【Day10】:库函数包装—对於底层暂存器的操纵(上)

什麽是暂存器 register?

暂存器顾名思义就是可以存放资料的地方，那也就是记忆体的一种罗? 记忆体Block2这块区域用来设计单晶片上的外设，他们以4个word为一个单元，共32位(STM32的资料汇流排宽度为32位，因此理当以32位做为一个暂存器)，每一个单元对应到不同的功能，只要我们控制这些单元就可以改变外设的行为。
这时就显现C语言的好处了，我们可以直接利用指标的方式操作这些单元，但如果每次都是用指标的方式，不仅程序码难以阅读，每次写程序的时候还要去翻阅资料，看某一个单元的地址为何。因此我们会以功能来命名这些记忆体，这个别名就是我们常说的暂存器，而将已配好地址、有特定功能的记忆体取别名的过程就叫做暂存器映射
https://github.com/Meta-Team/Datasheets/blob/master/STM32F4/STM32F4xx%E4%B8%AD%E6%96%87%E5%8F%82%E8%80%83%E6%89%8B%E5%86%8C.pdf
这里可以下载《STM32F4xx中文参考手册》，里面详细介绍了STM32F4的暂存器每个bit代表什麽以及使用方式。

外设地址映射

单晶片上外设分为4条总线，根据外设速度不同，不同汇流排挂载着不同的外设，APB挂载低速设备，AHB挂载高速设备，每一个汇流排的最低地址被称为该汇流排的基地址。
汇流排上挂载着各种外设，这些外设也有自己的地址范围，特定外设的首个地址称为XX外设机地址，这些在《STM32F4xx中文参考手册》都有详细的介绍，这里我们以GPIO来讲解。

从上表我们可以看到GPIOA的基地址相对於AHB1汇流排的地址偏移为0，也就是AHB1的第一个外设就是GPIOA

处於XX外设的地址范围内的就是该外设的暂存器。以GPIO外设为例，GPIO有很多暂存器，每一个都有特定的功能。每个暂存器为32位，在该外设的基地址上按照顺序排列，暂存器的位置都以相对於外设基地址的偏移来描述。这里以GPIOH端口为例，来了解GPIO实际上到底有那些暂存器。

有关各个暂存器的说明都可以在《STM32F4xx中文参考手册》中暂存的部分找到，这里我们以GPIO端口置位/复位暂存器为例(GPIOx_BSRR)，介绍如何理解暂存器的说明。

1. 名称
   这应该不用多做介绍了吧，就是这个暂存器的名称，x可以适用於英文字母A~I也就是GPIOA、GPIOB、...、GPIOI这些暂存器。
2. 偏移地址
   偏移地址是指此暂存器相对於这个外设的基地址。例如这个暂存器的偏移地址是0x18，GPIOA外设的基地址是0x4002 0000，於是可以算出GPIOA的GPIOA_BSRR暂存器的位置为：0x4002 0418
3. 暂存器位表
   位表中列出0~31位的名称和权限。上方的数字为编号，中间为位名称，最下方为读写权限。r代表只读、w代表只写、rw表示可读可写。这个暂存器的权限是w，所以只能写，但你还是可以试着读读看，但并不保证一定读出正确值。
4. 位功能说明
   这是暂存器说明最重要的一部份。本暂存器有两种暂存器位，BRy及BSy，其中y数值为0~15，如BR0、BS0用於控制GPIOx的第0个脚

小结

上面有关暂存器的内容，只是要帮助大家更好的理解C语言如何控制读写暂存器，我们实际上在使用单晶片的时候当然不会直接去操纵那些暂存器，那样太没有效率了，明天我们会介绍STM32是如何使用C语言来对暂存器做封装。