STM32 之位带操作
在 CM3
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。
CM3 使用如下术语来表示位带存储的相关地址
*
*
位带区中的每个比特都映射到别名地址区的一个字 —— 这是只有 LSB 有效的字(位带别名区的字只有 最低位 有意义)。
对于SRAM中的某个比特,
该比特在位带别名区的地址:AliasAddr =
该比特在位带别名区的地址:AliasAddr =
“*4”表示一个字为 4 个字节,“*8”表示一个字节中有 8 个比特。
当然,位带操作并不只限于以字为单位的传送。亦可以按半字和字节为单位传送。
位带操作有很多好处,其中重要的一项就是,在多任务系统中,用于实现共享资源在任务间的“互锁”访问。多任务的共享资源必须满足一次只有一个任务访问它——亦即所谓的“原子操作”。
在 C 语言中使用位带操作
在 C编译器中并没有直接支持位带操作。比如,C 编译器并不知道同一块内存,能够使用不同的地址来访问,也不知道对位带别名区的访问只对 LSB 有效。
欲在 C中使用位带操作,最简单的做法就是#define 一个位带别名区的地址。例如:
#define DEVICE_REG0 ((volatile unsigned long *) (0x40000000))
#define DEVICE_REG0_BIT0 ((volatile unsigned long *) (0x42000000))
#define DEVICE_REG0_BIT1 ((volatile unsigned long *) (0x42000004))
...
*DEVICE_REG0 = 0xAB; //使用正常地址访问寄存器
还可以更简化:
//把“位带地址+位序号”
#define
//把该地址转换成一个指针
#define
于是:
MEM_ADDR(DEVICE_REG0) = 0xAB;
MEM_ADDR(BITBAND(DEVICE_REG0,1)) = 0x1;
注意:当你使用位带功能时,要访问的变量必须用 volatile 来定义。因为 C 编译器并不知道同一个比特可以有两个地址。所以就要通过 volatile,使得编译器每次都如实地把新数值写入存储器,而不再会出于优化的考虑,在中途使用寄存器来操作数据的复本,直到最后才把复本写回。
在 GCC和 RealView MDK (即 Keil)
这样,就在0x20003014处分配了7个字,共得到了32*7=224 个比特。
再使用这些比特时,可以通过如下的的形式:
pbbaVar[136]=1;
不过这有个局限:编译器无法检查是否下标越界。
那为什么不定义成“ baVarAry[224]“
这也是一个编译器的局限:它不知道这个数组其实就是 bbVarAry[7],从而在计算程序对内存的占用量上,会平白无故地多计入224*4个字节。
对于指针义,为每个需要使用的比特取一个字面值的名字,在下标中只使用字面值名字,不再写真实的数字,就可以极大程度地避免数组越界。
请注意:在定义这“两个”变量时,前面加上了“volatile”。如果不再使用bbVarAry 来访问这些比特,而仅仅使用位带别名的形式访问时,这两个 volatile 均不再需要。
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