STM32寄存器

存储器及存储器映射

芯片内部结构

芯片（这里指内核，或者叫 CPU）和外设之间通过各种总线连接，其中驱动单元有 4 个，被动单元也有 4 个，为了方便理解，我们都可以把驱动单元理解成是CPU 部分，被动单元都理解成外设。

 系统框图

下面来介绍驱动单元和被动单元

驱动单元

ICode总线

ICode 中的 I 表示 Instruction，即指令。我们写好的程序编译之后都是一条条指令，存放在 FLASH中，内核要读取这些指令来执行程序就必须通过 ICode 总线，它几乎每时每刻都需要被使用，它是专门用来取指的。

 

DCode 中的 D 表示 Data，即数据，那说明这条总线是用来取数的。我们在写程序的时候，数据有常量和变量两种，常量就是固定不变的，用 C 语言中的 const 关键字修饰，是放到内部的 FLASH当中的，变量是可变的，不管是全局变量还是局部变量都放在内部的 SRAM。因为数据可以被Dcode 总线和 DMA 总线访问，所以为了避免访问冲突，在取数的时候需要经过一个总线矩阵来仲裁，决定哪个总线在取数。

 

System 即系统总线主要是访问外设的寄存器，我们通常说的寄存器编程，即读写寄存器都是通过这根系统总线来完成的。

 DMA 总线也主要是用来传输数据，这个数据可以是在某个外设的数据寄存器，可以在 SRAM，可以在内部的 FLASH。因为数据可以被 Dcode 总线和 DMA 总线访问，所以为了避免访问冲突，在取数的时候需要经过一个总线矩阵来仲裁，决定哪个总线在取数。

 被动单元

内部的闪存存储器即 FLASH，我们编写好的程序就放在这个地方。内核通过 ICode 总线来取里
面的指令。

内部的 SRAM，即我们通常说的 RAM，程序的变量，堆栈等的开销都是基于内部的 SRAM。内核通过 DCode 总线来访问它。

FSMC 的英文全称是 Flexible static memory controller，叫灵活的静态的存储器控制器，是
STM32F10xx 中一个很有特色的外设，通过 FSMC，我们可以扩展内存，如外部的 SRAM， NANDFLASH 和 NORFLASH。但有一点我们要注意的是， FSMC 只能扩展静态的内存，即名称里面的S： static，不能是动态的内存，比如 SDRAM 就不能扩展。

从 AHB 总线延伸出来的两条 APB2 和 APB1 总线，上面挂载着 STM32 各种各样的特色外设。我们经常说的 GPIO、串口、 I2C、 SPI 这些外设就挂载在这两条总线上，这个是我们学习 STM32 的重点，就是要学会编程这些外设去驱动外部的各种设备。

 存储器映射

被控单元的 FLASH， RAM， FSMC 和 AHB 到 APB 的桥（即片上外设），这些功能部件共同排列在一个 4GB 的地址空间内。我们在编程的时候，可以通过他们的地址找到他们，然后来操作他们。

存储器本身不具有地址信息，它的地址是由芯片厂商或用户分配，给存储器分配地址的过程就称为存储器映射，

 存储器区域功能划分

重点

Block2 用于设计片内的外设，根据外设的总线速度不同， Block 被分成了 APB 和 AHB 两部分，
其中 APB 又被分为 APB1 和 APB2。

寄存器及寄存器映射

在存储器 Block2 这块区域，设计的是片上外设，它们以四个字节为一个单元，共 32bit，每一个单元对应不同的功能，当我们控制这些单元时就可以驱动外设工作。我们可以找到每个单元的起始地址，然后通过 C 语言指针的操作方式来访问这些单元，如果每次都是通过这种地址的方式来访问，不仅不好记忆还容易出错

这时我们可以根据每个单元功能的不同，以功能为名给这个内存单元取一个别名，这个别名就是我们经常说的寄存器

这个给已经分配好地址的有特定功能的内存单元取别名的过程就叫寄存器映射。
 

STM32 的外设地址映射

片上外设区分为三条总线，根据外设速度的不同，不同总线挂载着不同的外设， APB1 挂载低速外设， APB2 和 AHB 挂载高速外设。相应总线的最低地址我们称为该总线的基地址，总线基地址也是挂载在该总线上的首个外设的地址。其中 APB1 总线的地址最低，片上外设从这里开始，也叫外设基地址。

总线基地址 

外设基地址

总线上挂载着各种外设，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 外设基地址”，也叫 XX 外设的边界地址。

外设寄存器

在 XX 外设的地址范围内，分布着的就是该外设的寄存器。以 GPIO 外设为例， GPIO 是通用输入输出端口的简称，简单来说就是 STM32 可控制的引脚，基本功能是控制引脚输出高电平或者低电平。最简单的应用就是把 GPIO 的引脚连接到 LED 灯的阴极， LED 灯的阳极接电源，然后通过 STM32 控制该引脚的电平，从而实现控制 LED 灯的亮灭。
GPIO 有很多个寄存器，每一个都有特定的功能。每个寄存器为 32bit，占四个字节，在该外设的基地址上按照顺序排列，寄存器的位置都以相对该外设基地址的偏移地址来描述。这里我们以GPIOB 端口为例，来说明 GPIO 都有哪些寄存器。（具体功能放在下一章寄存器LED中）。