分享一个类似于位带操作IO的方法(读改写)

cortex

用过F4或者F7的知道，F7或者F7以上的不支持位带操作。对单个IO操作只能用度改写，一般形式如下:

1. 读改写方式：

复制代码

如果以前F4平台使用了位带操作，但是由于产品要求，需要用更高性能的F7。问题来了，需要修改大量的对IO操作的函数。

通过我的总结，发现可用用读改写的方式稍微修改，就和位带操作有点类似了：
1、定义如下结构体，作用就是把一个32位变量分成32个部分，每一个部分占用1位，可以直接操作某一位而不改变另外的位。操作方法其实也是读改写的方式，只不过是写法简单了。

1. typedef struct
   
2. {
   
3.         uint32_t BIT0  : 1;
   
4.         uint32_t BIT1  : 1;
   
5.         uint32_t BIT2  : 1;
   
6.         uint32_t BIT3  : 1;
   
7.         uint32_t BIT4  : 1;
   
8.         uint32_t BIT5  : 1;
   
9.         uint32_t BIT6  : 1;
   
10.         uint32_t BIT7  : 1;
    
11.         uint32_t BIT8  : 1;
    
12.         uint32_t BIT9  : 1;
    
13.         uint32_t BIT10 : 1;
    
14.         uint32_t BIT11 : 1;
    
15.         uint32_t BIT12 : 1;
    
16.         uint32_t BIT13 : 1;
    
17.         uint32_t BIT14 : 1;
    
18.         uint32_t BIT15 : 1;
    
19.         uint32_t BIT16 : 1;
    
20.         uint32_t BIT17 : 1;
    
21.         uint32_t BIT18 : 1;
    
22.         uint32_t BIT19 : 1;
    
23.         uint32_t BIT20 : 1;
    
24.         uint32_t BIT21 : 1;
    
25.         uint32_t BIT22 : 1;
    
26.         uint32_t BIT23 : 1;
    
27.         uint32_t BIT24 : 1;
    
28.         uint32_t BIT25 : 1;
    
29.         uint32_t BIT26 : 1;
    
30.         uint32_t BIT27 : 1;
    
31.         uint32_t BIT28 : 1;
    
32.         uint32_t BIT29 : 1;
    
33.         uint32_t BIT30 : 1;
    
34.         uint32_t BIT31 : 1;
    
35. }Bit_Type;
    
36. 
    
37. 
    
38. //输出寄存器
    
39. #define PAout(pin)         (*(Bit_Type *)&GPIOA->ODR).BIT ## pin
    
40. #define PBout(pin)         (*(Bit_Type *)&GPIOB->ODR).BIT ## pin
    
41. #define PCout(pin)         (*(Bit_Type *)&GPIOC->ODR).BIT ## pin
    
42. #define PDout(pin)         (*(Bit_Type *)&GPIOD->ODR).BIT ## pin
    
43. #define PEout(pin)         (*(Bit_Type *)&GPIOE->ODR).BIT ## pin
    
44. #define PFout(pin)         (*(Bit_Type *)&GPIOF->ODR).BIT ## pin
    
45. #define PGout(pin)         (*(Bit_Type *)&GPIOG->ODR).BIT ## pin
    
46. #define PHout(pin)         (*(Bit_Type *)&GPIOH->ODR).BIT ## pin
    
47. #define PIout(pin)         (*(Bit_Type *)&GPIOI->ODR).BIT ## pin
    
48. #define PJout(pin)         (*(Bit_Type *)&GPIOJ->ODR).BIT ## pin
    
49. #define PKout(pin)         (*(Bit_Type *)&GPIOK->ODR).BIT ## pin
    
50. 
    
51. //输入寄存器
    
52. #define PAin(pin)         (*(Bit_Type *)&GPIOA->IDR).BIT ## pin
    
53. #define PBin(pin)         (*(Bit_Type *)&GPIOB->IDR).BIT ## pin
    
54. #define PCin(pin)         (*(Bit_Type *)&GPIOC->IDR).BIT ## pin
    
55. #define PDin(pin)         (*(Bit_Type *)&GPIOD->IDR).BIT ## pin
    
56. #define PEin(pin)         (*(Bit_Type *)&GPIOE->IDR).BIT ## pin
    
57. #define PFin(pin)         (*(Bit_Type *)&GPIOF->IDR).BIT ## pin
    
58. #define PGin(pin)         (*(Bit_Type *)&GPIOG->IDR).BIT ## pin
    
59. #define PHin(pin)         (*(Bit_Type *)&GPIOH->IDR).BIT ## pin
    
60. #define PIin(pin)         (*(Bit_Type *)&GPIOI->IDR).BIT ## pin
    
61. #define PJin(pin)         (*(Bit_Type *)&GPIOJ->IDR).BIT ## pin
    
62. #define PKin(pin)         (*(Bit_Type *)&GPIOK->IDR).BIT ## pin

复制代码

2、实现跑马灯的翻转，编写以下代码，可以看到LED是可以闪烁的。

1. //定义宏(使用原子的板子，当然IO可以随意修改)
   
2. #define LED0        PBout(1)
   
3. #define LED1        PBout(0)
   
4. 
   
5. //在main函数的while(1)里实现如下代码：

复制代码

3、其实汇编代码和读改写是一样的，也就是以下代码是等价的，只是方便写代码，不容易出错。汇编代码就不贴了

1. PBout(0) = 0;  //等价于GPIOB->ODR &= ~(1<<0);
   
2. 
   
3. PBout(0) = 1;  等价于GPIOB->ODR |= 1<<1;

复制代码

4、但是呢还是有个小缺陷，因为是宏定义，所以是不能实现如下操作方式的：

1. n = 0;
   
2. PBout(n) = 0;
   
3. n = 1;
   
4. PBout(n) = 0;

复制代码

好久之前就想到了次方法，只是没时间贴出来，不知道次方法有没有什么问题，望广大各大佬们指教！

eric2013

改用BSRR寄存器效果更好，支持原子操作。

cortex

eric2013 发表于 2019-6-18 10:48
改用BSRR寄存器效果更好，支持原子操作。

BSRR和BRR速度是最快的，没有读改写的操作

missfox

bitband操作，这位老铁的实现是最秀的，也是最简单的，网上的其它实现方式都有些臃肿，不过不适合M7内核，因为M7不支持bitband

MDK：位区(bitband)操作新方法
https://www.amobbs.com/thread-4414916-1-1.html

cortex

missfox 发表于 2019-6-18 12:20
bitband操作，这位老铁的实现是最秀的，也是最简单的，网上的其它实现方式都有些臃肿，不过不适合M7内核， ...

还是广大网友厉害，各自借鉴。

myxiaonia

如果用mdk的话，可以给结构体指定一个位带属性，就会给你上述代码自动生成真正的位带操作

myxiaonia

missfox 发表于 2019-6-18 12:20
bitband操作，这位老铁的实现是最秀的，也是最简单的，网上的其它实现方式都有些臃肿，不过不适合M7内核， ...

是的 就是这种做法