目录
一.认识寄存器
二 .寄存器映射
三.使用寄存器
四.查找寄存器
1.参考手册
2.示例
五.总结
一.认识寄存器
寄存器(register)是CPU(*处理器)的组成部分,是一种直接整合到cpu中的有限的高速访问速度的存储器,它是有一些与非门组合组成的,分为通用寄存器和特殊寄存器。
寄存器是CPU的最基本组成部分,是学习芯片最基础最底层的东西。我们都知道单片机是内部集成CPU,RAM,ROM以及IO口和其他外围电路的集成电路芯片。我们想操作单片机,就得了解内部的寄存器,通过寄存器间接控制整个芯片。
单片机的本质其实就是在操作寄存器,单片机的库函数实质上也是把寄存器操作封装好。
二 .寄存器映射
对于STM32F103,或者Cortex_M3内核来说,其内部可寻址的最大空间为2^32B,即4GB。
注意:这里的4GB不是指它的存储空间,指的是其能够有效访问的内存单元(地址总线)的数量。
在这4GB空间中,ARM分为了八个块,每个块都有不同的用途
其中我们要特别关注Block2这块区域,这块区域被设计为外设总线的映射区域,以
四个字节为一个单元,共32bit,每一个单元对应不同的功能,
我们通过操作这些单元就可以驱动相应的外设,这就是寄存器的操作方式。
于是ST公司就为这些特定的功能单元取了一个别名,封装进了文件stm32f10x.h,这个过程就叫做寄存器映射。
三.使用寄存器
*(unsigned int*)(0x4001 0C0C) = OxFFFF;
上面这句代码表示将0x4001 0C0C这个十六进制数转换为(unsigned int*)类型的地址,然后解引赋值。
但是上面的操作太繁琐了,于是改进为宏定义:
#define GPIOB_ODR *(unsigned int*)(0x4001 0C0C)
于是就可以:
GPIOB_ODR =0XFFFF:
四.查找寄存器
1.参考手册
如果想查看某个寄存器的话,我们可以到STM32F10xxx参考手册(中文)中查找。
可以看到,以上所有的寄存器基本上都是以地址偏移来表示的,即基地址+偏移量。
例如GPIOB就是在APB2总线的基地址0x4001 0000上偏移了0x0C00后得到的0x2001 0C00。
我们还可以在上述手册中看到对应寄存器各个位的详细解释。
2.示例
例如APB2总线的一个寄存器RCC_APB2ENR:
如果我们想开启TIM8的时钟使能,就可以这么写:
RCC_APB2ENR |= 0x2000;
或者
unsigned int *pRCC_APB2ENR = (unsigned int *)0x40021018;
*pRCC_APB2ENR |= 0x00002000;
有些寄存器是几个外设通用的,比如GPIO的寄存器:
后面的(x=A..E)就代表这个寄存器是几个GPIO端口(A..E)通用的。
头文件里也很明确定义了结构体类型:
对于这种我们调用时就可以这么调用了:
GPIOB->LCKR = xxxxxxxxx;
五.总结
由于寄存器更接近底层,所以寄存器操作更快,效率也更高,虽然记忆起来比库函数麻烦,但是仍有可取之处,两者各有优劣,当然我们可以使用两者混合编程,把优势发挥到最大。
如有错误,感谢指正
2024.10.12