从PWR_BackupAccessCmd函数理解位带操作

2023-11-10 07:59

本文主要是介绍从PWR_BackupAccessCmd函数理解位带操作,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

在STM32官方提供的库函数中,很多地方都用到了位带操作,下面就针对官方提供的rtc.c文件中的一行代码PWR_BackupAccessCmd(ENABLE)进行解读,复习下位带操作的精髓。
1. 函数的定义
对PWR_BackupAccessCmd(ENABLE)函数跟踪,在stm32f10x_pwr.c文件中找到原函数的定义:

/**官方说明* @brief   Enables or disables access to the RTC and backup registers.* @param   NewState: new state of the access to the RTC and backup registers.*          This parameter can be: ENABLE or DISABLE.* @retval  None*/
void PWR_BackupAccessCmd(FunctionalState NewState)
{/* Check the parameters */assert_param(IS_FUNCTIONAL_STATE(NewState));/*读取该地址的参数值,其值为32位参内数*/*(__IO uint32_t *) CR_DBP_BB = (uint32_t)NewState;   
}

上述函数就一个入口参数,输入ENABLE或DISABLE,即1或0,无返回值。这里主要关注最后一行代码:

*(__IO uint32_t *) CR_DBP_BB = (uint32_t)NewState;

2. 对(__IOuint32_t ) CR_DBP_BB = (uint32_t)NewState函数解读
2.1 初识
该函数用到了位带操作,先大致解读下:
对CR_DBP_BB定位会在stm32f10x_pwr.c文件的47~55行找到如下一段代码:

/* --------- PWR registers bit address in the alias region ---------- */
#define PWR_OFFSET     (PWR_BASE - PERIPH_BASE)
/* --- CR Register ---*/
/* Alias word address of DBP bit */
#define CR_OFFSET      (PWR_OFFSET + 0x00)
#define DBP_BitNumber  0x08
#define CR_DBP_BB      (PERIPH_BB_BASE + (CR_OFFSET * 32) + (DBP_BitNumber * 4))      /*记住这行代码,后面要考*/

最后一行代码看起来眼熟吗,先看下正点原子网站上对该函数的原话解释
***** 原话摘录 *****
这是位带操作,CR_OFFSET 是寄存器相对0x40000000的地址偏移,DBP_BitNumber 是CR寄存器的DBP位偏移。
位带地址 = 0x42000000 + 32×地址偏移 + 4×位偏移 (1)
通过设置位带为0或1,等效与对CR[DBP]的置位或清零。
***** 原话摘录完 *****
记住公式(1),后面要考。在《Cortex-M3权威指南》第5章中,有如下说明:

图1

图1
电源控制寄存器pwr属于外设寄存器,因此图1中的紫色公式,也就是公式(1), 即: 地址偏移=A-0x40000000= CR_OFFSET (2) 位偏移=n= DBP_BitNumber (3)

2.2 计算CR_OFFSET和DBP_BitNumber
我的理解,函数的目的是对电源控制寄存器PWR_CR中的DBP进行操作,由图2可知,位偏移为8,
即:
位偏移=n= DBP_BitNumber=8 (4)

在这里插入图片描述

图2

其实,之前对CR_DBP_BB定位时,在stm32f10x_pwr.c文件的47-55行这段代码中也有表达:

#define DBP_BitNumber    0x08

接下来,计算CR_OFFSET值,在《STM32中文参考手册》第二章中,列出了所有寄存器组的起始地址,包括电源控制(PWR)寄存器:
在这里插入图片描述

图3

图3中,电源控制PWR寄存器组的起始地址为0x40007000,在图2电源控制寄存器PWR_CR的描述中,其地址偏移是0x00,也就是电源控制寄存器PWR_CR的起始地址是0x40007000+0x00,即A=0x40007000,那么:
地址偏移=A-0x40000000= CR_OFFSET=0x40007000-0x40000000=0x7000 (5)
因此通过公式(1)可计算出电源控制寄存器PWR_CR的DBP的位带地址:
位带地址 = 0x42000000 + 32×地址偏移 + 4×位偏移=0x42000000 +32×0x7000+ 4×8 (6)
我们还可以从代码中验证上述结果
对CR_OFFSET可定位到stm32f10x_pwr.c文件中的一行代码:

#define CR_OFFSET         (PWR_OFFSET + 0x00)     
// **PWR_OFFSET就是电源控制(PWR)起始地址,0x00是电源控制寄存器PWR_CR的地址偏移**//

对PWR_OFFSET可定位到stm32f10x_pwr.c文件中的一行代码:

/* --------- PWR registers bit address in the alias region ---------- */
#define PWR_OFFSET        (PWR_BASE - PERIPH_BASE)

对PERIPH_BASE可定位到stm32f10x.h文件中的一行代码:

#define PERIPH_BASE       ((uint32_t)0x40000000)

对PWR_BASE可定位到stm32f10x.h文件中的一行代码:

#define PWR_BASE          (APB1PERIPH_BASE + 0x7000)

对APB1PERIPH_BASE可定位到stm32f10x.h文件中的一行代码:

#define APB1PERIPH_BASE      PERIPH_BASE

因此,
APB1PERIPH_BASE= PERIPH_BASE =0x40000000 (7)
PWR_BASE= APB1PERIPH_BASE + 0x7000=0x40007000 (8)
PWR_OFFSET= PWR_BASE - PERIPH_BASE=0x7000 (9)
CR_OFFSET=PWR_OFFSET+0x00=0x7000 (10)
为了计算CR_DBP_BB,对PERIPH_BB_BASE可定位到stm32f10x.h文件中的一行代码:

#define PERIPH_BB_BASE       ((uint32_t)0x42000000) 

至此,电源控制寄存器PWR_CR的DBP的位带地址为:
CR_DBP_BB=PERIPH_BB_BASE + (CR_OFFSET × 32) + (DBP_BitNumber × 4) (11)
即,
CR_DBP_BB=0x42000000+(0x7000 × 32)+( 0x08 × 4)=0x420E0020 (12)
CR_DBP_BB位带地址对应实际的电源控制寄存器PWR_CR的DBP,即第8位,对该地址写1就达到将DBP至1的效果,也就是(__IO uint32_t ) CR_DBP_BB = (uint32_t) NewState 函数的任务(NewState为ENABLE时为1,NewState为DISABLE时为0)。
至于电源控制寄存器PWR_CR的DBP的位带地址0x4215E020如何求证,就不要纠结了。
2.3 图1中A的定义解读
个人觉得即使前面讲解的内容去理解位带操作的代码含义没啥毛病,如果按照2.2章的理解,那么A应该是该寄存器的起始地址,而位序号n的取值范围应该是0≤n≤31。
不过按照图1中对A的定义来说,其实是有问题的。图1中,A为位带区某个比特所在的字节地址,位序号n的取值范围是0≤n≤7。对于一个32位的寄存器,有4个字节地址,第1个字节地址包含0~ 7位bit,第2个字节地址包含8~15位bit,例如电源控制寄存器PWR_CR,其DBP是第八位,则其字节地址和位序号n分别为:
A=电源控制寄存器PWR_CR的起始地址+0x01=0x40007001 (13)
n=0x00 (14)
将公式(13)和(14)带入图1的紫色公式中:
AliasAddr=0x42000000+(0x40007001-0x40000000)× 32+0x00 × 4=0x420E0020 (15)
这也许是官方想要告诉我们的解释,我想对于32位的寄存器,按照我的理解应该也没问题,至于要是碰到16位的寄存器,不知道会不会出现矛盾。
3. 总结
1) 牢记公式(1),即使不熟悉位带操作具体细节,也能依葫芦画瓢编写代码;
2) 位带操作对某个寄存器的某个位进行0或1的读写是最实用的;
3) 使用位带操作时,要理解如何计算A和n的值,便于之后套公式。
写在最后,这是我个人的理解,欢迎大家讨论~

这篇关于从PWR_BackupAccessCmd函数理解位带操作的文章就介绍到这儿,希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助!



http://www.chinasem.cn/article/381379

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