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高手带你解析STM32 BSRR BRR ODR 寄存器

来源:21ic整理 关键字:STM32   单片机   寄存器   
 一、用法 经常会看到类似如下的宏定义语句,用于对已经初始化后的 IO 口输出高、低电平。 #define SET_BL_HIGH() GPIOA->BSRR=GPIO_Pin_0 #define SET_BL_LOW() GPIOA->BRR=GPIO_Pin_012 其作用类似于如下两个库函数, void GPIO_SetBits(GPIO_Typedef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin) void GPIO_ResetBits(GPIO_Typedef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin) 12 而且实际上这两个库函数就是通过修改BSRR,BRR寄存器的值来实现对 IO 口设置的。如下便是输出高电平的函数体: void GPIO_SetBits(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin) { /* Check the parameters */ assert_param(IS_GPIO_ALL_PERIPH(GPIOx)); assert_param(IS_GPIO_PIN(GPIO_Pin)); GPIOx->BSRR = GPIO_Pin; }12345678 因此,使用宏或者库函数本质上都是一样的。区别在于使用宏更快,而使用函数更灵活。 二、解释 BSRR 和 BRR 都是 STM32 系列 MCU 中 GPIO 的寄存器。 BSRR 称为端口位设置/清楚寄存器,BRR称为端口位清除寄存器。 BSRR 低 16 位用于设置 GPIO 口对应位输出高电平,高 16 位用于设置 GPIO 口对应位输出低电平。 BRR 低 16 位用于设置 GPIO 口对应位输出低电平。高 16 位为保留地址,读写无效。 所以理论上来讲,BRR 寄存器的功能和 BSRR 寄存器高 16 位的功能是一样的。也就是说,输出低电平的宏语句,可以有如下两种写法。 #define SET_BL_LOW() GPIOA->BRR=GPIO_Pin_0 等价于 #define SET_BL_LOW() GPIOA->BSRR=GPIO_Pin_0 << 16 123 这么来看的话,其实 BRR 寄存器是比较多余的。而实际上,在最新的 STM32F4 系列 MCU 的 GPIO 寄存器中,已经找不到 BRR 寄存器了,仅保留了 BSRR 寄存器用于实现端口输出高低电平。因此,在 STM32F4 系列 MCU 的库函数中,对 GPIO 口输出高低电平的函数为如下形式: void HAL_GPIO_WritePin(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin, GPIO_PinState PinState) { /* Check the parameters */ assert_param(IS_GPIO_PIN(GPIO_Pin)); assert_param(IS_GPIO_PIN_ACTION(PinState)); if(PinState != GPIO_PIN_RESET) { GPIOx->BSRR = GPIO_Pin; } else { GPIOx->BSRR = (uint32_t)GPIO_Pin << 16U; } }123456789101112131415 可见,不管是输出高还是输出低,都是对 BSRR 寄存器的操作。 三、BSRR、BRR、 ODR 之间的关系 配置 BSRR , BRR 是为了对端口输出进行配置,而 ODR 寄存器也是用于输出数据的寄存器,一个 ODR 寄存器控制了一组(16位)的 GPIO 输出。因此,对 ODR 进行修改也可以到达对 IO 口输出进行配置。 但是,由于对 ODR 寄存器的读写操作必须以 16 位的形式进行。因此,如果使用 ODR 改写数据以控制输出时,须采用“读-改-写”的形式进行。 假设需要对 GPIOA_Pin_6 输出高电平。采用改写 ODR 寄存器的方式时,使用“读-改-写”操作,代码如下: uint32_t temp; temp = GPIOA->ODR; temp = temp | GPIO_Pin_6; GPIOA->ODR = temp;1234 而使用改写 BSRR 寄存器时,仅需要使用如下语句: GPIOA->BSRR = GPIO_Pin_6;1 这是因为在修改 ODR 时,为了确保对端口 6 的修改不会影响到其他端口的输出,需要对端口的原始数据进行保存,之后再对端口 6 的值进行修改,最后再写入寄存器。而对 BSRR 的操作,是写 1 有效,写 0 不改变原状态,因此可以对端口 6 置 1,其他位保持为 0。BSRR 为 1 的位,会修改相应的 ODR 位,从而控制输出电平。 对 BSRR 的操作可以实现原子操作。因此在设置单个 IO 口输出时,使用 BSRR 进行操作会更加方便。 但也有例外的时候,在需要对单个IO口进行 Toggle 操作时(即对当前输出取反输出,当前输出为高则输出低,当前输出低则输出高),官方的库函数就是直接对 ODR 寄存器进行操作的。代码如下: void HAL_GPIO_TogglePin(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin) { /* Check the parameters */ assert_param(IS_GPIO_PIN(GPIO_Pin)); GPIOx->ODR ^= GPIO_Pin; }1234567 这是因为,0 和 1 与 1 进行异或操作被取反,0 和 1 与 0 进行异或操作保持原值。如下: 0 ^ 1 = 1 1 ^ 1 = 0 0 ^ 0 = 0 1 ^ 0 = 1
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