STM32基于寄存器编程

news2024/12/29 10:44:27

在51中让一个引脚输出高低电平只需要一个步骤，而在32中至少需要三个步骤。

开启对应GPIO的时钟
配置对应IO口
设置IO口

本文将一步步进阶的讲解，三种寄存器编程的方法。

使用地址赋值进行配置
使用ST的宏进行配置
只控制需要的位（位运算）
1. 与（&），或（|）
2. 左移<<，右移>>
使用ST的宏进行位运算

使用地址赋值进行配置

第一步：启动对应IO口时钟，这里我们以PA0，PA1，PA8为例。

从数据手册上可以看出，GPIOA在APB2时间线上，所以启动对应IO口时钟线，就是启动APB2。

如何打开寄存器时钟？

这里以APB2外设使能寄存器（RCC_APB2ENR）为例。启动寄存器本质上就是，找到寄存器的地址后赋值。当赋值的时候可以看上图，有0~31，它们从0开始，4个为一组为二进制数组，32个函数组成8个二进制数组，而把每组二进制转化为十六进制，就是赋值的值了。

从上图可得，当我们区要启动GPIOA的时钟时，位2需要置位成1。

位3	位2	位1	位0
0	1	0	0

0100的二进制转化十六进制为4，所以等等给RCC_APB2ENR赋值的值为4。

而从第一张图我们可以看到RCC_APB2ENR的偏移地址：0x18，其地址=偏移地址+基地址。

打开STM32F10x参考手册里面有一个“存储器映像”里面可以看到其基地址。

从上图可以看出我们需要的“复位和时钟控制”基地址为0x4002100。

所以RCC_APB2ENR的地址=0x40021000+0x18。

#include <stm32f10x.h>

int main(void)
{
	//1.开启对应GPIO的时钟
	*(uint32_t*)(0x40021000+0x18)=4;
	//2.配置对应IO口
	//3.设置IO口
}

右边的*是强制类型转换，左边的*是声明指针。

从位0开始看，MODE0和CNF0为一组，控制GPIO0，那具体是GPIOA还是B还是其他的，就要看配置是GPIOx_CRL的x是什么了，可能是A，B或者其他的。CPIOx_CRL只能控制0-7寄存器，所以被叫做端口配置低寄存器。GPIOx_CRL控制8-15寄存器，所以被称为端口配置高寄存器。

配置PA0，为输出模式所以MODE0=11，CNF0=00,00为通用推挽输出模式，可以去搜一下GPIO的八种工作模式。所以现在GPIOA_CRL=3，这里注意如果此时我们还是按上面的（unit32_t*）去强制转换的话3可能机会变成0x00000003，这就不对了，因为其他口的模式全部都被配置为00了，正常情况下应该是要保留的。后续会写到，如何保留，这里还是先用地址赋值的方式配置一下PA0。

这里可以看到GPIOA的基地址为0x40010800。同理：

#include <stm32f10x.h>

int main(void)
{
	//1.开启对应GPIO的时钟
	*(uint32_t*)(0x40021000+0x18)=4;
	//2.配置对应IO口
	*(uint32_t*)(0x40010800+0x00)=3;
	//3.设置IO口
}

这里把PA0设置0，其他PA设置为1，即15~0为1111 1111 1111 1110，转化为十六进制即为fffe。

#include <stm32f10x.h>

int main(void)
{
	//1.开启对应GPIO的时钟
	*(uint32_t*)(0x40021000+0x18)=4;
	//2.配置对应IO口
	*(uint32_t*)(0x40010800+0x00)=3;
	//3.设置IO口
	*(uint32_t*)(0x40010800+0x0C)=0xfffe;
}

使用ST的宏进行配置

这里以RCC（Reset Clock Controller）为例。

通过右击RCC，转到定义。

RCC_TypeDef一看就是一个结构体。RCC_BASE和结构体我们都打开看一下。

一层一层打开后发现，就是一个大的地址，一点点通过分块，定位到小的地址。

在刚才启动GPIO口的时钟就是这样的。

PERIPH_BASE=0x40000000，

APB2PERIPH_BASE(PERIPH_BASE+0x20000)，

RCC_BASE=(APB2PERIPH_BASE+0x1000)；

这样一计算，我们就可以得到基地址=0x40000000+0x200000+0x1000=0x40021000

结构体的第一个成员的地址和结构体的地址是一样的。所以CR的地址就是结构体的地址。而结构体又有一个特征，结构体的成员的地址是连续的。假设CR=0，则CFGR=4；明明是连续的为什么CFGR不等于1呢？因为这里是uint32_t，4个字节。所以CIR=8，以此类推APB2ENR=24。

	//1.开启对应GPIO的时钟
	*(uint32_t*)(0x40021000+0x18)=4;

可是为什么这里是0x18呢？因为这个是十六进制。十进制的24转化成十六进制就是18。

所以我们可以这样写程序。

	RCC->APB2ENR=4;

两个代码是一模一样的。下面这种可读性也很好。

同理GPIOA的配置也是一样的。

所以代码就可以换成下面这种。

	//1.开启对应GPIO的时钟
	*(uint32_t*)(0x40021000+0x18)=4;
	//2.配置对应IO口
	*(uint32_t*)(0x40010800+0x00)=3;
	//3.设置IO口
	*(uint32_t*)(0x40010800+0x0C)=0xfffe;

	RCC->APB2ENR=4;
	GPIOA->CRL=3;
	GPIOA->ODR=0xfffe;

只控制需要的位（位运算）

与（&），或（|）

RCC->APB2ENR = (RCC->APB2ENR+4);

RCC->APB2ENR |=4;

	//1.开启对应GPIO的时钟
	*(uint32_t*)(0x40021000+0x18)=4;
	//2.配置对应IO口
	*(uint32_t*)(0x40010800+0x00)=3;
	//3.设置IO口
	*(uint32_t*)(0x40010800+0x0C)=0xfffe;

	RCC->APB2ENR=4;
	GPIOA->CRL=3;
	GPIOA->ODR=0xfffe;

	RCC->APB2ENR |=4;
//这四步就等于GPIOA->CRL = 3;一步
	GPIOA->CRL |=1;
    GPIOA->CRL |=2;
	GPIOA->CRL &=~4;
    GPIOA->CRL &=~8;
//
    GPIOA->ODR &=~1;

上下两个代码是一样的。建议写下面那个，这样改参数的时候就不会改到其他东西。

1001=9

原式	1	1	0
\| 9	1	1	1
& 9	1	0	0

也就是说，如果你先把某一位写1 那就或（|）一下，想写0你就取反后与（&）一下。

在以后可能会遇到更改GPIO的情况，建议先把你想编写的位置清零其余位置不变，再去编写，不仅可以让代码更加直观，也能减少错误，而且不用像上面那种一步要分为四步。

例如：

#define SDA_OUT()		{GPIOB->CRL &= 0x0FFFFFFF; GPIOB->CRL |= 0x30000000;}
#define SDA_IN()		{GPIOB->CRL &= 0x0FFFFFFF; GPIOB->CRL |= 0x40000000;}

当GPIOB_CRL&0x0FFFFFFF时，因为与（&）必须都为 1才能是1，所以前面0的位置位15,14,13,12被全部清零了，然后再去通过或（|）更改CRL。

左移（<<），右移（>>）

	RCC->APB2ENR |= 1<<2;
	GPIOA->CRL |=1<<0;
	GPIOA->CRL |=1<<1;
	GPIOA->CRL &=~(1<<2);
	GPIOA->CRL &=~(1<<3);
	GPIOA->ODR &=~(1<<0);

这种就非常直观了，只需要对着操作手册，改哪就位移哪，1用（|），0用（&）。

上面几种，已经非常方便了，但是如果不看数据手册，根本看不出来改了什么。所以就有更好的一种方式，不仅更改了配置，还能一样看出来改了什么。所以我们就可以用下面这个方法。

使用ST的宏进行位运算

	RCC->APB2ENR |= RCC_APB2ENR_IOPAEN;
	GPIOA->CRL |= GPIO_CRL_MODE0_0;
	GPIOA->CRL |= GPIO_CRL_MODE0_1;
//也可以放一起GPIOA->CRL |=(GPIO_CRL_MODE0_0|GPIO_CRL_MODE0_1)
	GPIOA->ODR &=~GPIO_CRL_CNF0_0;
	GPIOA->ODR &=~GPIO_CRL_CNF0_1;
	GPIOA->ODR &=~GPIO_ODR_ODR0;

举个例子：

GPIOA->CRL |= GPIO_CRL_MODE0_0;

控制GPIOA_CRL的mode0中的0，（|）则表示将其置1。