STM32 BIT_BAND 位带别名区使用入门

什么是位段、位带别名区？

2. 它有什么好处？

答1： 是这样的，记得MCS51吗？ MCS51就是有位操作，以一位（BIT）为数据对象的操作，
MCS51可以简单的将P1口的第2位独立操作： P1.2=0;P1.2=1 ; 就是这样把P1口的第三个脚（BIT2）置0置。
而现在STM32的位段、位带别名区就为了实现这样的功能。
对象可以是SRAM,I/O外设空间。实现对这些地方的某一位的操作。
它是这样的。在寻址空间（32位地址是 4GB ）另一地方，取个别名区空间，从这地址开始处，每一个字（32BIT）
就对应SRAM或I/O的一位。

这样呢，1MB SRAM就 可以有32MB的对应别名区空间，就是1位膨胀到32位（1BIT 变为1个字）
我们对这个别名区空间开始的某一字操作，置0或置1，就等于它映射的SRAM或I/O相应的某地址的某一位的操作。

答2： 简单来说，可以把代码缩小， 速度更快，效率更高，更安全。
一般操作要6条指令，而使用 位带别名区只要4条指令。
一般操作是 读－改－写 的方式， 而位带别名区是 写 操作。防止中断对读－改－写 的方式的影响。

// STM32支持了位带操作（bit_band）,有两个区中实现了位带。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。
//
// 每个比特膨胀成一个32 位的字,就是把 1M 扩展为 32M ,
//
// 于是；RAM地址 0X200000000（一个字节）扩展到8个32 位的字,它们是：（STM32中的SRAM依然是8位的，所以RAM中任一地址对应一个字节内容）
// 0X220000000 ,0X220000004，0X220000008，0X22000000C,0X220000010,0X220000014, 0X220000018,0X22000001C

// 支持位带操作的两个内存区的范围是：
// 0x2000_0000‐0x200F_FFFF（SRAM 区中的最低1MB）
// 0x4000_0000‐0x400F_FFFF（片上外设区中的最低1MB）

/*

对SRAM 位带区的某个比特，记它所在字节地址为A,位序号
在别名区的地址为：
AliasAddr＝ 0x22000000 +((A‐0x20000000)*8+n)*4 =0x22000000+ (A‐0x20000000)*32 + n*4
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+n)*4 =0x42000000+ (A‐0x40000000)*32 + n*4
上式中，“*4”表示一个字为4 个字节，“*8”表示一个字节中有8 个比特。

// 把“位带地址＋位序号”转换别名地址宏
#define BITBAND(addr, bitnum) ((addr & 0xF0000000)+0x2000000+((addr &0xFFFFF)<5)+(bitnum<2))
//把该地址转换成一个指针
#define MEM_ADDR(addr) *((volatile unsigned long *)(addr))
// MEM_ADDR(BITBAND( (u32)&CRCValue,1)) = 0x1;

例如点亮LED

// 使用STM32库
GPIO_ResetBits(GPIOC, GPIO_Pin_4); //关LED5
GPIO_SetBits(GPIOC, GPIO_Pin_7); //开LED2

// 一般读操作
STM32_Gpioc_Regs->bsrr.bit.BR4 =1;// 1：清除对应的ODRy位为0
STM32_Gpioc_Regs->bsrr.bit.BS7 =1;// 1：设置对应的ODRy位为1

//如果使用 位带别名区操作
STM32_BB_Gpioc_Regs->BSRR.BR[4] =1;// 1：清除对应的ODRy位为0
STM32_BB_Gpioc_Regs->BSRR.BS[7] =1;// 1：设置对应的ODRy位为1

代码比STM32库 高效 十倍 ！

对内存变量的位操作。

1. // SRAM 变量
2.

3. long CRCValue;
4.

5. // 把“位带地址＋位序号”转换别名地址宏
6. #define BITBAND(addr, bitnum) ((addr & 0xF0000000)+0x2000000+((addr &0xFFFFF)<5)+(bitnum<2))
7. //把该地址转换成一个指针
8. #define MEM_ADDR(addr) *((volatile unsigned long *)(addr))
9.

10. // 对32位变量 的BIT1 置 1 ：
11.

12. MEM_ADDR(BITBAND( (u32)&CRCValue,1)) = 0x1;
13.

14. //对任意一位( 第23位 ) 判断：
15.

16. if(MEM_ADDR(BITBAND( (u32)&CRCValue,23))==1)
17. {
18.

19. }

bit_band，直译为位带，也翻译成别名存储区。

映射公式：

bit_word_addr = bit_band_base + (byte_offset x 32) + (bit_number × 4) （式1）

其中：

bit_word_addr——bit_band中字的地址，它映射到某个寄存器位。
bit_band_base——bit_band的基准地址。
byte_offset ——寄存器的偏移数值

bit_number ——寄存器位所在位置(0-31)

下面的例1说明，如何将SRAM 地址为0x20000300的字节中的位2映射到别名区中：

0x22006008 = 0x22000000 + (0x300*32) + (2*4).

对0x22006008地址的写操作等同于对SRAM 中地址0x20000300字节的位2