从寄存器到库函数

最新推荐文章于 2025-03-06 15:46:51 发布
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分类专栏： stm32 文章标签： 单片机 stm32 c语言
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本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/qq_54529723/article/details/128570531
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文章详细介绍了如何将STM32F10x芯片的寄存器操作通过宏定义和结构体封装，提高代码可读性和可移植性。首先，通过定义基地址和结构体，将直接的地址操作转换为结构体成员访问。然后，创建了端口置位和复位的函数，简化了对GPIO引脚的操作。最后，通过枚举类型和结构体初始化，进一步封装了GPIO配置，使得配置过程更加直观且易于在不同项目中复用。

摘要生成于 C知道 ，由 DeepSeek-R1 满血版支持， 前往体验 >

（程序在文章结尾）
直接从地址编程到库封装
#include "stm32f10x.h"
int main(void)
{
//使能时钟
* (unsigned int *)  0X4002 1018 |=(1<<3);   
//配置CRL寄存器   配置IO口输出模式
* (unsigned int *)  0X4001 0C00 |=((1)<<(4*0));
//配置ODR寄存器   
   * (unsigned int *)  0X4001 0C0C &=^(1<<0);
}
寄存器映射
#define PERIPH_BASE      ((unsigned int)0x40000000)    //基地址
#define APB1PERIPH_BASE  PERIPH_BASE                //APB1及地址
#define APB2PERIPH_BASE  (PERIPH_BASE  + 0x10000000)//APB2基地址
#define AHBPERIPH_BASE   (PERIPH_BASE + 0x20000000)//AHB基地址
#define RCC_BASE        (AHBPERIPH_BASE+0x1000)           //RCC基地址
#define GPIOB_BASE      (APB2PERIPH_BASE+0X0C00)         //GPIOB基地址
#define RCC_APB2ENR     (unsigned int*)(RCC_BASE + 0x18)                //APB2使能
#define GPIOB_CRL     (unsigned int*)(RCC_BASE + 0x00)   //CRL寄存器基地址
#define GPIOB_CRH     (unsigned int*)(RCC_BASE + 0x04)  //CRH寄存器基地址
#define GPIOB_ODR     (unsigned int*)(RCC_BASE + 0x0c)  //ODR寄存器基地址
所以
//使能时钟
* (unsigned int *)  0X4002 1018 |=(1<<3);
修改为
RCC_APB2ENR   |=(1<<3);   
//配置CRL寄存器   配置IO口输出模式
* (unsigned int *)  0X4001 0C00 |=((1)<<(4*0));
修改为
GPIOB_CRL     |=((1)<<(4*0));
//配置ODR寄存器   
   * (unsigned int *)  0X4001 0C0C &=^(1<<0) ;
修改为
GPIOB_ODR     &=^(1<<0);
寄存器映射 代码可读性增强
#include "stm32f10x.h"
int main(void)
{
//使能时钟
RCC_APB2ENR |=(1<<3);   
GPIOB_CRL |=((1)<<(4*0));
//配置ODR寄存器   
GPIOB_ODR &=^(1<<0);
}

1)封装

#define PERIPH_BASE      ((unsigned int)0x40000000)    //基地址
#define APB1PERIPH_BASE  PERIPH_BASE                //APB1及地址
#define APB2PERIPH_BASE  (PERIPH_BASE  + 0x10000000)//APB2基地址
#define AHBPERIPH_BASE   (PERIPH_BASE + 0x20000000)//AHB基地址
#define RCC_BASE        (AHBPERIPH_BASE+0x1000)           //RCC基地址
#define GPIOB_BASE      (APB2PERIPH_BASE+0X0C00)         //GPIOB基地址
#define RCC_APB2ENR     (unsigned int*)(RCC_BASE + 0x18)                //APB2使能
typedef unsigned int uint32_t
typedef unsigned short uint16_t
//通过结构体访问寄存器
//利用结构体连续访问内存的特点,每次偏移4个字节，正好对应偏移量
typedef shurt
{
    uint32_t CRL;    //CRL偏移量为0
    uint32_t CRH;    //CRH偏移量为0X04
    uint32_t IDR;    //IDR偏移量为0X08
    uint32_t ODR;    //ODR偏移量为0X0C
    uint32_t BSRR;   //BSRR偏移量为0X10
    uint32_t BRR;    //BRR偏移量为0X14
    uint32_t LCKR;   //LCKR偏移量为0X18
}GPIO_Typedef;     
typedef struct
{
    uint32_t CR;
    uint32_t CFGR;
    uint32_t CIR;
    uint32_t APB2RSTR;
    uint32_t APB1RSTR;
    uint32_t AHBENR;
    uint32_t APB2ENR;
    uint32_t APB1ENR;
    uint32_t BDCR;
    uint32_t CSR;
}RCC_TypeDef;
#define RCC     ((RCC_TypeDef*)RCC_BASE)
#define GPIOB ((GPIO_Typedef*)GPIO_BASE)    //令GPIO_Typedef的基地址为GPIO_BASE地址
通过以上程序将地址指向以下内存
#include "stm32f10x.h"
int main(void)
{
//使能时钟
RCC_APB2ENR |=(1<<3);   
GPIOB_CRL |=((1)<<(4*0));
//配置ODR寄存器   
GPIOB_ODR &=^(1<<0);
}
可修改为
#include "stm32f10x.h"
int main(void)
{
//使能时钟
RCC_APB2ENR |=(1<<3);
//配置IO口输出   
GPIOB->CRL |=((1)<<(4*0));
//配置ODR寄存器   
GPIOB->ODR &=^(1<<0);
};

2)端口置位复位函数编写

void GPIO_SetBits(GPIO_TypeDef *GPIOx,uint16_t GPIO_Pin)
{
    GPIOx->BSRR |= GPIO_Pin;
}
void GPIO_ResetBits( GPIO_TypeDef *GPIOx,uint16_t GPIO_Pin )
{
    GPIOx->BRR |= GPIO_Pin;
}
void GPIO_Init(GPIO_TypeDef* GPIOx, GPIO_InitTypeDef* GPIO_InitStruct)
BSRR寄存器可以对ODR寄存器进行置一
BRR寄存器可以对ODR寄存器进行置0
//宏定义
#define GPIO_Pin_0    ((uint16_t)0x0001)  /*!< 选择Pin0 */    //(00000000 00000001)b
#define GPIO_Pin_1    ((uint16_t)0x0002)  /*!< 选择Pin1 */    //(00000000 00000010)b
#define GPIO_Pin_2    ((uint16_t)0x0004)  /*!< 选择Pin2 */    //(00000000 00000100)b
#define GPIO_Pin_3    ((uint16_t)0x0008)  /*!< 选择Pin3 */    //(00000000 00001000)b
#define GPIO_Pin_4    ((uint16_t)0x0010)  /*!< 选择Pin4 */    //(00000000 00010000)b
#define GPIO_Pin_5    ((uint16_t)0x0020)  /*!< 选择Pin5 */    //(00000000 00100000)b
#define GPIO_Pin_6    ((uint16_t)0x0040)  /*!< 选择Pin6 */    //(00000000 01000000)b
#define GPIO_Pin_7    ((uint16_t)0x0080)  /*!< 选择Pin7 */    //(00000000 10000000)b
#define GPIO_Pin_8    ((uint16_t)0x0100)  /*!< 选择Pin8 */    //(00000001 00000000)b
#define GPIO_Pin_9    ((uint16_t)0x0200)  /*!< 选择Pin9 */    //(00000010 00000000)b
#define GPIO_Pin_10   ((uint16_t)0x0400)  /*!< 选择Pin10 */   //(00000100 00000000)b
#define GPIO_Pin_11   ((uint16_t)0x0800)  /*!< 选择Pin11 */   //(00001000 00000000)b
#define GPIO_Pin_12   ((uint16_t)0x1000)  /*!< 选择Pin12 */   //(00010000 00000000)b
#define GPIO_Pin_13   ((uint16_t)0x2000)  /*!< 选择Pin13 */   //(00100000 00000000)b
#define GPIO_Pin_14   ((uint16_t)0x4000)  /*!< 选择Pin14 */   //(01000000 00000000)b
#define GPIO_Pin_15   ((uint16_t)0x8000)  /*!< 选择Pin15 */   //(10000000 00000000)b
#define GPIO_Pin_All  ((uint16_t)0xFFFF)  /*!< 选择全部引脚*/ //(11111111 11111111)b
main函数修改为
#include "stm32f10x.h"
int main(void)
{
    RCC->APB2ENR  |=  ( (1) << 3 );
    
    // 配置IO口为输出
    GPIOB->CRL &=  ~( (0x0f) << (4*0) );
    GPIOB->CRL |=  ( (1) << (4*0) );
    
    GPIO_SetBits(GPIOB,GPIO_Pin_1);
    GPIO_ResetBits( GPIOB,GPIO_Pin_1 );
};

3)完全封装

typedef enum
{
  GPIO_Speed_10MHz = 1,         // 10MHZ        (01)b
  GPIO_Speed_2MHz,              // 2MHZ         (10)b
  GPIO_Speed_50MHz              // 50MHZ        (11)b
}GPIOSpeed_TypeDef;
typedef enum
{ GPIO_Mode_AIN = 0x0,           // 模拟输入     (0000 0000)b
  GPIO_Mode_IN_FLOATING = 0x04,  // 浮空输入     (0000 0100)b
  GPIO_Mode_IPD = 0x28,          // 下拉输入     (0010 1000)b
  GPIO_Mode_IPU = 0x48,          // 上拉输入     (0100 1000)b
  
  GPIO_Mode_Out_OD = 0x14,       // 开漏输出     (0001 0100)b
  GPIO_Mode_Out_PP = 0x10,       // 推挽输出     (0001 0000)b
  GPIO_Mode_AF_OD = 0x1C,        // 复用开漏输出 (0001 1100)b
  GPIO_Mode_AF_PP = 0x18         // 复用推挽输出 (0001 1000)b
}GPIOMode_TypeDef;
typedef struct
{
    uint16_t GPIO_Pin;
    uint16_t GPIO_Speed;
    uint16_t GPIO_Mode;
}GPIO_InitTypeDef;
void GPIO_SetBits(GPIO_TypeDef *GPIOx,uint16_t GPIO_Pin);
void GPIO_ResetBits( GPIO_TypeDef *GPIOx,uint16_t GPIO_Pin );
void GPIO_Init(GPIO_TypeDef* GPIOx, GPIO_InitTypeDef* GPIO_InitStruct);//（GPIO_Iint()函数过于复杂，会用即可）
  
main函数修改为
#include "stm32f10x.h"
int main(void)
{
    GPIO_InitTypeDef  GPIO_InitStructure;
    
    // 打开 GPIOB 端口的时钟
    RCC->APB2ENR  |=  ( (1) << 3 );
    
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);    
    GPIO_SetBits(GPIOB,GPIO_Pin_0);
    GPIO_ResetBits( GPIOB,GPIO_Pin_0 );
};

4)提高程序可移植性

可以多采用宏定义，方便修改，因人而异
#define   LED_G_GPIO_PORT                   GPIOB
#define   LED_G_GPIO_CLK_ENABLE            (RCC->APB2ENR  |=  ( (1) << 3 ))
#define   LED_G_GPIO_PIN                    GPIO_Pin_1
程序如下
提取码：qhq2
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