【原创】]讲一讲BIT__BAND

feigou

【原创】]讲一讲BIT__BAND [复制链接]

看见cm3的BIT_BAND很有意思，仔细琢磨了一下，和大家一起分享！
首先追溯到51，51单片机RAM内从从20H往后到3FH是位访问区，每一个字节的每一个位也对应有从00h开始的的每一个字节的最后一位，例如20H.0对应00h，20H.1对应于01h，.....其中00h,01h中起作用的也只是最后一位，其他位都是没意义的，又如FLAG1 BIT 00H，这样的话如果Setb FLAG1 这条语句执行，实际上市对RAM中20H这个字节的Bit0置一了，由此看来，这能ARM也是受Intel的影响和启发啊！
其次：开始讲cm3的BIT_BAND，处理器存储器映射包括两个 bit-banding 区域。它们分别为 SRAM 和外设存储区域中的最低的 1MB。这些 bit-band 区域将存储器别名区的一个字映射为 bit-band 区的一个位。 请看下图：file:///C:/Documents%20and%20Settings/jishu/桌面/isp/未命名.jpg
图中1M的  bit  band区域的每一个字节的每一位分别有 bit  band别名区的每一个字（四字节）对应，那么，这是不是和51的位区原理一样啊？呵呵，但是我们要知道，这里的位区可不是51里面的那么几十个字节啊，而是偌大的空间，很多人会认为，这样好浪费啊，每一个位对应一个字，那么这个字的其他剩余31个字节就等于是浪费的啊，虽然这是对的，是有点浪费，但是这样做的好处是不可估量的，想象看吧，我们这么举个例子来看看，就比如说现在忘SRAM的首地址写一个字节吧，也就是地址：0x2000 0000 ，但是我们想往0x2000 0000 这个字节的bit 3写1而保证其他的位都不发生变化，我们会怎么做，当然了，这肯定都会，就是一个读-修改-写的过程嘛，首先读出来这个字节给一个temp临时字节类型变量，然后同11110111b相与，然后再把temp给0x2000 0000完成位修改的操作 ,这样麻烦啊，还要定义一个变量，还一不小心把别的位也改变了，岂不出问题？现在好了，我们知道0x2000 0000这个字节对应的bit 0位是对应在别名区的0x2200 0000 往后的一个字（四字节）中，那么，我现在直接像这个别名区写一个最后一位为1就可以了的一个字：(*(u32 *) 0x2200 000b) = 1，这样一条语句就可以往0x2000 0000 这一字节的bit 3写1了，不用定义变量，不用担心会影响其他位，这样带来的好处同刚才我们认为的浪费空间的想法来比，不言而喻啦！
第三：方法和思想都清楚啦，接下来就是要寻找一个有效的方法来高效的写入啦，否则要是这样写一个位都算老半天该往那一个别名区的地址里写数，那可就麻烦了，所以请大家先看一个图，我手画然后扫描上去的，不是很好看，大家将就着看吧，别因为我图画的不好就认为我人品不好啊，我可是花了半天时间扫描的呢：
C:Documents and Settingsjishu桌面isp1.jpg
Cortex-M3 存储器映射有 2 个 32MB 别名区，它们被映射为两个 1MB 的 bit-band 区： 32MB SRAM 别名区和32MB 外设别名区，我这里图示的是SRAM位区同他们的别名区所对应的关系：
SRAM是从0x2000 0000 开始的，他的别名区是从0x2200 0000 开始的，这一点首先要弄清楚，0x2000 0000的每一个位对应于0x2200 0000 往后的一个一个字，如：(0x2200 0000).0对应0x2200 0000 ~0x2200 0003这一个字空间，你只需要定义一个指向32位地址的指针：(u32 *) 0x2200 0000，往这个指针对应的地址中写1就是对：(0x2200 0000).0这一位置一，写0就是清零，诚然，这个别名区的一个字中，1到31位都没有用到，也就是我们先前所说的浪费空间问题，不过优点已经很明显了！依此类推，向图中的0x2000 4001的第 3位，图上是BIT 3（我这里没有将第一位写成BIT0）写1，那么由途中对应的关系，我们就应该向0x2208 0024地址往后的四个字节中写1即：
   *((u32 *)0x2208 0024)=1;这怎么用公式算呢，很好算，首先我们先确定两个区的基地址，我现在要向
 0x2000 4001的第三位写一，它偏移了0x2000 0000 一共是（0x2000 4001 -0x2000 0000）个字节外加3位，而图中我们可以看到，位区的每一个字节的每一个位对应别名区中四个字节，所以总的表达式是：
0x2200 0000 +（0x2000 4001 -0x2000 0000）*8*4  +3*4   这样表达式就小荷才露尖尖角啦：会变的部分有两个：
1.（0x2000 4001 -0x2000 0000），我们称其为字节偏移，用byte_offset表示
2. 3  ，这个我们称其为比特偏移，用bit_offset表示，
那么通用表达式就是：
0x2200 0000 +(byte_offset*32)+(bit_offset*4),得出的便是在别名区中相对于首地址0x2200 0000偏移的字节数。
当然啦，我们这里是对SRAM而言的，如果对外设位区的话，那么以上式子中就不是0x2200 0000了，而应该改成0x4200 0000 啦，说到这里，大家都应该龇牙笑了吧？因为都懂了，不会吧？你为什么不笑，还不懂？那和我联系好了：chuzhujun@foxmail.com
 
 

ljlixian1

                                 还有一个图，这个图我弄不好啊，不是在应该放的位置，斑竹可以的话，帮忙编辑一下哈！

fujianfeng

位带区与位带别名区的膨胀对应关系图！

不过 人家权威指南写的比楼主的好多些。

truelygo

合理的使用Bit-band功能，将大大简化操作。
例如：将以下定义的数组中的数据通过GPIOA的PIN0口输出：

1，在SRAM的0x20004000地址定义个长度为512字节的数组。
     #pragma location=0x20004000
    __root __no_init u8 Buffer[512]; 
    
    该数组的首字节的BIT0对应的Bit-band地址为：
    0x22000000 + (0x4000 × 32) + (0 × 4) = 0x22080000
    该数组的第二个字节的BIT3对应的Bit-band地址为：
    0x22000000 + (0x4001 × 32) + (3 × 4) = 0x2208002C

2， GPIOA的Port output data寄存器位于地址0x4001080C，那么对于GPIOA的PIN0来说，控制其输出电平的比特位的Bit-band地址为：
    0x42000000 + (0x1080C × 32) + (0 × 4) = 0x42021018

3.不使用Bit-band功能：

for(u16 cnt=0; cnt<512; cnt++) {
   for(u8 num=0; num<8; num++) {
      if((Buffer[cnt] >>num) 
        & 0x00000001) {
         GPIOA->BSRR = 1;
      }
      else {
         GPIOA->BRR = 1;
      }
   }
}

4.使用Bit-band功能：

u32 *pBuffer = ((u32*)0x22080000;
u16 cnt = 512 * 8;

While (cnt--){
   (*((u32*) 0x42021018)) = *pBuffer++;
}

xiaozhou

                                 对，关键是灵活运用，楼上说的好，您给出了ST研讨会的那几个例子，我本来也准备给出来，后来想准备放到下次贴出来吧，呵呵，没想到楼上帮我贴上了，谢谢啊！

weipingid

                                  

北极光

例如 
在RAM中：
struct  th_bb
{

 unsigned a:1 ;
 unsigned b:1 ;
 unsigned c:1 ;
 unsigned d:1 ;
 unsigned e:1 ;
 unsigned f:1 ;

}
;

要把 f  位 置1，用 位带区 操作，该如何？

fyge_free

你的unsigned是什么意思啊？应该注明到底是字节  半字  或者是字啊   这样定义有错的！
不过你的想法我知道了，你定义了一个结构体首先必须要定位好你的结构体在RAM中什么地方，你可以通过两种方法：
1：自己把它放到自己想放的RAM中的地方
比如：
   #pragma location=0x20004000
    __root __no_init u8 Buffer[512]; 
2：定义一个同你的数据类型一致的指针，比如你的那个结构体的话，
  即可以：th_bb  *p_th_bb;
  然后你取&p_th_bb  得到的地址便是你结构体的首地址，
接下来就需要用到上面的公式算出其别名区所在的地址了，接下来可以参照4楼的例子进行对结构体中的单独一位进行置位或者复位



然后再定义一个字指针：u32 * IOA_Point;
并且IOA_Point = (u32 *) (0x42000000 + (0x1080C × 32) + (0 × 4));
这就将GPIOA的位带别名区的首地址给了IOA_Point ，

sgb0321

                                 光讲这些有什么用啊 关键是要怎么象51那样能直接定义位变量才有用

mpc

                                  

zzfei90

嗯　不错　是该谢谢楼主了　这两天正想看一下这个东西到底是怎么个回事儿　一直迷惘着呢　经过楼主这么一说　好像还真就是那么回事儿　我原来一直不知道是干什么用的　现在了解了　哈哈

历史的天空

有几个问题想请教您。
      我现在想在LM3S8962 上使用 I2C 外扩IO，我在控制IO的时候需要，需要单独控制1位，也就是说我原来想控制一个字节中单独1位，是像你所说的那样，用与，异或等方式来实现，而且很容易误操作，如果用位带特性来操作的话应该很简单。
       我的问题是：如何定义一个属于位带特性的字节变量？又如何实在对应内存区，对其操作？
                            有没有这样的例程能参照一下?