当前位置: 首页 > news >正文

《嵌入式系统》知识总结10:使用位带操作操纵GPIO

位操作

汇编层面

外设控制常要针对字中某个位(Bit)操作

以字节编址的存储器地址空间中,需要3步骤(读出-修改-写回)

1.(从外设)读取包含该位的字节数据
2. 设置该位为0或1、同时屏蔽其他位(不改)
3. 将包含该位的字节数据写入(外设)

 C语言层面

a |= (1<<2); // 位或实现置位
//将整型变量a的D2位置位、其他位不变a &= ~(1<<6); // 位与实现复位
//将整型变量a的D6位清零、其他位不变a ^= (1<<6); // 位异或实现求反
//将整型变量a的D6位取反、其他位不变

位带区

 在STM32中,有两个地方实现了位带,一个是SRAM区的最低1MB空间,另一个是外设区最低1MB空间。这两个1MB的空间除了可以像正常的RAM一样操作外,他们还有自己的位带别名区,位带别名区把这1MB的空间的每一个位膨胀成一个32位的字,当访问位带别名区的这些字时,就可以达到访问位带区某个比特位的目的。

  • W为位带区某个地址,k为改地址某个bit,A为位带别名区对应地址
  • 对应关系为A=0x2200 0000+(W-0x2000 0000)×32+k×4,即位带区中地址W的第k位(记为W.k)对应着位带别名区中的地址A,对地址A(32位)的访问相当于访问W.k,即向A写入1,则W.k置1;向A写入0,则W.k清0。读出A相当于读出W.k。
  • 位带别名区的每个字的内容只有第0位有效,其余的第[31:1]位保留。

SRAM位带区

SRAM的位带区为:0X2000_0000~0X200F_FFFF,大小为1MB,经过膨胀后的位带别名区为:
0X2200_0000~0X23FF_FFFF,大小为32MB

SRAM位带别名区地址

对于SRAM位带区的某个比特,记它所在字节的地址为 A,位序号为 n(0<=n<=7),则该比特在别名区的地址为:

AliasAddr=0x22000000+(A-0x20000000)*8*4 +n*4
或者写成:
AliasAddr=0x22000000+ (A-0x20000000)<<5 +n<<2

其中,0X22000000是SRAM位带别名区的起始地址,0x20000000是SRAM位带区的起始地址,(A-0x20000000)表示该比特前面有多少个字节,一个字节有8位,所以*8,一个位膨胀后是4个
字节,所以*4,n表示该比特在A地址的序号,因为一个位经过膨胀后是四个字节,所以*4。

不用位带方式

LDR r0, =0x20000300
LDR r1, [r0] ; 读取数据
ORR r1, r1, #0x4 ; D2位设置为1
STR r1, [r0] ; 写回结果

用位带方式

LDR r0, =0x22006008
MOV r1, #1 ; D2位设置为1
STR r1, [r0] ; 写入结果

位带(位绑定)操作的优点

  • 简化操作
  • 提高指令执行速度(32位cpu字对齐访问更高效)
  • 保证执行过程的原子性

外设位带区

外设位带区的地址为:0X40000000~0X400FFFFF,大小为1MB,这1MB的大小包含APB1APB2和AHB上所有外设的寄存器,外设位带区经过膨胀后的位带别名区地址为:0X42000000~0X43FFFFFF,大小为32MB

 外设位带别名区地址

对于片上外设位带区的某个比特,记它所在字节的地址为A,位序号为 n(0<=n<=7),则该比特在别名区的地址为:

AliasAddr=0x42000000+ (A-0x40000000)*8*4 +n*4
或者写成:
AliasAddr=0x42000000+ (A-0x40000000)<<5 +n<<2
其中,0X42000000是外设位带别名区的起始地址,0x40000000是外设位带区的起始地址,(A-0x40000000)表示该比特前面有多少个字节,一个字节有8位,所以*8,一个位膨胀后是4个字节,所以*4,n表示该比特在A地址的序号,因为一个位经过膨胀后是四个字节,所以*4。

统一公式

为了方便操作,我们可以把这两个公式合并成一个公式,把"位带地址+位序号"转换成别名区地址统一成一个宏。

// 把"位带地址+位序号"转换成别名地址的宏
#define BITBAND(addr,bitnum) ((addr & 0xF0000000)+0x02000000+((addr &0x000FFFFF)<<5)+(bitnum<<2))

其中:
• addr & 0xF0000000是为了区别SRAM还是外设,实际效果就是最高4位取出4或者2,
• addr & 0x000FFFFF 屏蔽了高12位,相当于减去0X200 00000或者0X400 00000,

最后我们就可以通过指针的形式操作这些位带别名区地址,最终实现位
带区的比特位操作。

// 把一个地址转换成一个指针
#define MEM_ADDR(addr) *((volatile unsigned long *)(addr))
// 把位带别名区地址转换成指针
#define BIT_ADDR(addr, bitnum) MEM_ADDR(BITBAND(addr, bitnum))

 GPIO位带操作

外设的位带区,覆盖了全部的片上外设的寄存器,我们可以通过宏为每个寄存器的位都
定义一个位带别名地址,从而实现位操作。

以下以GPIO中ODR和IDR这两个寄存器的位操作举例:
从手册中我们可以知道ODR和IDR这两个寄存器对应GPIO基址的偏移是20和16,我们先实现这两个寄存器的地址映射,其中GPIOx_BASE在库函数里面有定义。

GPIO 寄存器映射

 位带操作举例

//位带操作,实现51类似的GPIO控制功能
//具体实现思想,参考<<CM3权威指南>>第五章(87页~92页).
//IO口操作宏定义
#define BITBAND(addr, bitnum) ((addr & 0xF0000000)+0x2000000+((addr
&0x000FFFFF)<<5)+(bitnum<<2))
#define MEM_ADDR(addr) *((volatile unsigned long *)(addr))
#define BIT_ADDR(addr, bitnum) MEM_ADDR(BITBAND(addr, bitnum))
//IO口操作,只对单一的IO口!
//确保n的值小于16!
#define PAout(n) BIT_ADDR(GPIOA_ODR_Addr,n) //输出
#define PAin(n) BIT_ADDR(GPIOA_IDR_Addr,n) //输入
//IO口地址映射
#define GPIOA_ODR_Addr (GPIOA_BASE+12) //0x4001080C
#define GPIOA_IDR_Addr (GPIOA_BASE+8) //0x40010808
#define LED0 PAout(0)// PA0LED0=0;

 GPIO位操作

// 单独操作 GPIO的某一个IO口,
//n(0,1,2...16),n表示具体是哪一个IO口#define PAout(n) BIT_ADDR(GPIOA_ODR_Addr,n) //输出#define PAin(n) BIT_ADDR(GPIOA_IDR_Addr,n)  //输入

相关文章:

《嵌入式系统》知识总结10:使用位带操作操纵GPIO

位操作 汇编层面 外设控制常要针对字中某个位&#xff08;Bit&#xff09;操作 以字节编址的存储器地址空间中&#xff0c;需要3步骤&#xff08;读出-修改-写回&#xff09; 1.&#xff08;从外设&#xff09;读取包含该位的字节数据 2. 设置该位为0或1、同时屏蔽其他位&am…...

leetcode 2.两数相加(链表操作)

题目描述跳转到leetcode 给你两个 非空 的链表&#xff0c;表示两个非负的整数。它们每位数字都是按照 逆序 的方式存储的&#xff0c;并且每个节点只能存储 一位 数字。 请你将两个数相加&#xff0c;并以相同形式返回一个表示和的链表。 你可以假设除了数字 0 之外&#xff0…...

Jenkins是什么?以及Jenkins有哪些具体的应用呢?

Jenkins是一个流行的开源持续集成和持续交付&#xff08;CI/CD&#xff09;工具&#xff0c;它可以自动化构建、测试和部署软件项目。以下是Jenkins的一些具体应用场景&#xff1a; 1. 自动化构建和集成&#xff1a;Jenkins可以与代码版本控制系统&#xff08;如Git、SVN&#…...

2023年数学建模:参数估计与假设检验:自助法(Bootstrap)详解

2023年9月数学建模国赛期间提供ABCDE题思路加Matlab代码,专栏链接(赛前一个月恢复源码199,欢迎大家订阅):http://t.csdn.cn/Um9Zd 目录 1. 引言 2. 自助法简介 3. 自助法在参数估计中的应用 3.1 原理...

华为OD机试真题 Java 实现【字符串通配符】【2022Q4 200分】

一、题目描述 问题描述:在计算机中,通配符一种特殊语法,广泛应用于文件搜索、数据库、正则表达式等领域。现要求各位实现字符串通配符的算法。 要求: 实现如下2个通配符: :匹配0个或以上的字符(注:能被和?匹配的字符仅由英文字母和数字0到9组成,下同)?:匹配1个…...

Android 11.0 user模式下解除系统进入recovery功能的限制

1.前言 在11.0的系统rom定制化开发中,系统中recovery模式功能也是很重要的一部分,而在原生系统中,对于debug模式的产品,可以通过电源键和音量+键进入recovery模式, 但是在user模式下的产品,对于通过这种方式,进入recovery模式就受限制了,防止用户无操作为了产品安全等,…...

TDEngine3.0 环境安装、配置及使用经验总结

TDEngine3.0 环境安装、配置及使用经验总结 一、TDengine 介绍二、TDengine的下载三、TDengine Server安装及配置3.1 安装3.2 taos的参数配置3.3 启动3.4 taosAdapter 四、TDengine Client 安装4.1 linux客户端安装4.2 windows客户端安装 五、TDEngine3.x的使用总结 一、TDengi…...

Redis7实战加面试题-高阶篇(Redlock算法和底层源码分析)

当前代码为8.0版接上一步 当前文档源码&#xff0c;接上一篇博客 Redis7实战加面试题-高阶篇&#xff08;手写Redis分布式锁&#xff09; 逐步深入&#xff0c;引入Redlock 自研一把分布式锁,面试中回答的主要考点 1.按照UC里面java.util.concurrent.locks.Lock接口规范编写…...

保持Git历史提交整洁,解决冲突

比较常见的场景&#xff0c;在代码提交场景&#xff0c;自己的代码和master冲突了&#xff0c;直接拉取master 解决冲突&#xff0c;很方便快捷&#xff0c;但是这样就会将其他开发同学的commit 拉到我们的分支&#xff0c;团队的代码合入时&#xff0c;需要代码同学帮忙code r…...

CompletableFuture使用详解,多线程相关

CompletableFuture笔记 一. 创建异步任务二.异步回调处理三.多任务组合处理四.总结 原文: https://blog.csdn.net/zsx_xiaoxin/article/details/123898171 CompletableFuture是jdk8的新特性。CompletableFuture实现了CompletionStage接口和Future接口&#xff0c;前者是对后者…...

(3)NUC980 kenerl编译

解压 用到的配置文件位置&#xff1a; /NUC980-linux-4.4.y-master/arch/arm/configs/nuc980_defconfig 执行&#xff1a; 编译linux内核源码。了解其 配置文件在 arch/arm/configs/nuc980_defconfig (1) make nuc980_defconfig 载入配置文件 (2) make menuconfig --->Devi…...

华为OD机试真题 Java 实现【分奖金】【2022Q4 100分】

一、题目描述 公司老板做了一笔大生意,想要给每位员工分配一些奖金,想通过游戏的方式来决定每个人分多少钱。按照员工的工号顺序,每个人随机抽取一个数字。按照工号的顺序往后排列,遇到第一个数字比自己数字大的,那么,前面的员工就可以获得“距离 * 数字差值”的奖金。如…...

迅为国产化RK3588开发板在安防前后端应用解决方案

K3588是瑞芯微推出的一款高性能处理器&#xff0c;针对安防领域的应用具备强大的计算能力和图像处理能力。下面是关于RK3588的安防前后端应用解决方案的介绍&#xff1a; 前端摄像头端&#xff1a; 高清视频采集&#xff1a;利用RK3588处理器的高性能图像处理能力&#xff0c;…...

Windows 安装 GCC

文章目录 GCC 是什么&#xff1f;GCC 和 gcc 什么关系&#xff1f;Windows 安装 GCC选型下载安装配置环境变量验证 参考文献 GCC 是什么&#xff1f; GCC&#xff08;GNU Compiler Collection&#xff09;是一个开源的编译器套件&#xff0c;由 GNU 项目开发和维护。 GNU 编译…...

下载安装LabVIEW

下载安装LabVIEW 介绍下载安装流程下载安装 后续 介绍 LabVIEW 是 工程 师 用来 开发 自动 化 研究、 验证 和 生产 测试 系统 的 图形 化 编 程 环境。Labview作为图形化编程语言&#xff0c;图形控件拖拽式编程&#xff0c;显得更加直观形象&#xff0c;也很容易上手学习。 …...

从C语言到C++_14(vector的常用函数+相关选择题和OJ题)

目录 1. vector的常用函数 1.1 vector 的介绍 1.2 vector 的初始化 1.3 vector 的操作和遍历 1.4 vector 的容量和增删查改 2. vector 相关笔试题 3. vector 相关OJ题 136. 只出现一次的数字 - 力扣&#xff08;LeetCode&#xff09; 解析代码&#xff1a; 118. 杨辉…...

Java NIO-非阻塞I/O(二)

文章目录 1. SocketChannel2. ServerSocketChannel2. Channels类3. 异步通道&#xff08;Java 7&#xff09;4. Socket选项5. 就绪选择6. Selector类7. SelectionKey类 1. SocketChannel 通道将缓冲区的数据块移入或移出到个汇总给你I/O&#xff0c;如文件、Socket、数据报等。…...

PaaS平台iuap——数智底座支撑企业的全球化业务拓展

数智化转型是全球化企业非常关注的话题&#xff0c;数智化转型过程中suo 面临的问题与挑战也绝非一套简单的产品能够解决的&#xff0c;必须配合组织、人员、目标制度采用达成目标。iuap平台是整个企业数智化转型的底座&#xff0c;形象来说是我们的土壤&#xff0c;在这个土壤…...

RK3318 android12 HEVC-1080P 4K VP9等格式视频播放不了

同样视频在同样硬件在android10的固件刷机测试播放正常 在android12播放失败,在媒体中心点开视频直接闪退了 在android10 能播放4K视频, 我对比了ddr频率 cat /d/clk/clk_summary | grep ddr android10 clk_ddrmon 0 0 0 24000000 0 0 50000 pclk_ddr 3 3 0 61440000 0 0 5…...

gpt技术简介以及具体应用领域

GPT&#xff08;Generative Pre-trained Transformer&#xff09;是一种基于Transformer架构的生成式预训练模型。它是由OpenAI开发的一系列语言模型&#xff0c;其中最著名的是GPT-3。GPT模型通过在大规模文本数据上进行自监督预训练&#xff0c;学习了大量语言知识和语言模式…...

8k长序列建模,蛋白质语言模型Prot42仅利用目标蛋白序列即可生成高亲和力结合剂

蛋白质结合剂&#xff08;如抗体、抑制肽&#xff09;在疾病诊断、成像分析及靶向药物递送等关键场景中发挥着不可替代的作用。传统上&#xff0c;高特异性蛋白质结合剂的开发高度依赖噬菌体展示、定向进化等实验技术&#xff0c;但这类方法普遍面临资源消耗巨大、研发周期冗长…...

【HarmonyOS 5.0】DevEco Testing:鸿蒙应用质量保障的终极武器

——全方位测试解决方案与代码实战 一、工具定位与核心能力 DevEco Testing是HarmonyOS官方推出的​​一体化测试平台​​&#xff0c;覆盖应用全生命周期测试需求&#xff0c;主要提供五大核心能力&#xff1a; ​​测试类型​​​​检测目标​​​​关键指标​​功能体验基…...

uni-app学习笔记二十二---使用vite.config.js全局导入常用依赖

在前面的练习中&#xff0c;每个页面需要使用ref&#xff0c;onShow等生命周期钩子函数时都需要像下面这样导入 import {onMounted, ref} from "vue" 如果不想每个页面都导入&#xff0c;需要使用node.js命令npm安装unplugin-auto-import npm install unplugin-au…...

visual studio 2022更改主题为深色

visual studio 2022更改主题为深色 点击visual studio 上方的 工具-> 选项 在选项窗口中&#xff0c;选择 环境 -> 常规 &#xff0c;将其中的颜色主题改成深色 点击确定&#xff0c;更改完成...

微信小程序 - 手机震动

一、界面 <button type"primary" bindtap"shortVibrate">短震动</button> <button type"primary" bindtap"longVibrate">长震动</button> 二、js逻辑代码 注&#xff1a;文档 https://developers.weixin.qq…...

华为OD机试-食堂供餐-二分法

import java.util.Arrays; import java.util.Scanner;public class DemoTest3 {public static void main(String[] args) {Scanner in new Scanner(System.in);// 注意 hasNext 和 hasNextLine 的区别while (in.hasNextLine()) { // 注意 while 处理多个 caseint a in.nextIn…...

从零实现STL哈希容器:unordered_map/unordered_set封装详解

本篇文章是对C学习的STL哈希容器自主实现部分的学习分享 希望也能为你带来些帮助~ 那咱们废话不多说&#xff0c;直接开始吧&#xff01; 一、源码结构分析 1. SGISTL30实现剖析 // hash_set核心结构 template <class Value, class HashFcn, ...> class hash_set {ty…...

Element Plus 表单(el-form)中关于正整数输入的校验规则

目录 1 单个正整数输入1.1 模板1.2 校验规则 2 两个正整数输入&#xff08;联动&#xff09;2.1 模板2.2 校验规则2.3 CSS 1 单个正整数输入 1.1 模板 <el-formref"formRef":model"formData":rules"formRules"label-width"150px"…...

OPENCV形态学基础之二腐蚀

一.腐蚀的原理 (图1) 数学表达式&#xff1a;dst(x,y) erode(src(x,y)) min(x,y)src(xx,yy) 腐蚀也是图像形态学的基本功能之一&#xff0c;腐蚀跟膨胀属于反向操作&#xff0c;膨胀是把图像图像变大&#xff0c;而腐蚀就是把图像变小。腐蚀后的图像变小变暗淡。 腐蚀…...

QT3D学习笔记——圆台、圆锥

类名作用Qt3DWindow3D渲染窗口容器QEntity场景中的实体&#xff08;对象或容器&#xff09;QCamera控制观察视角QPointLight点光源QConeMesh圆锥几何网格QTransform控制实体的位置/旋转/缩放QPhongMaterialPhong光照材质&#xff08;定义颜色、反光等&#xff09;QFirstPersonC…...