stm32存储器映像和标准库中定义外设地址的方法

2024-01-29 15:57:40

结合存储器映像理解stm32标准库中定义外设地址的方法。

stm32f103zet6是32位的。它所能访问的地址空间范围为2^32=4GB，把4GB分为8个block，分别为block0-block-7。把这8个block用于不同的用途。

block0-block7的用途

图1

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图2

从上面的图2中可以看到block2作为外设的地址，也就是说我们操作的外设都在block2中。block2的起始地址是0x4000 0000。这些外设包括哪些？看下面图3上，所有APB1、APB2、AHB上的外设都在这个block2中。

#define PERIPH_BB_BASE        ((uint32_t)0x42000000) /*!< Peripheral base address in the bit-band region */
//标准库中定义了外设起始地址（block2的起始地址）

图3

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我们操作的外设都在block2中，而外设又必定在APB1、APB2、AHB中的某一条总线上。那APB1、APB2、AHB在block2中怎么排布？图4上列出来3条总线的地址，可以看到APB1总线的起始地址和block2的起始地址是一样的。

#define APB1PERIPH_BASE       PERIPH_BASE　　　　　　　　//APB1的起始地址是block2的起始地址
#define APB2PERIPH_BASE       (PERIPH_BASE + 0x10000) //APB2的起始地址是在block2的地址上偏移得到的
#define AHBPERIPH_BASE        (PERIPH_BASE + 0x20000) //AHB的起始地址是0x4001 8000（SDIO的地址），标准库中AHBPERIPH_BASE是0x4002 000（DMA1外设）

图4

从图5中列出了APB1总线上的外设。观察发现APB1总线上的第一个外设是TIM2定时器。

#define TIM2_BASE             (APB1PERIPH_BASE + 0x0000) //标准库中定义的定时器2的地址，+0x0000是因为tim2地偏移地址是0，
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　//比如，APB1总线上第二给外设是tim3，偏移地址0x0400，它的写法就是
#define TIM3_BASE             (APB1PERIPH_BASE + 0x0400)

图5

经过上面的外设基地址+偏移地址得到了TIM2的起始地址，TIM2这个外设有很多寄存器，第一个寄存器偏移地址是0x00。每个寄存器的偏移地址都是0x04。这里没有再用上面的宏定义的方法去通过基地址+偏移地址去计算每个外设的寄存器的地址，通过一种更巧妙的方法。

因为寄存器是32位的，也就是4个字节。寄存器都是内存对齐的（寄存器用不了32位的，剩多少保留多少），用结构体的方式去强制转换一TIM2的起始地址。这个利用了结构体中变量对齐和外设寄存器对齐的方式。

#define TIM2                ((TIM_TypeDef *) TIM2_BASE)

　结构体内部：

typedef struct
{
  __IO uint16_t CR1;
  uint16_t  RESERVED0;
  __IO uint16_t CR2;
  uint16_t  RESERVED1;
  __IO uint16_t SMCR;
  uint16_t  RESERVED2;
  __IO uint16_t DIER;
  uint16_t  RESERVED3;
  __IO uint16_t SR;
  uint16_t  RESERVED4;
  __IO uint16_t EGR;
  uint16_t  RESERVED5;
  __IO uint16_t CCMR1;
  uint16_t  RESERVED6;
  __IO uint16_t CCMR2;
  uint16_t  RESERVED7;
  __IO uint16_t CCER;
  uint16_t  RESERVED8;
  __IO uint16_t CNT;
  uint16_t  RESERVED9;
  __IO uint16_t PSC;
  uint16_t  RESERVED10;
  __IO uint16_t ARR;
  uint16_t  RESERVED11;
  __IO uint16_t RCR;
  uint16_t  RESERVED12;
  __IO uint16_t CCR1;
  uint16_t  RESERVED13;
  __IO uint16_t CCR2;
  uint16_t  RESERVED14;
  __IO uint16_t CCR3;
  uint16_t  RESERVED15;
  __IO uint16_t CCR4;
  uint16_t  RESERVED16;
  __IO uint16_t BDTR;
  uint16_t  RESERVED17;
  __IO uint16_t DCR;
  uint16_t  RESERVED18;
  __IO uint16_t DMAR;
  uint16_t  RESERVED19;
} TIM_TypeDef;

总结一下：

stm32中，标准库中定义一个外设地址的方法是，外设起始地址（block2起始地址）+总线偏移地址（APB1、APB2、AHB）+具体外设偏移地址（TIM、GPIO等）。最后把具体外设偏移地址通过结构体类型强制转换成结构体变量。

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block0-block7的用途

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