定义 #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))   //IO口地址映射 #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   //IO口操作 #define PAout(n) BIT_ADDR(GPIOA_ODR_Addr,n) //输出 #define PAin(n) BIT_ADDR(GPIOA_IDR_Addr,n) //输入   #define PBout(n) BIT_ADDR(GPIOB_ODR_Addr,n) //输出 #define PBin(n) BIT_ADDR(GPIOB_IDR_Addr,n) //输入   #define PCout(n) BIT_ADDR(GPIOC_ODR_Addr,n) //输出 #define PCin(n) BIT_ADDR(GPIOC_IDR_Addr,n) //输入   #define PDout(n) BIT_ADDR(GPIOD_ODR_Addr,n) //输出 #define PDin(n) BIT_ADDR(GPIOD_IDR_Addr,n) //输入   #define PEout(n) BIT_ADDR(GPIOE_ODR_Addr,n) //输出 #define PEin(n) BIT_ADDR(GPIOE_IDR_Addr,n) //输入   #define PFout(n) BIT_ADDR(GPIOF_ODR_Addr,n) //输出 #define PFin(n) BIT_ADDR(GPIOF_IDR_Addr,n) //输入   #define PGout(n) BIT_ADDR(GPIOG_ODR_Addr,n) //输出 #define PGin(n) BIT_ADDR(GPIOG_IDR_Addr,n) //输入   #define PHout(n) BIT_ADDR(GPIOH_ODR_Addr,n) //输出 #define PHin(n) BIT_ADDR(GPIOH_IDR_Addr,n) //输入   #define PIout(n) BIT_ADDR(GPIOI_ODR_Addr,n) //输出 #define PIin(n) BIT_ADDR(GPIOI_IDR_Addr,n) //输入

    例程设计

    通过位带操作实现了GPIO的输入输出操作，利用SW拨码开关控制LED灯的开关。

    硬件说明

    硬件资源：

• 串口UART1
• LED灯
• SW 拨码开关

    软件说明

    软件通过主程序实现，，AX_Init()函数已完成IO口初始化，SW和LED灯接口位带定义如下。

//LED端口定义 #define GPIO_LED_G PDout(11)    // 绿色LED #define GPIO_LED_R PDout(10)    // 红色LED       //SW拨码开关端口定义 #define GPIO_SW1         PEin(15)     //拨码开关1 #define GPIO_SW2         PEin(10)    //拨码开关2

    主程序代码如下。

int main(void) {         //X-CTR100初始化     AX_Init(115200);     printf("***X-CTR100 位带操作-GPIO例程*** ");              //位带控制LED输出     GPIO_LED_G = 0;     GPIO_LED_R = 0;         AX_Delayms(500);     GPIO_LED_G = 1;     GPIO_LED_R = 1;         AX_Delayms(500);              //循环检测，通过拨码开关控制LED     while (1)     {         //获取拨码开关1状态，控制LED绿灯         if(GPIO_SW1 == 1)             GPIO_LED_G = 1;         else             GPIO_LED_G = 0;                      //获取拨码开关2状态，控制LED红灯                 if(GPIO_SW2 == 1)             GPIO_LED_R = 1;         else             GPIO_LED_R = 0;                      AX_Delayms(200);              } }

    实现效果

    拨动SW1控制绿色LED灯亮灭，拨动SW2控制红色LED灯。