位帶的概述
2.1.1 什么是位帶操作?
先認識兩個概念:位帶區、位帶別名區。
位帶區:支持位帶操作的地址區。
位帶別名區:位帶區映射的地址區
由圖可知,位帶區的每一位,在位帶別名區中都有32位對應。(假裝理解:在位帶區中它是1位,在位帶別名區中它膨脹了,為32位)
位帶操作:
簡單理解,能對單片機的某一位進行單獨操作。
復雜理解,對位帶別名區的操作,最終會映射到位帶區中。理解:你對位帶別名的某32位地址寫入1,相當于在這個32位地址對應的位帶區中的某一位寫1。
2.1.2位帶操作的細節?
在位帶區中,每個位(比特)都映射到別名地址區的一個(32位)字——這字只有 LSB (最低位)有效。
理解:在位帶別名區中某個32位地址中寫入0x1,0x3,0x7,0xf是一樣的效果,都映射到位帶區中的某一位寫入1。
支持位帶操作的兩個內存區的范圍是:
0x2000_0000-0x200F_FFFF( SRAM 區中的最低 1MB)
0x4000_0000-0x400F_FFFF(片上外設區中的最低 1MB)
2.1.3 位帶操作的好處
《1》書寫方便、使代碼簡潔
以前對某一位進行操作時(寫操作)
讀----讀取整個寄存器
改----屏蔽不需要的位,修改需要的位
寫----把修改好的值,寫回寄存器
現在對某一位進行操作時(寫操作)
寫----確定需要修改的位,寫入對應位帶別名區
《2》安全
以前讀、改、寫,是三個步驟,在多中斷系統中,存在數據寫入丟失的風險。
位帶操作、一步到位、直接寫,不會存在數據寫入丟失風險。底層是執行一個原子操作的讀、改、寫過程,不允許被中斷。
2.1.4 位帶操作的實現
映射公式:
理解公式從這個角度理解:位帶操作的位帶區與位帶別名區的關系是:一個比特位(1位)與一個字(32位=4個字節)之間的映射
“1比特位與4個字節的對應”
2.2 位帶軟件實現
2.2.1 片上外設位帶實現
以PA端口為例:
第一步:找出PA端口數據寄存器對應的地址。
復盤:
0x4000 0000
0x0002 0000
0x0000 0000
0x0000 0014
相加結果:
0x4002 0014
第二步:根據公式,求出位帶區別名區中地址
2.3補充
位帶操作開始難以理解其實現原理,但漸漸喜歡位帶操作,漸漸了解一點一點。
《1》位帶操作,實現51類似的IO控制功能
《2》位帶區中的每一比特位,都映射到別名區的一個字(4個字節)(綁定關系)
《3》對別名地址的訪問最終作用到位帶區的訪問上
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