【STM32】HAL库Host MSC读写外部U盘及FatFS文件系统的USB Disk模式

【STM32】HAL库Host MSC读写外部U盘及FatFS文件系统的USB Disk模式

在先前 分别介绍了FatFS文件系统和USB虚拟U盘MSC配置
前者通过MCU读写Flash建立文件系统 后者通过MSC连接电脑使其能够被操作
这两者可以合起来 就能够实现同时在MCU、USB中操作Flash的文件系统
【STM32】通过L496的HAL库Flash建立FatFS文件系统（CubeMX自动配置R0.12C版本）
【STM32】HAL库USB虚拟U盘MSC配置及采用自带的Flash作为文件系统
以及Flash+MSC的模式
【STM32】通过HAL库Flash建立FatFS文件系统并配置为USB虚拟U盘MSC

在上面 USB还是工作在Device模式 而不是Host模式 如果配置成Host模式则可以解锁FatFS中的USB Disk功能 实现方式不同 原理、功能也不一样 请勿混淆
另外在Host模式下 MCU作为主机使用 可以读写外部插入进来的USB硬盘系统
在硬件上需要多加一根线 另外FatFS的USB Disk功能需要连上USB以后才能挂载硬盘
其相关配置可以由CubeMX完全生成 用户只需要调用文件操作函数API即可 不需要修改代码

该FatFS模式可以同其他文件系统一起使用 互相独立不冲突（如普通模式User-defined模式）

文章目录

  • USB Host MSC
  • FatFS USB Disk
  • 修改代码
  • 测试
  • 附录：Cortex-M架构的SysTick系统定时器精准延时和MCU位带操作
    • SysTick系统定时器精准延时
      • 延时函数
        • 阻塞延时
        • 非阻塞延时
    • 位带操作
      • 位带代码
        • 位带宏定义
        • 总线函数
      • 一、位带操作理论及实践
      • 二、如何判断MCU的外设是否支持位带

USB Host MSC

在Host主机模式下 可以配置主机MSC
USB配置为：
在这里插入图片描述
在该模式下 USB的中断被强制打开
MSC配置为：
在这里插入图片描述
这里需要多加一根输出引脚作为Host控制引脚
在这里插入图片描述
在工程上 导入Host下的.c文件：
在这里插入图片描述
另外添加头文件路径：
在这里插入图片描述

.\RTE\Device\STM32L496RGTx\STCubeGenerated\Middlewares\ST\STM32_USB_Host_Library\Class\MSC\Inc
.\RTE\Device\STM32L496RGTx\STCubeGenerated\Middlewares\ST\STM32_USB_Host_Library\Core\Inc

并添加src文件
在这里插入图片描述
其中 usbh_diskio.c会在配置FatFS后生成

FatFS USB Disk

与其他文件系统配置方式一致
注意支持中文
在这里插入图片描述
在MAX_SS中 可以根据实际 填入可以支持的硬盘分配单元大小（最大为4096 所以如果硬盘只支持4096 那么这一项必须要为最大 如果硬盘最小超过4096 则MCU无法支持）
同样导入FatFS相关.c文件
在这里插入图片描述
以及fatfs.c和usbh_diskio.c

在这里插入图片描述

修改代码

在usbh_diskio.c中 生成的代码已经完成了文件系统的底层 所以不用我们去修改了
我们需要建立自己的文件操作API函数
如下：

#include "file_operate.h"
#include <string.h>

//定义用于格式化的工作区缓存
BYTE work[_MAX_SS];
#define USERFile USBHFile
#define USERFatFS USBHFatFS
#define USERPath USBHPath
#define retUSER retUSBH

void SDFileTestWrite(void)
{
    FRESULT res_sd;
    UINT fnum;/* 文件成功读写数量 */
    char string[100];
    signed int ByteNum = 0;

    memset(string,0,sizeof(string));
    sprintf(string,"%s%s.xls",USERPath,"Test");
    res_sd = f_open(&USERFile, string,FA_CREATE_ALWAYS | FA_WRITE );
    if(res_sd != FR_OK){printf("[FILE] Failed to create file! %d\r\n",res_sd);}
    sprintf(string,"Vreal\tA1\tA2\n");
    ByteNum = strlen(string);
    res_sd=f_write(&USERFile,string,ByteNum,&fnum);
    res_sd = f_close(&USERFile);
    if(res_sd != FR_OK){printf("[FILE] Error:File closure Exception!\r\n");}
    else{printf("[FILE] SDFileTestWrite ok!\r\n");}
}

void SDFileTestRead(void)
{
    FRESULT res_sd;
    char string[100];
    uint32_t line = 0;

    memset(string,0,sizeof(string));
    sprintf(string,"%s%s.xls",USERPath,"Test");
    res_sd = f_open(&USERFile, string, FA_OPEN_EXISTING | FA_READ);
    if(res_sd != FR_OK){goto LoadFail;}
    line = 0;

    while(!(f_eof(&USERFile)))
    {
        memset(string,0,sizeof(string));
        f_gets(string,sizeof(string),&USERFile);
        if(strlen(string) == 0){break;}
        ++line;
        printf("[FILE] line:%d %s\r\n",line,string);
        //sscanf(string,"%f\t%f\t%f\n",&Vreal[*pNum],&Va1[*pNum],&Va2[*pNum]);//按格式提取字符串函数
    }
    res_sd = f_close(&USERFile);
    if(res_sd != FR_OK){printf("[FILE] Error:Load File closure Exception!\r\n");}
    printf("[FILE] SDFileTestRead ok\r\n");
    return;
    LoadFail:
    {
      printf("[FILE] Load Fail:%s\r\n",string);
    }
}
/*挂载FatFs文件系统*/
void FatFS_Init(void)
{	
	retUSER = f_mount(&USERFatFS,USERPath,1);//挂载盘符A
	if(retUSER == FR_NO_FILESYSTEM)//没有文件系统就格式化创建创建文件系统
	{
			retUSER = f_mkfs(USERPath,FM_FAT,2048,work,sizeof(work));
			if(retUSER == FR_OK)
			{
					retUSER = f_mount(&USERFatFS,USERPath,1);//挂载
					printf("[FatFS] 格式化成功retUSER=%d\r\n",retUSER);
			}
			else
			{
				printf("[FatFS] 格式化失败retUSER=%d\r\n",retUSER);
				return;
			}//格式化失败
	}
	else if(retUSER == FR_OK)
	{
		printf("[FatFS] 挂载成功retUSER=%d\r\n",retUSER);
	}
	else
	{
		printf("[FatFS] 挂载失败retUSER=%d\r\n",retUSER);
		return;
	}//挂载失败
	
	SDFileTestWrite();
	SDFileTestRead();
	
	FatFs_GetDiskInfo();
	FatFs_ScanDir(USERPath);
}

/*获取磁盘信息并在LCD上显示*/
void FatFs_GetDiskInfo(void)
{
    FATFS *fs;
	//定义剩余簇个数变量
    DWORD fre_clust; 
	//获取剩余簇个数
    FRESULT res = f_getfree("0:", &fre_clust, &fs); 
	//获取失败
    if(res != FR_OK)
    {
        printf("f_getfree() error\r\n");
        return;
    }
    printf("\r\n*** FAT disk info ***\r\n");
		
	//总的扇区个数
    DWORD tot_sect = (fs->n_fatent - 2) * fs->csize;  
		
	//剩余的扇区个数 = 剩余簇个数 * 每个簇的扇区个数
    DWORD fre_sect = fre_clust * fs->csize;    
		
	//对于SD卡和U盘, _MIN_SS=512字节
#if  _MAX_SS == _MIN_SS  
    //SD卡的_MIN_SS固定为512，右移11位相当于除以2048
	//剩余空间大小，单位：MB，用于SD卡，U盘
    DWORD freespace= (fre_sect>>11); 
		//总空间大小，单位：MB，用于SD卡，U盘		
    DWORD totalSpace= (tot_sect>>11);  
#else
	//Flash存储器，小容量
	//剩余空间大小，单位：KB
    DWORD freespace= (fre_sect*fs->ssize)>>10;   
	//总空间大小，单位：KB
    DWORD totalSpace= (tot_sect*fs->ssize)>>10;  
#endif

	//FAT类型
    printf("FAT type = %d\r\n",fs->fs_type);
    printf("[1=FAT12,2=FAT16,3=FAT32,4=exFAT]\r\n");
		
	//扇区大小，单位字节
    printf("Sector size(bytes) = ");
	//SD卡固定512字节
#if  _MAX_SS == _MIN_SS 
    printf("%d\r\n", _MIN_SS);
#else
	//FLASH存储器
    printf("%d\r\n", fs->ssize);
#endif
		
    printf("Cluster size(sectors) = %d\r\n", fs->csize);
    printf("Total cluster count = %ld\r\n", fs->n_fatent-2);
    printf("Total sector count = %ld\r\n", tot_sect);
		
	//总空间
#if  _MAX_SS == _MIN_SS 
    printf("Total space(MB) = %ld\r\n", totalSpace);
#else
    printf("Total space(KB) = %ld\r\n", totalSpace);
#endif
		
	//空闲簇数量
    printf("Free cluster count = %ld\r\n",fre_clust);
	//空闲扇区数量
    printf("Free sector count = %ld\r\n", fre_sect);
		
	//空闲空间
#if  _MAX_SS == _MIN_SS 
    printf("Free space(MB) = %ld\r\n", freespace);
#else
    printf("Free space(KB) = %ld\r\n", freespace);
#endif

    printf("Get FAT disk info OK\r\n");
}

/*创建文本文件*/
void FatFs_WriteTXTFile(TCHAR *filename,uint16_t year, uint8_t month, uint8_t day)
{
	FIL	file;
	printf("\r\n*** Creating TXT file: %s ***\r\n", filename);
	
	FRESULT res = f_open(&file, filename, FA_CREATE_ALWAYS | FA_WRITE);
	//打开/创建文件成功
	if(res == FR_OK)
	{
		//字符串必须有换行符"\n"
		TCHAR str[]="Line1: Hello, FatFs***\n";  
		//不会写入结束符"\0"
		f_puts(str, &file); 
		
		printf("Write file OK: %s\r\n", filename);
	}
	else
	{
		printf("Open file error，error code: %d\r\n", res);
	}
	//使用完毕关闭文件
	f_close(&file);
}

/*读取一个文本文件的内容*/
void FatFs_ReadTXTFile(TCHAR *filename)
{
	printf("\r\n*** Reading TXT file: %s ***\r\n", filename);

	FIL	file;
	//以只读方式打开文件
	FRESULT res = f_open(&file, filename, FA_READ);  
	//打开成功
	if(res == FR_OK)
	{
		//读取缓存
		TCHAR str[100];
		//没有读到文件内容末尾
		while(!f_eof(&file))
		{
			//读取1个字符串,自动加上结束符”\0”
			f_gets(str,100, &file);	
			printf("%s", str);
		}
		printf("\r\n");
	}
	//如果没有该文件
	else if(res == FR_NO_FILE)
		printf("File does not exist\r\n");
	//打开失败
	else
		printf("f_open() error，error code: %d\r\n", res);
	//关闭文件
	f_close(&file);
}

/*扫描和显示指定目录下的文件和目录*/
void FatFs_ScanDir(const TCHAR* PathName)
{
	DIR dir;					//目录对象
	FILINFO fno;				//文件信息
	//打开目录
	FRESULT res = f_opendir(&dir, PathName);
	//打开失败
	if(res != FR_OK)
	{
		//关闭目录，直接退出函数
		f_closedir(&dir);
		printf("\r\nf_opendir() error，error code: %d\r\n", res);
		return;
	}
	
	printf("\r\n*** All entries in dir: %s ***\r\n", PathName);
	//顺序读取目录中的文件
	while(1)
	{
		//读取目录下的一个项
		res = f_readdir(&dir, &fno);    
		//文件名为空表示没有多的项可读了
		if(res != FR_OK || fno.fname[0] == 0)
			break;  
		//如果是一个目录
		if(fno.fattrib & AM_DIR)  		
		{
			printf("DIR: %s\r\n", fno.fname);
		}
		//如果是一个文件
		else  		
		{
			printf("FILE: %s\r\n",fno.fname);
		}
	}
	//扫描完毕，关闭目录
	printf("Scan dir OK\r\n");
	f_closedir(&dir);
}

/*获取一个文件的文件信息*/
void FatFs_GetFileInfo(TCHAR *filename)
{
	printf("\r\n*** File info of: %s ***\r\n", filename);

	FILINFO fno;
	//检查文件或子目录是否存在
	FRESULT fr = f_stat(filename, &fno);
	//如果存在从fno中读取文件信息
	if(fr == FR_OK)
	{
		printf("File size(bytes) = %ld\r\n", fno.fsize);
		printf("File attribute = 0x%x\r\n", fno.fattrib);
		printf("File Name = %s\r\n", fno.fname);
		//输出创建/修改文件时的时间戳
		FatFs_PrintfFileDate(fno.fdate, fno.ftime);
	}
	//如果没有该文件
	else if (fr == FR_NO_FILE)
		printf("File does not exist\r\n");
	//发生其他错误
	else
		printf("f_stat() error，error code: %d\r\n", fr);
}

/*删除文件*/
void FatFs_DeleteFile(TCHAR *filename)
{
	printf("\r\n*** Delete File: %s ***\r\n", filename);
	FIL	file;
	//打开文件
	FRESULT res = f_open(&file, filename, FA_OPEN_EXISTING);  
	if(res == FR_OK)
	{
		//关闭文件
		f_close(&file);
		printf("open successfully!\r\n");
	}
	//删除文件
	res = f_unlink(filename);
	//删除成功
	if(res == FR_OK)
	{
		printf("The file was deleted successfully!\r\n");
	}
	//删除失败
	else
	{
		printf("File deletion failed, error code：%d\r\n", res);
	}
}

/*打印输出文件日期*/
void FatFs_PrintfFileDate(WORD date, WORD time)
{
	printf("File data = %d/%d/%d\r\n", ((date>>9)&0x7F)+1980, (date>>5)&0xF, date&0x1F);
	printf("File time = %d:%d:%d\r\n", (time>>11)&0x1F, (time>>5)&0x3F, time&0x1F);
}

实际上就是将之前的文件系统介绍的操作函数中的变量给替换了
替换的变量在fatfs.c中可以找到

uint8_t retUSBH;    /* Return value for USBH */
char USBHPath[4];   /* USBH logical drive path */
FATFS USBHFatFS;    /* File system object for USBH logical drive */
FIL USBHFile;       /* File object for USBH */

#define USERFile USBHFile
#define USERFatFS USBHFatFS
#define USERPath USBHPath
#define retUSER retUSBH

注意 工作区和堆栈也要与其对应 相应增大 格式化的f_mkfs函数参数也要改变

另外 在USB设备插入之前 会循环调用MX_USB_HOST_Process函数
以轮询USB设备状态
在这里插入图片描述
声明外部变量Appli_state以随时可以读取状态
（具体在哪定义都可 只要全局包含就行）

extern ApplicationTypeDef Appli_state;

在主循环中可以改成这样：

while (1)
  {
    /* USER CODE END WHILE */
    MX_USB_HOST_Process();

    /* USER CODE BEGIN 3 */
		if (Appli_state == APPLICATION_READY)
		{
			break;
		}
  }
	FatFS_Init();
	while (1)
	{
		
	}

即轮询USB Disk连接成功后 执行FatFS初始化函数 即挂载、格式化、测试等等

测试

轮询USB Disk连接成功后：
在这里插入图片描述
硬盘信息：
在这里插入图片描述
文件内容：
在这里插入图片描述

附录：Cortex-M架构的SysTick系统定时器精准延时和MCU位带操作

SysTick系统定时器精准延时

延时函数

SysTick->LOAD中的值为计数值
计算方法为工作频率值/分频值
比如工作频率/1000 则周期为1ms

以ADuCM4050为例：

#include "ADuCM4050.h"

void delay_ms(unsigned int ms)
{
	SysTick->LOAD = 26000000/1000-1; // Count from 255 to 0 (256 cycles)  载入计数值 定时器从这个值开始计数
	SysTick->VAL = 0; // Clear current value as well as count flag  清空计数值到达0后的标记
	SysTick->CTRL = 5; // Enable SysTick timer with processor clock  使能52MHz的系统定时器
	while(ms--)
	{
		while ((SysTick->CTRL & 0x00010000)==0);// Wait until count flag is set  等待
	}
	SysTick->CTRL = 0; // Disable SysTick  关闭系统定时器
}
void delay_us(unsigned int us)
{
	SysTick->LOAD = 26000000/1000/1000-1; // Count from 255 to 0 (256 cycles)  载入计数值 定时器从这个值开始计数
	SysTick->VAL = 0; // Clear current value as well as count flag  清空计数值到达0后的标记
	SysTick->CTRL = 5; // Enable SysTick timer with processor clock  使能52MHz的系统定时器
	while(us--)
	{
		while ((SysTick->CTRL & 0x00010000)==0);// Wait until count flag is set  等待
	}
	SysTick->CTRL = 0; // Disable SysTick  关闭系统定时器
}

其中的52000000表示芯片的系统定时器频率 32系列一般为外部定时器频率的两倍

Cortex-M架构SysTick系统定时器阻塞和非阻塞延时

阻塞延时

首先是最常用的阻塞延时

void delay_ms(unsigned int ms)
{
	SysTick->LOAD = 50000000/1000-1; // Count from 255 to 0 (256 cycles)  载入计数值 定时器从这个值开始计数
	SysTick->VAL = 0; // Clear current value as well as count flag  清空计数值到达0后的标记
	SysTick->CTRL = 5; // Enable SysTick timer with processor clock  使能26MHz的系统定时器
	while(ms--)
	{
		while ((SysTick->CTRL & 0x00010000)==0);// Wait until count flag is set  等待
	}
	SysTick->CTRL = 0; // Disable SysTick  关闭系统定时器
}
void delay_us(unsigned int us)
{
	SysTick->LOAD = 50000000/1000/1000-1; // Count from 255 to 0 (256 cycles)  载入计数值 定时器从这个值开始计数
	SysTick->VAL = 0; // Clear current value as well as count flag  清空计数值到达0后的标记
	SysTick->CTRL = 5; // Enable SysTick timer with processor clock  使能26MHz的系统定时器
	while(us--)
	{
		while ((SysTick->CTRL & 0x00010000)==0);// Wait until count flag is set  等待
	}
	SysTick->CTRL = 0; // Disable SysTick  关闭系统定时器
}

50000000表示工作频率
分频后即可得到不同的延时时间
以此类推

那么 不用两个嵌套while循环 也可以写成：

void delay_ms(unsigned int ms)
{
	SysTick->LOAD = 50000000/1000*ms-1; // Count from 255 to 0 (256 cycles)  载入计数值 定时器从这个值开始计数
	SysTick->VAL = 0; // Clear current value as well as count flag  清空计数值到达0后的标记
	SysTick->CTRL = 5; // Enable SysTick timer with processor clock  使能26MHz的系统定时器

	while ((SysTick->CTRL & 0x00010000)==0);// Wait until count flag is set  等待

	SysTick->CTRL = 0; // Disable SysTick  关闭系统定时器
}
void delay_us(unsigned int us)
{
	SysTick->LOAD = 50000000/1000/1000*us-1; // Count from 255 to 0 (256 cycles)  载入计数值 定时器从这个值开始计数
	SysTick->VAL = 0; // Clear current value as well as count flag  清空计数值到达0后的标记
	SysTick->CTRL = 5; // Enable SysTick timer with processor clock  使能26MHz的系统定时器
	
	while ((SysTick->CTRL & 0x00010000)==0);// Wait until count flag is set  等待

	SysTick->CTRL = 0; // Disable SysTick  关闭系统定时器
}

但是这种写法有个弊端
那就是输入ms后，最大定时不得超过计数值，也就是不能超过LOAD的最大值，否则溢出以后，则无法正常工作

而LOAD如果最大是32位 也就是4294967295

晶振为50M的话 50M的计数值为1s 4294967295计数值约为85s

固最大定时时间为85s

但用嵌套while的话 最大可以支持定时4294967295*85s

非阻塞延时

如果采用非阻塞的话 直接改写第二种方法就好了：

void delay_ms(unsigned int ms)
{
	SysTick->LOAD = 50000000/1000*ms-1; // Count from 255 to 0 (256 cycles)  载入计数值 定时器从这个值开始计数
	SysTick->VAL = 0; // Clear current value as well as count flag  清空计数值到达0后的标记
	SysTick->CTRL = 5; // Enable SysTick timer with processor clock  使能26MHz的系统定时器

	//while ((SysTick->CTRL & 0x00010000)==0);// Wait until count flag is set  等待

	//SysTick->CTRL = 0; // Disable SysTick  关闭系统定时器
}
void delay_us(unsigned int us)
{
	SysTick->LOAD = 50000000/1000/1000*us-1; // Count from 255 to 0 (256 cycles)  载入计数值 定时器从这个值开始计数
	SysTick->VAL = 0; // Clear current value as well as count flag  清空计数值到达0后的标记
	SysTick->CTRL = 5; // Enable SysTick timer with processor clock  使能26MHz的系统定时器
	
	//while ((SysTick->CTRL & 0x00010000)==0);// Wait until count flag is set  等待

	//SysTick->CTRL = 0; // Disable SysTick  关闭系统定时器
}

将等待和关闭定时器语句去掉
在使用时加上判断即可变为阻塞：

delay_ms(500);
while ((SysTick->CTRL & 0x00010000)==0);
SysTick->CTRL = 0;

在非阻塞状态下 可以提交定时器后 去做别的事情 然后再来等待

不过这样又有一个弊端 那就是定时器会自动重载 可能做别的事情以后 定时器跑过了 然后就要等85s才能停下

故可以通过内部定时器来进行非阻塞延时函数的编写

基本上每个mcu的内部定时器都可以配置自动重载等功能 网上资料很多 这里就不再阐述了

位带操作

位带代码

M3、M4架构的单片机 其输出口地址为端口地址+20 输入为+16
M0架构的单片机 其输出口地址为端口地址+12 输入为+8
以ADuCM4050为列：

位带宏定义
#ifndef __GPIO_H__
#define __GPIO_H__
#include "ADuCM4050.h"
#include "adi_gpio.h"

#define BITBAND(addr, bitnum) ((addr & 0xF0000000)+0x2000000+((addr &0xFFFFF)<<5)+(bitnum<<2)) 
#define MEM_ADDR(addr)  *((volatile unsigned long  *)(addr)) 
#define BIT_ADDR(addr, bitnum)   MEM_ADDR(BITBAND(addr, bitnum))

#define GPIO0_ODR_Addr    (ADI_GPIO0_BASE+20) //0x40020014
#define GPIO0_IDR_Addr    (ADI_GPIO0_BASE+16) //0x40020010

#define GPIO1_ODR_Addr    (ADI_GPIO1_BASE+20) //0x40020054
#define GPIO1_IDR_Addr    (ADI_GPIO1_BASE+16) //0x40020050

#define GPIO2_ODR_Addr    (ADI_GPIO2_BASE+20) //0x40020094
#define GPIO2_IDR_Addr    (ADI_GPIO2_BASE+16) //0x40020090

#define GPIO3_ODR_Addr    (ADI_GPIO3_BASE+20) //0x400200D4
#define GPIO3_IDR_Addr    (ADI_GPIO3_BASE+16) //0x400200D0

#define P0_O(n)   	BIT_ADDR(GPIO0_ODR_Addr,n)  //输出 
#define P0_I(n)    	BIT_ADDR(GPIO0_IDR_Addr,n)  //输入 

#define P1_O(n)   	BIT_ADDR(GPIO1_ODR_Addr,n)  //输出 
#define P1_I(n)    	BIT_ADDR(GPIO1_IDR_Addr,n)  //输入 

#define P2_O(n)   	BIT_ADDR(GPIO2_ODR_Addr,n)  //输出 
#define P2_I(n)    	BIT_ADDR(GPIO2_IDR_Addr,n)  //输入 

#define P3_O(n)   	BIT_ADDR(GPIO3_ODR_Addr,n)  //输出 
#define P3_I(n)    	BIT_ADDR(GPIO3_IDR_Addr,n)  //输入 

#define Port0			(ADI_GPIO_PORT0)
#define Port1			(ADI_GPIO_PORT1)
#define Port2			(ADI_GPIO_PORT2)
#define Port3			(ADI_GPIO_PORT3)

#define Pin0			(ADI_GPIO_PIN_0)
#define Pin1			(ADI_GPIO_PIN_1)
#define Pin2			(ADI_GPIO_PIN_2)
#define Pin3			(ADI_GPIO_PIN_3)
#define Pin4			(ADI_GPIO_PIN_4)
#define Pin5			(ADI_GPIO_PIN_5)
#define Pin6			(ADI_GPIO_PIN_6)
#define Pin7			(ADI_GPIO_PIN_7)
#define Pin8			(ADI_GPIO_PIN_8)
#define Pin9			(ADI_GPIO_PIN_9)
#define Pin10			(ADI_GPIO_PIN_10)
#define Pin11			(ADI_GPIO_PIN_11)
#define Pin12			(ADI_GPIO_PIN_12)
#define Pin13			(ADI_GPIO_PIN_13)
#define Pin14			(ADI_GPIO_PIN_14)
#define Pin15			(ADI_GPIO_PIN_15)

void GPIO_OUT(unsigned int port,unsigned int pin,unsigned int flag);
void GPIO_BUS_OUT(unsigned int port,unsigned int num);

void P0_BUS_O(unsigned int num);
unsigned int P0_BUS_I(void);

void P1_BUS_O(unsigned int num);
unsigned int P1_BUS_I(void);

void P2_BUS_O(unsigned int num);
unsigned int P2_BUS_I(void);

void P3_BUS_O(unsigned int num);
unsigned int P3_BUS_I(void);

#endif
总线函数
#include "ADuCM4050.h"
#include "adi_gpio.h"
#include "GPIO.h"

void GPIO_OUT(unsigned int port,unsigned int pin,unsigned int flag)
{
	switch(port)
	{
		case 0:{
			switch(pin)
			{
				case 0:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT0),(ADI_GPIO_PIN_0));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT0),(ADI_GPIO_PIN_0));};break;
				case 1:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT0),(ADI_GPIO_PIN_1));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT0),(ADI_GPIO_PIN_1));};break;
				case 2:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT0),(ADI_GPIO_PIN_2));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT0),(ADI_GPIO_PIN_2));};break;
				case 3:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT0),(ADI_GPIO_PIN_3));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT0),(ADI_GPIO_PIN_3));};break;
				case 4:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT0),(ADI_GPIO_PIN_4));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT0),(ADI_GPIO_PIN_4));};break;
				case 5:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT0),(ADI_GPIO_PIN_5));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT0),(ADI_GPIO_PIN_5));};break;
				case 6:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT0),(ADI_GPIO_PIN_6));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT0),(ADI_GPIO_PIN_6));};break;
				case 7:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT0),(ADI_GPIO_PIN_7));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT0),(ADI_GPIO_PIN_7));};break;
				case 8:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT0),(ADI_GPIO_PIN_8));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT0),(ADI_GPIO_PIN_8));};break;
				case 9:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT0),(ADI_GPIO_PIN_9));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT0),(ADI_GPIO_PIN_9));};break;
				case 10:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT0),(ADI_GPIO_PIN_10));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT0),(ADI_GPIO_PIN_10));};break;
				case 11:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT0),(ADI_GPIO_PIN_11));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT0),(ADI_GPIO_PIN_11));};break;
				case 12:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT0),(ADI_GPIO_PIN_12));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT0),(ADI_GPIO_PIN_12));};break;
				case 13:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT0),(ADI_GPIO_PIN_13));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT0),(ADI_GPIO_PIN_13));};break;
				case 14:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT0),(ADI_GPIO_PIN_14));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT0),(ADI_GPIO_PIN_14));};break;
				case 15:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT0),(ADI_GPIO_PIN_15));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT0),(ADI_GPIO_PIN_15));};break;
				default:pin=0;break;
			}
		}break;
		
		case 1:{
			switch(pin)
			{
				case 0:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT1),(ADI_GPIO_PIN_0));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT1),(ADI_GPIO_PIN_0));};break;
				case 1:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT1),(ADI_GPIO_PIN_1));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT1),(ADI_GPIO_PIN_1));};break;
				case 2:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT1),(ADI_GPIO_PIN_2));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT1),(ADI_GPIO_PIN_2));};break;
				case 3:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT1),(ADI_GPIO_PIN_3));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT1),(ADI_GPIO_PIN_3));};break;
				case 4:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT1),(ADI_GPIO_PIN_4));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT1),(ADI_GPIO_PIN_4));};break;
				case 5:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT1),(ADI_GPIO_PIN_5));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT1),(ADI_GPIO_PIN_5));};break;
				case 6:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT1),(ADI_GPIO_PIN_6));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT1),(ADI_GPIO_PIN_6));};break;
				case 7:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT1),(ADI_GPIO_PIN_7));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT1),(ADI_GPIO_PIN_7));};break;
				case 8:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT1),(ADI_GPIO_PIN_8));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT1),(ADI_GPIO_PIN_8));};break;
				case 9:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT1),(ADI_GPIO_PIN_9));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT1),(ADI_GPIO_PIN_9));};break;
				case 10:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT1),(ADI_GPIO_PIN_10));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT1),(ADI_GPIO_PIN_10));};break;
				case 11:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT1),(ADI_GPIO_PIN_11));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT1),(ADI_GPIO_PIN_11));};break;
				case 12:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT1),(ADI_GPIO_PIN_12));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT1),(ADI_GPIO_PIN_12));};break;
				case 13:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT1),(ADI_GPIO_PIN_13));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT1),(ADI_GPIO_PIN_13));};break;
				case 14:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT1),(ADI_GPIO_PIN_14));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT1),(ADI_GPIO_PIN_14));};break;
				case 15:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT1),(ADI_GPIO_PIN_15));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT1),(ADI_GPIO_PIN_15));};break;
				default:pin=0;break;
			}
		}break;
		
		case 2:{
			switch(pin)
			{
				case 0:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT2),(ADI_GPIO_PIN_0));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT2),(ADI_GPIO_PIN_0));};break;
				case 1:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT2),(ADI_GPIO_PIN_1));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT2),(ADI_GPIO_PIN_1));};break;
				case 2:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT2),(ADI_GPIO_PIN_2));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT2),(ADI_GPIO_PIN_2));};break;
				case 3:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT2),(ADI_GPIO_PIN_3));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT2),(ADI_GPIO_PIN_3));};break;
				case 4:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT2),(ADI_GPIO_PIN_4));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT2),(ADI_GPIO_PIN_4));};break;
				case 5:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT2),(ADI_GPIO_PIN_5));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT2),(ADI_GPIO_PIN_5));};break;
				case 6:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT2),(ADI_GPIO_PIN_6));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT2),(ADI_GPIO_PIN_6));};break;
				case 7:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT2),(ADI_GPIO_PIN_7));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT2),(ADI_GPIO_PIN_7));};break;
				case 8:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT2),(ADI_GPIO_PIN_8));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT2),(ADI_GPIO_PIN_8));};break;
				case 9:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT2),(ADI_GPIO_PIN_9));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT2),(ADI_GPIO_PIN_9));};break;
				case 10:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT2),(ADI_GPIO_PIN_10));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT2),(ADI_GPIO_PIN_10));};break;
				case 11:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT2),(ADI_GPIO_PIN_11));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT2),(ADI_GPIO_PIN_11));};break;
				case 12:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT2),(ADI_GPIO_PIN_12));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT2),(ADI_GPIO_PIN_12));};break;
				case 13:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT2),(ADI_GPIO_PIN_13));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT2),(ADI_GPIO_PIN_13));};break;
				case 14:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT2),(ADI_GPIO_PIN_14));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT2),(ADI_GPIO_PIN_14));};break;
				case 15:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT2),(ADI_GPIO_PIN_15));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT2),(ADI_GPIO_PIN_15));};break;
				default:pin=0;break;
			}
		}break;
		
		case 3:{
			switch(pin)
			{
				case 0:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT3),(ADI_GPIO_PIN_0));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT3),(ADI_GPIO_PIN_0));};break;
				case 1:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT3),(ADI_GPIO_PIN_1));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT3),(ADI_GPIO_PIN_1));};break;
				case 2:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT3),(ADI_GPIO_PIN_2));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT3),(ADI_GPIO_PIN_2));};break;
				case 3:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT3),(ADI_GPIO_PIN_3));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT3),(ADI_GPIO_PIN_3));};break;
				case 4:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT3),(ADI_GPIO_PIN_4));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT3),(ADI_GPIO_PIN_4));};break;
				case 5:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT3),(ADI_GPIO_PIN_5));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT3),(ADI_GPIO_PIN_5));};break;
				case 6:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT3),(ADI_GPIO_PIN_6));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT3),(ADI_GPIO_PIN_6));};break;
				case 7:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT3),(ADI_GPIO_PIN_7));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT3),(ADI_GPIO_PIN_7));};break;
				case 8:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT3),(ADI_GPIO_PIN_8));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT3),(ADI_GPIO_PIN_8));};break;
				case 9:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT3),(ADI_GPIO_PIN_9));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT3),(ADI_GPIO_PIN_9));};break;
				case 10:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT3),(ADI_GPIO_PIN_10));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT3),(ADI_GPIO_PIN_10));};break;
				case 11:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT3),(ADI_GPIO_PIN_11));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT3),(ADI_GPIO_PIN_11));};break;
				case 12:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT3),(ADI_GPIO_PIN_12));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT3),(ADI_GPIO_PIN_12));};break;
				case 13:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT3),(ADI_GPIO_PIN_13));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT3),(ADI_GPIO_PIN_13));};break;
				case 14:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT3),(ADI_GPIO_PIN_14));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT3),(ADI_GPIO_PIN_14));};break;
				case 15:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT3),(ADI_GPIO_PIN_15));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT3),(ADI_GPIO_PIN_15));};break;
				default:pin=0;break;
			}
		}break;
		
		default:port=0;break;
	}	
}

void GPIO_BUS_OUT(unsigned int port,unsigned int num)  //num最大为0xffff
{
	int i;
	for(i=0;i<16;i++)
	{
		GPIO_OUT(port,i,(num>>i)&0x0001);
	}
}


void P0_BUS_O(unsigned int num)  //输入值num最大为0xFFFF
{
	int i;
	for(i=0;i<16;i++)
	{
		P0_O(i)=(num>>i)&0x0001;
	}
}
unsigned int P0_BUS_I(void)  //输出值num最大为0xFFFF
{
	unsigned int num;
	int i;
	for(i=0;i<16;i++)
	{
		num=num+(P0_I(i)<<i)&0xFFFF;
	}
	return num;
}

void P1_BUS_O(unsigned int num)  //输入值num最大为0xFFFF
{
	int i;
	for(i=0;i<16;i++)
	{
		P1_O(i)=(num>>i)&0x0001;
	}
}
unsigned int P1_BUS_I(void)  //输出值num最大为0xFFFF
{
	unsigned int num;
	int i;
	for(i=0;i<16;i++)
	{
		num=num+(P1_I(i)<<i)&0xFFFF;
	}
	return num;
}

void P2_BUS_O(unsigned int num)  //输入值num最大为0xFFFF
{
	int i;
	for(i=0;i<16;i++)
	{
		P2_O(i)=(num>>i)&0x0001;
	}
}
unsigned int P2_BUS_I(void)  //输出值num最大为0xFFFF
{
	unsigned int num;
	int i;
	for(i=0;i<16;i++)
	{
		num=num+(P2_I(i)<<i)&0xFFFF;
	}
	return num;
}

void P3_BUS_O(unsigned int num)  //输入值num最大为0xFFFF
{
	int i;
	for(i=0;i<16;i++)
	{
		P3_O(i)=(num>>i)&0x0001;
	}
}
unsigned int P3_BUS_I(void)  //输出值num最大为0xFFFF
{
	unsigned int num;
	int i;
	for(i=0;i<16;i++)
	{
		num=num+(P3_I(i)<<i)&0xFFFF;
	}
	return num;
}

一、位带操作理论及实践

位带操作的概念其实30年前就有了，那还是 CM3 将此能力进化，这里的位带操作是 8051 位寻址区的威力大幅加强版

位带区： 支持位带操作的地址区

位带别名： 对别名地址的访问最终作 用到位带区的访问上（注意：这中途有一个 地址映射过程）

位带操作对于硬件 I/O 密集型的底层程序最有用处

支持了位带操作后，可以使用普通的加载/存储指令来对单一的比特进行读写。在CM4中，有两个区中实现了位带。其中一个是SRAM区的最低1MB范围，第二个则是片内外设区的最低1MB范围。这两个区中的地址除了可以像普通的RAM一样使用外，它们还都有自己的“位带别名区”，位带别名区把每个比特膨胀成一个32位的字。当你通过位带别名区访问这些字时，就可以达到访问原始比特的目的。

位操作就是可以单独的对一个比特位读和写，类似与51中sbit定义的变量，stm32中通过访问位带别名区来实现位操作的功能
STM32中有两个地方实现了位带，一个是SRAM，一个是片上外设。
在这里插入图片描述
（1）位带本质上是一块地址区（例如每一位地址位对应一个寄存器）映射到另一片地址区（实现每一位地址位对应一个寄存器中的一位），该区域就叫做位带别名区，将每一位膨胀成一个32位的字。
（2）位带区的4个字节对应实际寄存器或内存区的一个位，虽然变大到4个字节，但实际上只有最低位有效（代表0或1）

只有位带可以直接用=赋值的方式来操作寄存器 位带是把寄存器上的每一位 膨胀到32位 映射到位带区 比如0x4002 0000地址的第0个bit 映射到位带区的0地址 那么其对应的位带映射地址为0x00 - 0x04 一共32位 但只有LSB有效 采用位带的方式用=赋值时 就是把位带区对应的LSB赋值 然后MCU再转到寄存器对应的位里面 寄存器操作时 如果不改变其他位上面的值 那就只能通过&=或者|=的方式进行

在这里插入图片描述

要设置0x2000 0000这个字节的第二个位bit2为1,使用位带操作的步骤有：
1、将1写入位 带别名区对应的映射地址（即0x22000008,因为1bit对应4个byte）；
2、将0x2000 0000的值 读取到内部的缓冲区（这一步骤是内核完成的，属于原子操作，不需要用户操作）；
3、将bit2置1，再把值写 回到0x2000 0000(属于原子操作，不需要用户操作)。

关于GPIO引脚对应的访问地址，可以参考以下公式
寄存器位带别名 = 0x42000000 + (寄存器的地址-0x40000000)32 + 引脚编号4

如：端口F访问的起始地址GPIOF_BASE

#define GPIOF ((GPIO_TypeDef *)GPIOF_BASE)

在这里插入图片描述

但好在官方库里面都帮我们定义好了 只需要在BASE地址加上便宜即可

例如：

GPIOF的ODR寄存器的地址 = GPIOF_BASE + 0x14

寄存器位带别名 = 0x42000000 + (寄存器的地址-0x40000000)32 + 引脚编号4

设置PF9引脚的话：

uint32_t *PF9_BitBand =
*(uint32_t *)(0x42000000 + ((uint32_t )&GPIOF->ODR– 0x40000000) *32 + 9*4)

封装一下：

#define PFout(x) *(volatile uint32_t *)(0x42000000 + ((uint32_t )&GPIOF->ODR – 0x40000000) *32 + x*4)

现在 可以把通用部分封装成一个小定义：

#define BITBAND(addr, bitnum) ((addr & 0xF0000000)+0x2000000+((addr &0xFFFFF)<<5)+(bitnum<<2)) 
#define MEM_ADDR(addr)  *((volatile unsigned long  *)(addr)) 
#define BIT_ADDR(addr, bitnum)   MEM_ADDR(BITBAND(addr, bitnum))

那么 设置PF引脚的函数可以定义：

#define GPIOF_ODR_Addr    (GPIOF_BASE+20) //0x40021414   
#define GPIOF_IDR_Addr    (GPIOF_BASE+16) //0x40021410 

#define PF_O(n)   	BIT_ADDR(GPIOF_ODR_Addr,n)  //输出 
#define PF_I(n)    	BIT_ADDR(GPIOF_IDR_Addr,n)  //输入

若使PF9输入输出则：

PF_O(9)=1;  //输出高电平
uint8_t dat = PF_I(9);  //获取PF9引脚的值

总线输入输出：

void PF_BUS_O(unsigned int num)  //输入值num最大为0xFFFF
{
	int i;
	for(i=0;i<16;i++)
	{
		PF_O(i)=(num>>i)&0x0001;
	}
}
unsigned int PF_BUS_I(void)  //输出值num最大为0xFFFF
{
	unsigned int num;
	int i;
	for(i=0;i<16;i++)
	{
		num=num+(PF_I(i)<<i)&0xFFFF;
	}
	return num;
}

STM32的可用下面的函数：

#ifndef __GPIO_H__
#define __GPIO_H__
#include "stm32l496xx.h"

#define BITBAND(addr, bitnum) ((addr & 0xF0000000)+0x2000000+((addr &0xFFFFF)<<5)+(bitnum<<2)) 
#define MEM_ADDR(addr)  *((volatile unsigned long  *)(addr)) 
#define BIT_ADDR(addr, bitnum)   MEM_ADDR(BITBAND(addr, bitnum))

#define GPIOA_ODR_Addr    (GPIOA_BASE+20) //0x40020014
#define GPIOB_ODR_Addr    (GPIOB_BASE+20) //0x40020414 
#define GPIOC_ODR_Addr    (GPIOC_BASE+20) //0x40020814 
#define GPIOD_ODR_Addr    (GPIOD_BASE+20) //0x40020C14 
#define GPIOE_ODR_Addr    (GPIOE_BASE+20) //0x40021014 
#define GPIOF_ODR_Addr    (GPIOF_BASE+20) //0x40021414    
#define GPIOG_ODR_Addr    (GPIOG_BASE+20) //0x40021814   
#define GPIOH_ODR_Addr    (GPIOH_BASE+20) //0x40021C14    
#define GPIOI_ODR_Addr    (GPIOI_BASE+20) //0x40022014     

#define GPIOA_IDR_Addr    (GPIOA_BASE+16) //0x40020010 
#define GPIOB_IDR_Addr    (GPIOB_BASE+16) //0x40020410 
#define GPIOC_IDR_Addr    (GPIOC_BASE+16) //0x40020810 
#define GPIOD_IDR_Addr    (GPIOD_BASE+16) //0x40020C10 
#define GPIOE_IDR_Addr    (GPIOE_BASE+16) //0x40021010 
#define GPIOF_IDR_Addr    (GPIOF_BASE+16) //0x40021410 
#define GPIOG_IDR_Addr    (GPIOG_BASE+16) //0x40021810 
#define GPIOH_IDR_Addr    (GPIOH_BASE+16) //0x40021C10 
#define GPIOI_IDR_Addr    (GPIOI_BASE+16) //0x40022010 
 
#define PA_O(n)   	BIT_ADDR(GPIOA_ODR_Addr,n)  //输出 
#define PA_I(n)    	BIT_ADDR(GPIOA_IDR_Addr,n)  //输入 

#define PB_O(n)   	BIT_ADDR(GPIOB_ODR_Addr,n)  //输出 
#define PB_I(n)    	BIT_ADDR(GPIOB_IDR_Addr,n)  //输入 

#define PC_O(n)   	BIT_ADDR(GPIOC_ODR_Addr,n)  //输出 
#define PC_I(n)    	BIT_ADDR(GPIOC_IDR_Addr,n)  //输入 

#define PD_O(n)   	BIT_ADDR(GPIOD_ODR_Addr,n)  //输出 
#define PD_I(n)    	BIT_ADDR(GPIOD_IDR_Addr,n)  //输入 

#define PE_O(n)   	BIT_ADDR(GPIOE_ODR_Addr,n)  //输出 
#define PE_I(n)    	BIT_ADDR(GPIOE_IDR_Addr,n)  //输入

#define PF_O(n)   	BIT_ADDR(GPIOF_ODR_Addr,n)  //输出 
#define PF_I(n)    	BIT_ADDR(GPIOF_IDR_Addr,n)  //输入

#define PG_O(n)   	BIT_ADDR(GPIOG_ODR_Addr,n)  //输出 
#define PG_I(n)    	BIT_ADDR(GPIOG_IDR_Addr,n)  //输入

#define PH_O(n)   	BIT_ADDR(GPIOH_ODR_Addr,n)  //输出 
#define PH_I(n)    	BIT_ADDR(GPIOH_IDR_Addr,n)  //输入

#define PI_O(n)			BIT_ADDR(GPIOI_ODR_Addr,n)  //输出 
#define PI_I(n)   	BIT_ADDR(GPIOI_IDR_Addr,n)  //输入

void PA_BUS_O(unsigned int num);
unsigned int PA_BUS_I(void);

void PB_BUS_O(unsigned int num);
unsigned int PB_BUS_I(void);

void PC_BUS_O(unsigned int num);
unsigned int PC_BUS_I(void);

void PD_BUS_O(unsigned int num);
unsigned int PD_BUS_I(void);

void PE_BUS_O(unsigned int num);
unsigned int PE_BUS_I(void);

void PF_BUS_O(unsigned int num);
unsigned int PF_BUS_I(void);

void PG_BUS_O(unsigned int num);
unsigned int PG_BUS_I(void);

void PH_BUS_O(unsigned int num);
unsigned int PH_BUS_I(void);

void PI_BUS_O(unsigned int num);
unsigned int PI_BUS_I(void);

#endif


#include "GPIO.h"

void PA_BUS_O(unsigned int num)  //输入值num最大为0xFFFF
{
	int i;
	for(i=0;i<16;i++)
	{
		PA_O(i)=(num>>i)&0x0001;
	}
}
unsigned int PA_BUS_I(void)  //输出值num最大为0xFFFF
{
	unsigned int num;
	int i;
	for(i=0;i<16;i++)
	{
		num=num+(PA_I(i)<<i)&0xFFFF;
	}
	return num;
}

void PB_BUS_O(unsigned int num)  //输入值num最大为0xFFFF
{
	int i;
	for(i=0;i<16;i++)
	{
		PB_O(i)=(num>>i)&0x0001;
	}
}
unsigned int PB_BUS_I(void)  //输出值num最大为0xFFFF
{
	unsigned int num;
	int i;
	for(i=0;i<16;i++)
	{
		num=num+(PB_I(i)<<i)&0xFFFF;
	}
	return num;
}

void PC_BUS_O(unsigned int num)  //输入值num最大为0xFFFF
{
	int i;
	for(i=0;i<16;i++)
	{
		PC_O(i)=(num>>i)&0x0001;
	}
}
unsigned int PC_BUS_I(void)  //输出值num最大为0xFFFF
{
	unsigned int num;
	int i;
	for(i=0;i<16;i++)
	{
		num=num+(PC_I(i)<<i)&0xFFFF;
	}
	return num;
}

void PD_BUS_O(unsigned int num)  //输入值num最大为0xFFFF
{
	int i;
	for(i=0;i<16;i++)
	{
		PD_O(i)=(num>>i)&0x0001;
	}
}
unsigned int PD_BUS_I(void)  //输出值num最大为0xFFFF
{
	unsigned int num;
	int i;
	for(i=0;i<16;i++)
	{
		num=num+(PD_I(i)<<i)&0xFFFF;
	}
	return num;
}

void PE_BUS_O(unsigned int num)  //输入值num最大为0xFFFF
{
	int i;
	for(i=0;i<16;i++)
	{
		PE_O(i)=(num>>i)&0x0001;
	}
}
unsigned int PE_BUS_I(void)  //输出值num最大为0xFFFF
{
	unsigned int num;
	int i;
	for(i=0;i<16;i++)
	{
		num=num+(PE_I(i)<<i)&0xFFFF;
	}
	return num;
}

void PF_BUS_O(unsigned int num)  //输入值num最大为0xFFFF
{
	int i;
	for(i=0;i<16;i++)
	{
		PF_O(i)=(num>>i)&0x0001;
	}
}
unsigned int PF_BUS_I(void)  //输出值num最大为0xFFFF
{
	unsigned int num;
	int i;
	for(i=0;i<16;i++)
	{
		num=num+(PF_I(i)<<i)&0xFFFF;
	}
	return num;
}

void PG_BUS_O(unsigned int num)  //输入值num最大为0xFFFF
{
	int i;
	for(i=0;i<16;i++)
	{
		PG_O(i)=(num>>i)&0x0001;
	}
}
unsigned int PG_BUS_I(void)  //输出值num最大为0xFFFF
{
	unsigned int num;
	int i;
	for(i=0;i<16;i++)
	{
		num=num+(PG_I(i)<<i)&0xFFFF;
	}
	return num;
}

void PH_BUS_O(unsigned int num)  //输入值num最大为0xFFFF
{
	int i;
	for(i=0;i<16;i++)
	{
		PH_O(i)=(num>>i)&0x0001;
	}
}
unsigned int PH_BUS_I(void)  //输出值num最大为0xFFFF
{
	unsigned int num;
	int i;
	for(i=0;i<16;i++)
	{
		num=num+(PH_I(i)<<i)&0xFFFF;
	}
	return num;
}

void PI_BUS_O(unsigned int num)  //输入值num最大为0xFFFF
{
	int i;
	for(i=0;i<16;i++)
	{
		PI_O(i)=(num>>i)&0x0001;
	}
}
unsigned int PI_BUS_I(void)  //输出值num最大为0xFFFF
{
	unsigned int num;
	int i;
	for(i=0;i<16;i++)
	{
		num=num+(PI_I(i)<<i)&0xFFFF;
	}
	return num;
}

二、如何判断MCU的外设是否支持位带

根据《ARM Cortex-M3与Cortex-M4权威指南(第3版)》中第6章第7节描述
在这里插入图片描述
也就是说 要实现对GPIO的位带操作 必须保证GPIO位于外设区域的第一个1MB中
第一个1MB应该是0x4010 0000之前 位带不是直接操作地址 而是操作地址映射 地址映射被操作以后 MCU自动会修改对应寄存器的值

位带区只有1MB 所以只能改0x4000 0000 - 0x400F FFFF的寄存器
像F4系列 GPIO的首地址为0x4002 0000 就可以用位带来更改

STM32L476的GPIO就不行：
在这里插入图片描述
AHB2的都不能用位带
ABP 还有AHB1都可以用
在这里插入图片描述
但是L476的寄存器里面 GPIO和ADC都是AHB2

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