6. 什么是寄存器

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6. 什么是寄存器

2024-07-16 14:58:12| 来源: 网络整理| 查看: 265

6.5.2.2. 封装寄存器列表¶

用上面的方法去定义地址,还是稍显繁琐,例如GPIOA~GPIOH都各有一组功能相同的寄存器,如GPIOA_MODER/GPIOB_MODER/GPIOC_MODER等等, 它们只是地址不一样,但却要为每个寄存器都定义它的地址。为了更方便地访问寄存器,我们引入C语言中的结构体语法对寄存器进行封装, 具体见 代码清单:寄存器-6 。

代码清单:寄存器-6 使用结构体对GPIO寄存器组的封装¶ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16typedef unsigned int uint32_t; /*无符号32位变量*/ typedef unsigned short int uint16_t; /*无符号16位变量*/ /* GPIO寄存器列表 */ typedef struct { uint32_t MODER; /*GPIO模式寄存器 地址偏移: 0x00 */ uint32_t OTYPER; /*GPIO输出类型寄存器 地址偏移: 0x04 */ uint32_t OSPEEDR; /*GPIO输出速度寄存器 地址偏移: 0x08 */ uint32_t PUPDR; /*GPIO上拉/下拉寄存器 地址偏移: 0x0C */ uint32_t IDR; /*GPIO输入数据寄存器 地址偏移: 0x10 */ uint32_t ODR; /*GPIO输出数据寄存器 地址偏移: 0x14 */ uint16_t BSRRL; /*GPIO置位/复位寄存器低16位部分 地址偏移: 0x18 */ uint16_t BSRRH; /*GPIO置位/复位寄存器高16位部分 地址偏移: 0x1A */ uint32_t LCKR; /*GPIO配置锁定寄存器 地址偏移: 0x1C */ uint32_t AFR[2]; /*GPIO复用功能配置寄存器 地址偏移: 0x20-0x24 */ } GPIO_TypeDef;

这段代码用typedef 关键字声明了名为GPIO_TypeDef的结构体类型,结构体内有8个 成员变量,变量名正好对应寄存器的名字。 C语言的语法规定,结构体内变量的存储空间是连续的,其中32位的变量占用4个字节,16位的变量占用2个字节, 具体见图 GPIO_TypeDef结构体成员的地址偏移 。

也就是说,假如我们定义一个GPIO_TypeDef 类型的结构体,且结构体的首地址为0x4002 1400(这也是第一个成员变量MODER的地址), 那么结构体中第二个成员变量OTYPER的地址即为0x4002 1400 +0x04 ,加上的这个0x04,正是代表MODER所占用的4个字节地址的偏移量, 其它成员变量相对于结构体首地址的偏移,在上述代码右侧注释已给出,其中的BSRR寄存器分成了低16位BSRRL和高16位BSRRH,BSRRL置1引脚输出高电平, BSRRH置1引脚输出低电平,这里分开只是为了方便操作。

这样的地址偏移与STM32 GPIO外设定义的寄存器地址偏移一一对应,只要给结构体设置好首地址,就能把结构体内成员的地址确定下来, 然后就能以结构体的形式访问寄存器了,具体见 代码清单:寄存器-7。

代码清单:寄存器-7 通过结构体指针访问寄存器¶ 1 2 3 4 5 6 7 8GPIO_TypeDef * GPIOx; //定义一个GPIO_TypeDef型结构体指针GPIOx GPIOx = GPIOF_BASE; //把指针地址设置为宏GPIOF_BASE地址 GPIOx->BSRRL = 0xFFFF; //通过指针访问并修改GPIOF_BSRRL寄存器 GPIOx->MODER = 0xFFFFFFFF; //修改GPIOF_MODER寄存器 GPIOx->OTYPER =0xFFFFFFFF; //修改GPIOF_OTYPER寄存器 uint32_t temp; temp = GPIOx->IDR; //读取GPIOF_IDR寄存器的值到变量temp中

这段代码先用GPIO_TypeDef类型定义一个结构体指针GPIOx,并让指针指向地址GPIOF_BASE(0x4002 1400), 使地址确定下来,然后根据C语言访问结构体的语法,用GPIOx->BSRRL、GPIOx->MODER及GPIOx->IDR等方式读写寄存器。

最后,我们更进一步,直接使用宏来定义好GPIO_TypeDef类型的指针,而且指针指向各个GPIO端口的首地址, 使用时我们直接用该宏访问寄存器即可,具体 代码清单:寄存器-8 。

代码清单:寄存器-8 定义好GPIO端口首地址址针¶ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26/*使用GPIO_TypeDef把地址强制转换成指针*/ #define GPIOA ((GPIO_TypeDef *) GPIOA_BASE) #define GPIOB ((GPIO_TypeDef *) GPIOB_BASE) #define GPIOC ((GPIO_TypeDef *) GPIOC_BASE) #define GPIOD ((GPIO_TypeDef *) GPIOD_BASE) #define GPIOE ((GPIO_TypeDef *) GPIOE_BASE) #define GPIOF ((GPIO_TypeDef *) GPIOF_BASE) #define GPIOG ((GPIO_TypeDef *) GPIOG_BASE) #define GPIOH ((GPIO_TypeDef *) GPIOH_BASE) /*使用定义好的宏直接访问*/ /*访问GPIOF端口的寄存器*/ GPIOF->BSRRL = 0xFFFF; //通过指针访问并修改GPIOF_BSRRL寄存器 GPIOF->MODER = 0xFFFFFFF; //修改GPIOF_MODER寄存器 GPIOF->OTYPER =0xFFFFFFF; //修改GPIOF_OTYPER寄存器 uint32_t temp; temp = GPIOF->IDR; //读取GPIOF_IDR寄存器的值到变量temp中 /*访问GPIOA端口的寄存器*/ GPIOA->BSRRL = 0xFFFF; //通过指针访问并修改GPIOA_BSRRL寄存器 GPIOA->MODER = 0xFFFFFFF; //修改GPIOA_MODER寄存器 GPIOA->OTYPER =0xFFFFFFF; //修改GPIOA_OTYPER寄存器 uint32_t temp; temp = GPIOA->IDR; //读取GPIOA_IDR寄存器的值到变量temp中

这里我们仅是以GPIO这个外设为例,给大家讲解了C语言对寄存器的封装。以此类推,其他外设也同样可以用这种方法来封装。好消息是, 这部分工作都由固件库帮我们完成了,这里我们只是分析了下这个封装的过程,让大家知其然,也只其所以然。



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