公司网站做的好的,网站建设域名备案谁负责,html5网站模板 站长网,专业网站建设制作多少钱【STM32笔记】HAL库I2C通信配置、读写操作及通用函数定义 文章目录 I2C协议I2C配置I2C操作判断I2C是否响应I2C读写 附录#xff1a;Cortex-M架构的SysTick系统定时器精准延时和MCU位带操作SysTick系统定时器精准延时延时函数阻塞延时非阻塞延时 位带操作位带代码位带宏定义总…【STM32笔记】HAL库I2C通信配置、读写操作及通用函数定义 文章目录 I2C协议I2C配置I2C操作判断I2C是否响应I2C读写 附录Cortex-M架构的SysTick系统定时器精准延时和MCU位带操作SysTick系统定时器精准延时延时函数阻塞延时非阻塞延时 位带操作位带代码位带宏定义总线函数 一、位带操作理论及实践二、如何判断MCU的外设是否支持位带 I2C协议
I2C有两条线 SDA和SCL 是一种半双工协议 SDA串行数据线和SCL串行时钟线都是双向I/O线接口电路为开漏输出。需通过上拉电阻接电源VCC。当总线空闲时两根线都是高电平连接总线的外同器件都是CMOS器件输出级也是开漏电路。在总线上消耗的电流很小因此总线上扩展的器件数量主要由电容负载来决定因为每个器件的总线接口都有一定的等效电容。而线路中电容会影响总线传输速度。当电容过大时有可能造成传输错误。所以其负载能力为400pF因此可以估算出总线允许长度和所接器件数量。 I2C从机地址一般有7位也有更多位的 对应127个设备 还有一个是广播地址 每次传输时 主机都需要先发送I2C地址和一个读写位共8位 读写位一般是1为读 0为写 比如M24C32的I2C从机地址和读写位 对于此芯片 读取存储的从机地址为0x50 读取标识页面的从机地址为0x58 WC引脚接地存储可以进行写操作 地址长度为16位 存储地址0x0000-0x0FFF即4096个Bytes32K-Bits 标识页面地址0x0000-0x001F即32个Bytes 标识页面在进行写操作时b10为0即add ~(110) 其中 大部分设备都支持随机地址读写先发从机地址 再发寄存器地址 然后再发一次从机地址读写位 最后发数据 顺序读写基本上所有的都支持先发从机地址读写 再发数据
I2C配置
在CubeMX中的I2C配置如下 其中 主要从机地址这个设置不用配置 因为在调用I2C函数时 也要重新写入从机地址
I2C操作
在HAL库中 可以采用以下几组函数进行读写操作
HAL_I2C_Mem_Write //随机地址写入
HAL_I2C_Mem_Read //随机地址读取
HAL_I2C_Master_Transmit //当前地址发送
HAL_I2C_Master_Receive //当前地址接收以及一个判断是否有响应的函数
HAL_I2C_IsDeviceReady这几个函数都需要传入从机地址 但这里的从机地址是移位以后的 如果说 从机地址为7位0x3F 则传入的从机地址应位(0x3F1)0xFF
其中 大部分设备都支持随机地址读写先发从机地址 再发寄存器地址 然后再发一次从机地址读写位 最后发数据 顺序读写基本上所有的都支持先发从机地址读写 再发数据
判断I2C是否响应
/*!* brief 判断I2C设备是否可以响应 ** param [in] hi2c: I2C_HandleTypeDef 变量地址* [in] DevAddress: 从机地址7位从机地址向右对齐 ** return 返回bool类型为true表示可以响应*/
bool I2C_Judge(I2C_HandleTypeDef *hi2c,uint16_t DevAddress)
{DevAddress(DevAddress1)0xFF;if(HAL_I2C_IsDeviceReady(hi2c,DevAddress,5,0x00ff)HAL_OK){return true;}else{return false;}
}
I2C读写 /*!* brief 对I2C设备进行写入 ** param [in] hi2c: I2C_HandleTypeDef 变量地址* [in] DevAddress: 从机地址7位从机地址向右对齐* [in] add: 从机寄存器地址8位地址* [in] add_length: 为1表示1Byte8位为2表示2Byte16位* [in] pData: 数据变量地址* [in] x: 写入数据个数* [in] prologue_flag: 序言标志* 当prologue_flag为true时先发送从机地址再写入寄存器地址再发一次从机地址后再写入数据随机地址写入* 当prologue_flag为false时直接发送从机地址后就写入数据当前地址写入此时不会发送从机寄存器地址** return true/false 发送是否成功*/
bool I2C_Write_x(I2C_HandleTypeDef *hi2c,uint16_t DevAddress,uint16_t add,uint16_t add_length,uint8_t *pData,uint8_t x,bool prologue_flag)
{DevAddress(DevAddress1)0xFF;uint16_t MemAddSize1; if(pDataNULL || x0){return false;}if(prologue_flag){switch(add_length){case 1:MemAddSizeI2C_MEMADD_SIZE_8BIT;break;case 2:MemAddSizeI2C_MEMADD_SIZE_16BIT;break;default:MemAddSizeI2C_MEMADD_SIZE_8BIT;break;}if(HAL_I2C_Mem_Write(hi2c,DevAddress,add,MemAddSize,pData,x,0xFFFF)HAL_OK){return true;}else{return false;}} else{if(HAL_I2C_Master_Transmit(hi2c,DevAddress,pData,x,0xFFFF)HAL_OK){return true;}else{return false;}}
}/*!* brief 对I2C设备进行读取 ** param [in] hi2c: I2C_HandleTypeDef 变量地址* [in] DevAddress: 从机地址7位从机地址向右对齐* [in] add: 从机寄存器地址8/16位地址* [in] add_length: 为1表示1Byte8位为2表示2Byte16位* [in] y: 读取数据个数最大为4若大于4则返回0* [in] prologue_flag: 序言标志* 当prologue_flag为true时随机地址读取* 当prologue_flag为false时当前地址读取此时从机寄存器地址无效** return dat: I2C读取数据返回*/
uint32_t I2C_Read_y(I2C_HandleTypeDef *hi2c,uint16_t DevAddress,uint16_t add,uint16_t add_length,uint8_t y,bool prologue_flag)
{DevAddress(DevAddress1)0xFF;uint8_t pData[y];memset(pData,0,sizeof(pData));uint32_t dat0;uint16_t MemAddSize0;if(y4 || y0){return 0;}if(prologue_flag){switch(add_length){case 1:MemAddSizeI2C_MEMADD_SIZE_8BIT;break;case 2:MemAddSizeI2C_MEMADD_SIZE_16BIT;break;default:MemAddSizeI2C_MEMADD_SIZE_8BIT;break;}HAL_I2C_Mem_Read(hi2c,DevAddress,add,MemAddSize,pData,y,0xFFFF);} else{HAL_I2C_Master_Receive(hi2c,DevAddress,pData,y,0xFFFF);}for(uint8_t i0;iy;i){dat|pData[i](8*(y-1-i));}return dat;
}
在I2C读写中函数中 给了一个标志位 用于定义是随机地址读写还是当前地址读写
附录Cortex-M架构的SysTick系统定时器精准延时和MCU位带操作
SysTick系统定时器精准延时
延时函数
SysTick-LOAD中的值为计数值 计算方法为工作频率值/分频值 比如工作频率/1000 则周期为1ms
以ADuCM4050为例
#include ADuCM4050.hvoid delay_ms(unsigned int ms)
{SysTick-LOAD 26000000/1000-1; // Count from 255 to 0 (256 cycles) 载入计数值 定时器从这个值开始计数SysTick-VAL 0; // Clear current value as well as count flag 清空计数值到达0后的标记SysTick-CTRL 5; // Enable SysTick timer with processor clock 使能52MHz的系统定时器while(ms--){while ((SysTick-CTRL 0x00010000)0);// Wait until count flag is set 等待}SysTick-CTRL 0; // Disable SysTick 关闭系统定时器
}
void delay_us(unsigned int us)
{SysTick-LOAD 26000000/1000/1000-1; // Count from 255 to 0 (256 cycles) 载入计数值 定时器从这个值开始计数SysTick-VAL 0; // Clear current value as well as count flag 清空计数值到达0后的标记SysTick-CTRL 5; // Enable SysTick timer with processor clock 使能52MHz的系统定时器while(us--){while ((SysTick-CTRL 0x00010000)0);// Wait until count flag is set 等待}SysTick-CTRL 0; // Disable SysTick 关闭系统定时器
}
其中的52000000表示芯片的系统定时器频率 32系列一般为外部定时器频率的两倍
Cortex-M架构SysTick系统定时器阻塞和非阻塞延时
阻塞延时
首先是最常用的阻塞延时
void delay_ms(unsigned int ms)
{SysTick-LOAD 50000000/1000-1; // Count from 255 to 0 (256 cycles) 载入计数值 定时器从这个值开始计数SysTick-VAL 0; // Clear current value as well as count flag 清空计数值到达0后的标记SysTick-CTRL 5; // Enable SysTick timer with processor clock 使能26MHz的系统定时器while(ms--){while ((SysTick-CTRL 0x00010000)0);// Wait until count flag is set 等待}SysTick-CTRL 0; // Disable SysTick 关闭系统定时器
}
void delay_us(unsigned int us)
{SysTick-LOAD 50000000/1000/1000-1; // Count from 255 to 0 (256 cycles) 载入计数值 定时器从这个值开始计数SysTick-VAL 0; // Clear current value as well as count flag 清空计数值到达0后的标记SysTick-CTRL 5; // Enable SysTick timer with processor clock 使能26MHz的系统定时器while(us--){while ((SysTick-CTRL 0x00010000)0);// Wait until count flag is set 等待}SysTick-CTRL 0; // Disable SysTick 关闭系统定时器
}50000000表示工作频率 分频后即可得到不同的延时时间 以此类推
那么 不用两个嵌套while循环 也可以写成
void delay_ms(unsigned int ms)
{SysTick-LOAD 50000000/1000*ms-1; // Count from 255 to 0 (256 cycles) 载入计数值 定时器从这个值开始计数SysTick-VAL 0; // Clear current value as well as count flag 清空计数值到达0后的标记SysTick-CTRL 5; // Enable SysTick timer with processor clock 使能26MHz的系统定时器while ((SysTick-CTRL 0x00010000)0);// Wait until count flag is set 等待SysTick-CTRL 0; // Disable SysTick 关闭系统定时器
}
void delay_us(unsigned int us)
{SysTick-LOAD 50000000/1000/1000*us-1; // Count from 255 to 0 (256 cycles) 载入计数值 定时器从这个值开始计数SysTick-VAL 0; // Clear current value as well as count flag 清空计数值到达0后的标记SysTick-CTRL 5; // Enable SysTick timer with processor clock 使能26MHz的系统定时器while ((SysTick-CTRL 0x00010000)0);// Wait until count flag is set 等待SysTick-CTRL 0; // Disable SysTick 关闭系统定时器
}但是这种写法有个弊端 那就是输入ms后最大定时不得超过计数值也就是不能超过LOAD的最大值否则溢出以后则无法正常工作
而LOAD如果最大是32位 也就是4294967295
晶振为50M的话 50M的计数值为1s 4294967295计数值约为85s
固最大定时时间为85s
但用嵌套while的话 最大可以支持定时4294967295*85s
非阻塞延时
如果采用非阻塞的话 直接改写第二种方法就好了
void delay_ms(unsigned int ms)
{SysTick-LOAD 50000000/1000*ms-1; // Count from 255 to 0 (256 cycles) 载入计数值 定时器从这个值开始计数SysTick-VAL 0; // Clear current value as well as count flag 清空计数值到达0后的标记SysTick-CTRL 5; // Enable SysTick timer with processor clock 使能26MHz的系统定时器//while ((SysTick-CTRL 0x00010000)0);// Wait until count flag is set 等待//SysTick-CTRL 0; // Disable SysTick 关闭系统定时器
}
void delay_us(unsigned int us)
{SysTick-LOAD 50000000/1000/1000*us-1; // Count from 255 to 0 (256 cycles) 载入计数值 定时器从这个值开始计数SysTick-VAL 0; // Clear current value as well as count flag 清空计数值到达0后的标记SysTick-CTRL 5; // Enable SysTick timer with processor clock 使能26MHz的系统定时器//while ((SysTick-CTRL 0x00010000)0);// Wait until count flag is set 等待//SysTick-CTRL 0; // Disable SysTick 关闭系统定时器
}将等待和关闭定时器语句去掉 在使用时加上判断即可变为阻塞
delay_ms(500);
while ((SysTick-CTRL 0x00010000)0);
SysTick-CTRL 0;在非阻塞状态下 可以提交定时器后 去做别的事情 然后再来等待
不过这样又有一个弊端 那就是定时器会自动重载 可能做别的事情以后 定时器跑过了 然后就要等85s才能停下
故可以通过内部定时器来进行非阻塞延时函数的编写
基本上每个mcu的内部定时器都可以配置自动重载等功能 网上资料很多 这里就不再阐述了
位带操作
位带代码
M3、M4架构的单片机 其输出口地址为端口地址20 输入为16 M0架构的单片机 其输出口地址为端口地址12 输入为8 以ADuCM4050为列
位带宏定义
#ifndef __GPIO_H__
#define __GPIO_H__
#include ADuCM4050.h
#include adi_gpio.h#define BITBAND(addr, bitnum) ((addr 0xF0000000)0x2000000((addr 0xFFFFF)5)(bitnum2))
#define MEM_ADDR(addr) *((volatile unsigned long *)(addr))
#define BIT_ADDR(addr, bitnum) MEM_ADDR(BITBAND(addr, bitnum))#define GPIO0_ODR_Addr (ADI_GPIO0_BASE20) //0x40020014
#define GPIO0_IDR_Addr (ADI_GPIO0_BASE16) //0x40020010#define GPIO1_ODR_Addr (ADI_GPIO1_BASE20) //0x40020054
#define GPIO1_IDR_Addr (ADI_GPIO1_BASE16) //0x40020050#define GPIO2_ODR_Addr (ADI_GPIO2_BASE20) //0x40020094
#define GPIO2_IDR_Addr (ADI_GPIO2_BASE16) //0x40020090#define GPIO3_ODR_Addr (ADI_GPIO3_BASE20) //0x400200D4
#define GPIO3_IDR_Addr (ADI_GPIO3_BASE16) //0x400200D0#define P0_O(n) BIT_ADDR(GPIO0_ODR_Addr,n) //输出
#define P0_I(n) BIT_ADDR(GPIO0_IDR_Addr,n) //输入 #define P1_O(n) BIT_ADDR(GPIO1_ODR_Addr,n) //输出
#define P1_I(n) BIT_ADDR(GPIO1_IDR_Addr,n) //输入 #define P2_O(n) BIT_ADDR(GPIO2_ODR_Addr,n) //输出
#define P2_I(n) BIT_ADDR(GPIO2_IDR_Addr,n) //输入 #define P3_O(n) BIT_ADDR(GPIO3_ODR_Addr,n) //输出
#define P3_I(n) BIT_ADDR(GPIO3_IDR_Addr,n) //输入 #define Port0 (ADI_GPIO_PORT0)
#define Port1 (ADI_GPIO_PORT1)
#define Port2 (ADI_GPIO_PORT2)
#define Port3 (ADI_GPIO_PORT3)#define Pin0 (ADI_GPIO_PIN_0)
#define Pin1 (ADI_GPIO_PIN_1)
#define Pin2 (ADI_GPIO_PIN_2)
#define Pin3 (ADI_GPIO_PIN_3)
#define Pin4 (ADI_GPIO_PIN_4)
#define Pin5 (ADI_GPIO_PIN_5)
#define Pin6 (ADI_GPIO_PIN_6)
#define Pin7 (ADI_GPIO_PIN_7)
#define Pin8 (ADI_GPIO_PIN_8)
#define Pin9 (ADI_GPIO_PIN_9)
#define Pin10 (ADI_GPIO_PIN_10)
#define Pin11 (ADI_GPIO_PIN_11)
#define Pin12 (ADI_GPIO_PIN_12)
#define Pin13 (ADI_GPIO_PIN_13)
#define Pin14 (ADI_GPIO_PIN_14)
#define Pin15 (ADI_GPIO_PIN_15)void GPIO_OUT(unsigned int port,unsigned int pin,unsigned int flag);
void GPIO_BUS_OUT(unsigned int port,unsigned int num);void P0_BUS_O(unsigned int num);
unsigned int P0_BUS_I(void);void P1_BUS_O(unsigned int num);
unsigned int P1_BUS_I(void);void P2_BUS_O(unsigned int num);
unsigned int P2_BUS_I(void);void P3_BUS_O(unsigned int num);
unsigned int P3_BUS_I(void);#endif
总线函数
#include ADuCM4050.h
#include adi_gpio.h
#include GPIO.hvoid GPIO_OUT(unsigned int port,unsigned int pin,unsigned int flag)
{switch(port){case 0:{switch(pin){case 0:if(flag1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT0),(ADI_GPIO_PIN_0));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT0),(ADI_GPIO_PIN_0));};break;case 1:if(flag1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT0),(ADI_GPIO_PIN_1));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT0),(ADI_GPIO_PIN_1));};break;case 2:if(flag1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT0),(ADI_GPIO_PIN_2));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT0),(ADI_GPIO_PIN_2));};break;case 3:if(flag1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT0),(ADI_GPIO_PIN_3));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT0),(ADI_GPIO_PIN_3));};break;case 4:if(flag1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT0),(ADI_GPIO_PIN_4));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT0),(ADI_GPIO_PIN_4));};break;case 5:if(flag1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT0),(ADI_GPIO_PIN_5));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT0),(ADI_GPIO_PIN_5));};break;case 6:if(flag1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT0),(ADI_GPIO_PIN_6));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT0),(ADI_GPIO_PIN_6));};break;case 7:if(flag1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT0),(ADI_GPIO_PIN_7));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT0),(ADI_GPIO_PIN_7));};break;case 8:if(flag1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT0),(ADI_GPIO_PIN_8));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT0),(ADI_GPIO_PIN_8));};break;case 9:if(flag1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT0),(ADI_GPIO_PIN_9));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT0),(ADI_GPIO_PIN_9));};break;case 10:if(flag1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT0),(ADI_GPIO_PIN_10));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT0),(ADI_GPIO_PIN_10));};break;case 11:if(flag1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT0),(ADI_GPIO_PIN_11));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT0),(ADI_GPIO_PIN_11));};break;case 12:if(flag1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT0),(ADI_GPIO_PIN_12));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT0),(ADI_GPIO_PIN_12));};break;case 13:if(flag1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT0),(ADI_GPIO_PIN_13));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT0),(ADI_GPIO_PIN_13));};break;case 14:if(flag1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT0),(ADI_GPIO_PIN_14));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT0),(ADI_GPIO_PIN_14));};break;case 15:if(flag1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT0),(ADI_GPIO_PIN_15));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT0),(ADI_GPIO_PIN_15));};break;default:pin0;break;}}break;case 1:{switch(pin){case 0:if(flag1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT1),(ADI_GPIO_PIN_0));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT1),(ADI_GPIO_PIN_0));};break;case 1:if(flag1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT1),(ADI_GPIO_PIN_1));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT1),(ADI_GPIO_PIN_1));};break;case 2:if(flag1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT1),(ADI_GPIO_PIN_2));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT1),(ADI_GPIO_PIN_2));};break;case 3:if(flag1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT1),(ADI_GPIO_PIN_3));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT1),(ADI_GPIO_PIN_3));};break;case 4:if(flag1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT1),(ADI_GPIO_PIN_4));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT1),(ADI_GPIO_PIN_4));};break;case 5:if(flag1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT1),(ADI_GPIO_PIN_5));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT1),(ADI_GPIO_PIN_5));};break;case 6:if(flag1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT1),(ADI_GPIO_PIN_6));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT1),(ADI_GPIO_PIN_6));};break;case 7:if(flag1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT1),(ADI_GPIO_PIN_7));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT1),(ADI_GPIO_PIN_7));};break;case 8:if(flag1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT1),(ADI_GPIO_PIN_8));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT1),(ADI_GPIO_PIN_8));};break;case 9:if(flag1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT1),(ADI_GPIO_PIN_9));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT1),(ADI_GPIO_PIN_9));};break;case 10:if(flag1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT1),(ADI_GPIO_PIN_10));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT1),(ADI_GPIO_PIN_10));};break;case 11:if(flag1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT1),(ADI_GPIO_PIN_11));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT1),(ADI_GPIO_PIN_11));};break;case 12:if(flag1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT1),(ADI_GPIO_PIN_12));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT1),(ADI_GPIO_PIN_12));};break;case 13:if(flag1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT1),(ADI_GPIO_PIN_13));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT1),(ADI_GPIO_PIN_13));};break;case 14:if(flag1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT1),(ADI_GPIO_PIN_14));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT1),(ADI_GPIO_PIN_14));};break;case 15:if(flag1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT1),(ADI_GPIO_PIN_15));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT1),(ADI_GPIO_PIN_15));};break;default:pin0;break;}}break;case 2:{switch(pin){case 0:if(flag1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT2),(ADI_GPIO_PIN_0));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT2),(ADI_GPIO_PIN_0));};break;case 1:if(flag1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT2),(ADI_GPIO_PIN_1));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT2),(ADI_GPIO_PIN_1));};break;case 2:if(flag1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT2),(ADI_GPIO_PIN_2));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT2),(ADI_GPIO_PIN_2));};break;case 3:if(flag1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT2),(ADI_GPIO_PIN_3));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT2),(ADI_GPIO_PIN_3));};break;case 4:if(flag1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT2),(ADI_GPIO_PIN_4));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT2),(ADI_GPIO_PIN_4));};break;case 5:if(flag1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT2),(ADI_GPIO_PIN_5));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT2),(ADI_GPIO_PIN_5));};break;case 6:if(flag1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT2),(ADI_GPIO_PIN_6));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT2),(ADI_GPIO_PIN_6));};break;case 7:if(flag1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT2),(ADI_GPIO_PIN_7));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT2),(ADI_GPIO_PIN_7));};break;case 8:if(flag1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT2),(ADI_GPIO_PIN_8));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT2),(ADI_GPIO_PIN_8));};break;case 9:if(flag1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT2),(ADI_GPIO_PIN_9));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT2),(ADI_GPIO_PIN_9));};break;case 10:if(flag1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT2),(ADI_GPIO_PIN_10));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT2),(ADI_GPIO_PIN_10));};break;case 11:if(flag1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT2),(ADI_GPIO_PIN_11));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT2),(ADI_GPIO_PIN_11));};break;case 12:if(flag1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT2),(ADI_GPIO_PIN_12));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT2),(ADI_GPIO_PIN_12));};break;case 13:if(flag1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT2),(ADI_GPIO_PIN_13));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT2),(ADI_GPIO_PIN_13));};break;case 14:if(flag1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT2),(ADI_GPIO_PIN_14));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT2),(ADI_GPIO_PIN_14));};break;case 15:if(flag1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT2),(ADI_GPIO_PIN_15));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT2),(ADI_GPIO_PIN_15));};break;default:pin0;break;}}break;case 3:{switch(pin){case 0:if(flag1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT3),(ADI_GPIO_PIN_0));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT3),(ADI_GPIO_PIN_0));};break;case 1:if(flag1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT3),(ADI_GPIO_PIN_1));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT3),(ADI_GPIO_PIN_1));};break;case 2:if(flag1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT3),(ADI_GPIO_PIN_2));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT3),(ADI_GPIO_PIN_2));};break;case 3:if(flag1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT3),(ADI_GPIO_PIN_3));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT3),(ADI_GPIO_PIN_3));};break;case 4:if(flag1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT3),(ADI_GPIO_PIN_4));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT3),(ADI_GPIO_PIN_4));};break;case 5:if(flag1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT3),(ADI_GPIO_PIN_5));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT3),(ADI_GPIO_PIN_5));};break;case 6:if(flag1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT3),(ADI_GPIO_PIN_6));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT3),(ADI_GPIO_PIN_6));};break;case 7:if(flag1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT3),(ADI_GPIO_PIN_7));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT3),(ADI_GPIO_PIN_7));};break;case 8:if(flag1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT3),(ADI_GPIO_PIN_8));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT3),(ADI_GPIO_PIN_8));};break;case 9:if(flag1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT3),(ADI_GPIO_PIN_9));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT3),(ADI_GPIO_PIN_9));};break;case 10:if(flag1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT3),(ADI_GPIO_PIN_10));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT3),(ADI_GPIO_PIN_10));};break;case 11:if(flag1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT3),(ADI_GPIO_PIN_11));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT3),(ADI_GPIO_PIN_11));};break;case 12:if(flag1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT3),(ADI_GPIO_PIN_12));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT3),(ADI_GPIO_PIN_12));};break;case 13:if(flag1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT3),(ADI_GPIO_PIN_13));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT3),(ADI_GPIO_PIN_13));};break;case 14:if(flag1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT3),(ADI_GPIO_PIN_14));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT3),(ADI_GPIO_PIN_14));};break;case 15:if(flag1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT3),(ADI_GPIO_PIN_15));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT3),(ADI_GPIO_PIN_15));};break;default:pin0;break;}}break;default:port0;break;}
}void GPIO_BUS_OUT(unsigned int port,unsigned int num) //num最大为0xffff
{int i;for(i0;i16;i){GPIO_OUT(port,i,(numi)0x0001);}
}void P0_BUS_O(unsigned int num) //输入值num最大为0xFFFF
{int i;for(i0;i16;i){P0_O(i)(numi)0x0001;}
}
unsigned int P0_BUS_I(void) //输出值num最大为0xFFFF
{unsigned int num;int i;for(i0;i16;i){numnum(P0_I(i)i)0xFFFF;}return num;
}void P1_BUS_O(unsigned int num) //输入值num最大为0xFFFF
{int i;for(i0;i16;i){P1_O(i)(numi)0x0001;}
}
unsigned int P1_BUS_I(void) //输出值num最大为0xFFFF
{unsigned int num;int i;for(i0;i16;i){numnum(P1_I(i)i)0xFFFF;}return num;
}void P2_BUS_O(unsigned int num) //输入值num最大为0xFFFF
{int i;for(i0;i16;i){P2_O(i)(numi)0x0001;}
}
unsigned int P2_BUS_I(void) //输出值num最大为0xFFFF
{unsigned int num;int i;for(i0;i16;i){numnum(P2_I(i)i)0xFFFF;}return num;
}void P3_BUS_O(unsigned int num) //输入值num最大为0xFFFF
{int i;for(i0;i16;i){P3_O(i)(numi)0x0001;}
}
unsigned int P3_BUS_I(void) //输出值num最大为0xFFFF
{unsigned int num;int i;for(i0;i16;i){numnum(P3_I(i)i)0xFFFF;}return num;
}
一、位带操作理论及实践
位带操作的概念其实30年前就有了那还是 CM3 将此能力进化这里的位带操作是 8051 位寻址区的威力大幅加强版
位带区 支持位带操作的地址区
位带别名 对别名地址的访问最终作 用到位带区的访问上注意这中途有一个 地址映射过程
位带操作对于硬件 I/O 密集型的底层程序最有用处
支持了位带操作后可以使用普通的加载/存储指令来对单一的比特进行读写。在CM4中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。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。
位操作就是可以单独的对一个比特位读和写类似与51中sbit定义的变量stm32中通过访问位带别名区来实现位操作的功能 STM32中有两个地方实现了位带一个是SRAM一个是片上外设。 1位带本质上是一块地址区例如每一位地址位对应一个寄存器映射到另一片地址区实现每一位地址位对应一个寄存器中的一位该区域就叫做位带别名区将每一位膨胀成一个32位的字。 2位带区的4个字节对应实际寄存器或内存区的一个位虽然变大到4个字节但实际上只有最低位有效代表0或1
只有位带可以直接用赋值的方式来操作寄存器 位带是把寄存器上的每一位 膨胀到32位 映射到位带区 比如0x4002 0000地址的第0个bit 映射到位带区的0地址 那么其对应的位带映射地址为0x00 - 0x04 一共32位 但只有LSB有效 采用位带的方式用赋值时 就是把位带区对应的LSB赋值 然后MCU再转到寄存器对应的位里面 寄存器操作时 如果不改变其他位上面的值 那就只能通过或者|的方式进行 要设置0x2000 0000这个字节的第二个位bit2为1,使用位带操作的步骤有 1、将1写入位 带别名区对应的映射地址即0x22000008,因为1bit对应4个byte 2、将0x2000 0000的值 读取到内部的缓冲区这一步骤是内核完成的属于原子操作不需要用户操作 3、将bit2置1再把值写 回到0x2000 0000(属于原子操作不需要用户操作)。
关于GPIO引脚对应的访问地址可以参考以下公式 寄存器位带别名 0x42000000 (寄存器的地址-0x40000000)32 引脚编号4
如端口F访问的起始地址GPIOF_BASE
#define GPIOF ((GPIO_TypeDef *)GPIOF_BASE) 但好在官方库里面都帮我们定义好了 只需要在BASE地址加上便宜即可
例如
GPIOF的ODR寄存器的地址 GPIOF_BASE 0x14
寄存器位带别名 0x42000000 (寄存器的地址-0x40000000)32 引脚编号4
设置PF9引脚的话
uint32_t *PF9_BitBand
*(uint32_t *)(0x42000000 ((uint32_t )GPIOF-ODR– 0x40000000) *32 9*4)
封装一下
#define PFout(x) *(volatile uint32_t *)(0x42000000 ((uint32_t )GPIOF-ODR – 0x40000000) *32 x*4)
现在 可以把通用部分封装成一个小定义
#define BITBAND(addr, bitnum) ((addr 0xF0000000)0x2000000((addr 0xFFFFF)5)(bitnum2))
#define MEM_ADDR(addr) *((volatile unsigned long *)(addr))
#define BIT_ADDR(addr, bitnum) MEM_ADDR(BITBAND(addr, bitnum))那么 设置PF引脚的函数可以定义
#define GPIOF_ODR_Addr (GPIOF_BASE20) //0x40021414
#define GPIOF_IDR_Addr (GPIOF_BASE16) //0x40021410 #define PF_O(n) BIT_ADDR(GPIOF_ODR_Addr,n) //输出
#define PF_I(n) BIT_ADDR(GPIOF_IDR_Addr,n) //输入若使PF9输入输出则
PF_O(9)1; //输出高电平
uint8_t dat PF_I(9); //获取PF9引脚的值总线输入输出
void PF_BUS_O(unsigned int num) //输入值num最大为0xFFFF
{int i;for(i0;i16;i){PF_O(i)(numi)0x0001;}
}
unsigned int PF_BUS_I(void) //输出值num最大为0xFFFF
{unsigned int num;int i;for(i0;i16;i){numnum(PF_I(i)i)0xFFFF;}return num;
}STM32的可用下面的函数
#ifndef __GPIO_H__
#define __GPIO_H__
#include stm32l496xx.h#define BITBAND(addr, bitnum) ((addr 0xF0000000)0x2000000((addr 0xFFFFF)5)(bitnum2))
#define MEM_ADDR(addr) *((volatile unsigned long *)(addr))
#define BIT_ADDR(addr, bitnum) MEM_ADDR(BITBAND(addr, bitnum))#define GPIOA_ODR_Addr (GPIOA_BASE20) //0x40020014
#define GPIOB_ODR_Addr (GPIOB_BASE20) //0x40020414
#define GPIOC_ODR_Addr (GPIOC_BASE20) //0x40020814
#define GPIOD_ODR_Addr (GPIOD_BASE20) //0x40020C14
#define GPIOE_ODR_Addr (GPIOE_BASE20) //0x40021014
#define GPIOF_ODR_Addr (GPIOF_BASE20) //0x40021414
#define GPIOG_ODR_Addr (GPIOG_BASE20) //0x40021814
#define GPIOH_ODR_Addr (GPIOH_BASE20) //0x40021C14
#define GPIOI_ODR_Addr (GPIOI_BASE20) //0x40022014 #define GPIOA_IDR_Addr (GPIOA_BASE16) //0x40020010
#define GPIOB_IDR_Addr (GPIOB_BASE16) //0x40020410
#define GPIOC_IDR_Addr (GPIOC_BASE16) //0x40020810
#define GPIOD_IDR_Addr (GPIOD_BASE16) //0x40020C10
#define GPIOE_IDR_Addr (GPIOE_BASE16) //0x40021010
#define GPIOF_IDR_Addr (GPIOF_BASE16) //0x40021410
#define GPIOG_IDR_Addr (GPIOG_BASE16) //0x40021810
#define GPIOH_IDR_Addr (GPIOH_BASE16) //0x40021C10
#define GPIOI_IDR_Addr (GPIOI_BASE16) //0x40022010 #define PA_O(n) BIT_ADDR(GPIOA_ODR_Addr,n) //输出
#define PA_I(n) BIT_ADDR(GPIOA_IDR_Addr,n) //输入 #define PB_O(n) BIT_ADDR(GPIOB_ODR_Addr,n) //输出
#define PB_I(n) BIT_ADDR(GPIOB_IDR_Addr,n) //输入 #define PC_O(n) BIT_ADDR(GPIOC_ODR_Addr,n) //输出
#define PC_I(n) BIT_ADDR(GPIOC_IDR_Addr,n) //输入 #define PD_O(n) BIT_ADDR(GPIOD_ODR_Addr,n) //输出
#define PD_I(n) BIT_ADDR(GPIOD_IDR_Addr,n) //输入 #define PE_O(n) BIT_ADDR(GPIOE_ODR_Addr,n) //输出
#define PE_I(n) BIT_ADDR(GPIOE_IDR_Addr,n) //输入#define PF_O(n) BIT_ADDR(GPIOF_ODR_Addr,n) //输出
#define PF_I(n) BIT_ADDR(GPIOF_IDR_Addr,n) //输入#define PG_O(n) BIT_ADDR(GPIOG_ODR_Addr,n) //输出
#define PG_I(n) BIT_ADDR(GPIOG_IDR_Addr,n) //输入#define PH_O(n) BIT_ADDR(GPIOH_ODR_Addr,n) //输出
#define PH_I(n) BIT_ADDR(GPIOH_IDR_Addr,n) //输入#define PI_O(n) BIT_ADDR(GPIOI_ODR_Addr,n) //输出
#define PI_I(n) BIT_ADDR(GPIOI_IDR_Addr,n) //输入void PA_BUS_O(unsigned int num);
unsigned int PA_BUS_I(void);void PB_BUS_O(unsigned int num);
unsigned int PB_BUS_I(void);void PC_BUS_O(unsigned int num);
unsigned int PC_BUS_I(void);void PD_BUS_O(unsigned int num);
unsigned int PD_BUS_I(void);void PE_BUS_O(unsigned int num);
unsigned int PE_BUS_I(void);void PF_BUS_O(unsigned int num);
unsigned int PF_BUS_I(void);void PG_BUS_O(unsigned int num);
unsigned int PG_BUS_I(void);void PH_BUS_O(unsigned int num);
unsigned int PH_BUS_I(void);void PI_BUS_O(unsigned int num);
unsigned int PI_BUS_I(void);#endif
#include GPIO.hvoid PA_BUS_O(unsigned int num) //输入值num最大为0xFFFF
{int i;for(i0;i16;i){PA_O(i)(numi)0x0001;}
}
unsigned int PA_BUS_I(void) //输出值num最大为0xFFFF
{unsigned int num;int i;for(i0;i16;i){numnum(PA_I(i)i)0xFFFF;}return num;
}void PB_BUS_O(unsigned int num) //输入值num最大为0xFFFF
{int i;for(i0;i16;i){PB_O(i)(numi)0x0001;}
}
unsigned int PB_BUS_I(void) //输出值num最大为0xFFFF
{unsigned int num;int i;for(i0;i16;i){numnum(PB_I(i)i)0xFFFF;}return num;
}void PC_BUS_O(unsigned int num) //输入值num最大为0xFFFF
{int i;for(i0;i16;i){PC_O(i)(numi)0x0001;}
}
unsigned int PC_BUS_I(void) //输出值num最大为0xFFFF
{unsigned int num;int i;for(i0;i16;i){numnum(PC_I(i)i)0xFFFF;}return num;
}void PD_BUS_O(unsigned int num) //输入值num最大为0xFFFF
{int i;for(i0;i16;i){PD_O(i)(numi)0x0001;}
}
unsigned int PD_BUS_I(void) //输出值num最大为0xFFFF
{unsigned int num;int i;for(i0;i16;i){numnum(PD_I(i)i)0xFFFF;}return num;
}void PE_BUS_O(unsigned int num) //输入值num最大为0xFFFF
{int i;for(i0;i16;i){PE_O(i)(numi)0x0001;}
}
unsigned int PE_BUS_I(void) //输出值num最大为0xFFFF
{unsigned int num;int i;for(i0;i16;i){numnum(PE_I(i)i)0xFFFF;}return num;
}void PF_BUS_O(unsigned int num) //输入值num最大为0xFFFF
{int i;for(i0;i16;i){PF_O(i)(numi)0x0001;}
}
unsigned int PF_BUS_I(void) //输出值num最大为0xFFFF
{unsigned int num;int i;for(i0;i16;i){numnum(PF_I(i)i)0xFFFF;}return num;
}void PG_BUS_O(unsigned int num) //输入值num最大为0xFFFF
{int i;for(i0;i16;i){PG_O(i)(numi)0x0001;}
}
unsigned int PG_BUS_I(void) //输出值num最大为0xFFFF
{unsigned int num;int i;for(i0;i16;i){numnum(PG_I(i)i)0xFFFF;}return num;
}void PH_BUS_O(unsigned int num) //输入值num最大为0xFFFF
{int i;for(i0;i16;i){PH_O(i)(numi)0x0001;}
}
unsigned int PH_BUS_I(void) //输出值num最大为0xFFFF
{unsigned int num;int i;for(i0;i16;i){numnum(PH_I(i)i)0xFFFF;}return num;
}void PI_BUS_O(unsigned int num) //输入值num最大为0xFFFF
{int i;for(i0;i16;i){PI_O(i)(numi)0x0001;}
}
unsigned int PI_BUS_I(void) //输出值num最大为0xFFFF
{unsigned int num;int i;for(i0;i16;i){numnum(PI_I(i)i)0xFFFF;}return num;
}
二、如何判断MCU的外设是否支持位带
根据《ARM Cortex-M3与Cortex-M4权威指南(第3版)》中第6章第7节描述 也就是说 要实现对GPIO的位带操作 必须保证GPIO位于外设区域的第一个1MB中 第一个1MB应该是0x4010 0000之前 位带不是直接操作地址 而是操作地址映射 地址映射被操作以后 MCU自动会修改对应寄存器的值
位带区只有1MB 所以只能改0x4000 0000 - 0x400F FFFF的寄存器 像F4系列 GPIO的首地址为0x4002 0000 就可以用位带来更改
STM32L476的GPIO就不行 AHB2的都不能用位带 ABP 还有AHB1都可以用 但是L476的寄存器里面 GPIO和ADC都是AHB2
