STM32F103寄存器方式点亮LED流水灯

存储器本身没有地址信息，其地址由芯片制造商或用户分配给存储器 这个过程叫做存储器映射，具体见下图。若将另一个地址分配给存储器，则称为存储器重映射。

存储区域功能划分

在这 4GB 在地址空间中，ARM 粗线的平均分为 8 个块，每块 512MB，每个 块也规定了用途，具体分类见表格 6-1。每个块的大小都有 512MB，显然，这是非常大的。芯片片制造商在每个块的范围内设计具有自己特点的外设时，它们可能无法完成，只使用它们 只是部分。

存储功能分类

在这 8个 Block里面，有 三块很重要，也是我们最关心的三块。Block0用来设计 成内部 FLASH，Block1 用于内部设计 RAM，Block2 用于设计片上的外设。让我们在下面 简单介绍这三个 Block 里面的具体区域的功能划分。

存储器 Block0 内部区域功能划分

Block0 主要用于设计片 FLASH，我们使用的 STM32F103ZET6（霸道）和 STM32F103VET6（指南者）的 FLASH 都是 512KB，属于大容量。芯片内部集成更大 的 FLASH 或者 SRAM 这意味着芯片成本的增加，通常集成在芯片中 FLASH 不会太大，ST 512可以在追求性价比的同时实现KB，其实是良心之举。Block内部区域的功能划分见下表。

存储器Block1内部区域功能划分

Block1 用 于 设 计 片 内 的 SRAM 。 我 们 使 用 的 STM32F103ZET6 （ 霸 道 ） 和 STM32F103VET6(指南) SRAM 都是 64KB，Block 具体下表显示了内部区域的功能划分。

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

我们知道，存储器本身没有地址，给存储器分配地址的过程叫存储器映射，那什么叫 寄存器映射？寄存器到底是什么？

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。

比如，我们找到 GPIOB 端口的输出数据寄存器 ODR 的地址是 0x4001 0C0C（至于这 个地址如何找到可以先跳过，后面我们会有详细的讲解），ODR 寄存器是 32bit，低 16bit 有效，对应着 16 个外部 IO，写 0/1 对应的的 IO 则输出低/高电平。现在我们通过 C 语言指 针的操作方式，让 GPIOB 的 16 个 IO 都输出高电平。

通过绝对地址访问内存单元

 // GPIOB 端口全部输出 高电平
 *(unsigned int*)(0x4001 0C0C) = 0xFFFF;

0x4001 0C0C在我们看来是 GPIOB端口 ODR的地址，但是在编译器看来，这只是一个 普通的变量，是一个立即数，要想让编译器也认为是指针，我们得进行强制类型转换，把 它转换成指针，即(unsigned int *)0x4001 0C0C，然后再对这个指针进行 * 操作。 刚刚我们说了，通过绝对地址访问内存单元不好记忆且容易出错，我们可以通过寄存 器的方式来操作。

通过寄存器别名方式访问内存单元

// GPIOB 端口全部输出 高电平
#define GPIOB_ODR (unsigned int*)(GPIOB_BASE+0x0C)
* GPIOB_ODR = 0xFF;

为了方便操作，我们干脆把指针操作“*”也定义到寄存器别名里面.

// GPIOB 端口全部输出 高电平
#define GPIOB_ODR *(unsigned int*)(GPIOB_BASE+0x0C)
GPIOB_ODR = 0xFF;

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。

以 GPIO 这个外设来讲解外设的基地址，GPIO 属于高速的外设 ，挂载到 APB2 总线上。

外设寄存器

封装总线和外设基地址

在编程上为了方便理解和记忆，我们把总线基地址和外设基地址都以相应的宏定义起 来，总线或者外设都以他们的名字作为宏名。

总线和外设基址宏定义：

1 /* 外设基地址 */
2 #define PERIPH_BASE ((unsigned int)0x40000000)
3 
4 /* 总线基地址 */
5 #define APB1PERIPH_BASE PERIPH_BASE
6 #define APB2PERIPH_BASE (PERIPH_BASE + 0x00010000)
7 #define AHBPERIPH_BASE (PERIPH_BASE + 0x00020000)
8 
9 
10 /* GPIO 外设基地址 */
11 #define GPIOA_BASE (APB2PERIPH_BASE + 0x0800)
12 #define GPIOB_BASE (APB2PERIPH_BASE + 0x0C00)
13 #define GPIOC_BASE (APB2PERIPH_BASE + 0x1000)
14 #define GPIOD_BASE (APB2PERIPH_BASE + 0x1400)
15 #define GPIOE_BASE (APB2PERIPH_BASE + 0x1800)
16 #define GPIOF_BASE (APB2PERIPH_BASE + 0x1C00)
17 #define GPIOG_BASE (APB2PERIPH_BASE + 0x2000)
18 
19 
20 /* 寄存器基地址，以 GPIOB 为例 */
21 #define GPIOB_CRL (GPIOB_BASE+0x00)
22 #define GPIOB_CRH (GPIOB_BASE+0x04)
23 #define GPIOB_IDR (GPIOB_BASE+0x08)
24 #define GPIOB_ODR (GPIOB_BASE+0x0C)
25 #define GPIOB_BSRR (GPIOB_BASE+0x10)
26 #define GPIOB_BRR (GPIOB_BASE+0x14)
27 #define GPIOB_LCKR (GPIOB_BASE+0x18)

首先定义了 “片上外设”基地址 PERIPH_BASE，接着在 PERIPH_BASE 上加 入各个总线的地址偏移，得到 APB1 、 APB2 总线的地址 APB1PERIPH_BASE 、 APB2PERIPH_BASE，在其之上加入外设地址的偏移，得到 GPIOA-G 的外设地址，最后在 外设地址上加入各寄存器的地址偏移，得到特定寄存器的地址。一旦有了具体地址，就可 以用指针读写。

使用指针控制BSRR寄存器：

1 /* 控制 GPIOB 引脚 0 输出低电平(BSRR 寄存器的 BR0 置 1) */
2 *(unsigned int *)GPIOB_BSRR = (0x01<<(16+0));
3 
4 /* 控制 GPIOB 引脚 0 输出高电平(BSRR 寄存器的 BS0 置 1) */
5 *(unsigned int *)GPIOB_BSRR = 0x01<<0;
6 
7 unsigned int temp;
8 /* 读取 GPIOB 端口所有引脚的电平(读 IDR 寄存器) */
9 temp = *(unsigned int *)GPIOB_IDR;

该代码使用 (unsigned int ) 把 GPIOB_BSRR 宏的数值强制转换成了地址，然后再用“” 号做取指针操作，对该地址的赋值，从而实现了写寄存器的功能。同样，读寄存器也是用 取指针操作，把寄存器中的数据取到变量里，从而获取 STM32 外设的状态。

封装寄存器列表

为了更方便地访问寄存器，我们引入 C 语言中的结构体 语法对寄存器进行封装。

1 typedef unsigned int uint32_t; /*无符号 32 位变量*/
2 typedef unsigned short int uint16_t; /*无符号 16 位变量*/
3 
4 /* GPIO 寄存器列表 */
5 typedef struct {
6 uint32_t CRL; /*GPIO 端口配置低寄存器 地址偏移: 0x00 */
7 uint32_t CRH; /*GPIO 端口配置高寄存器 地址偏移: 0x04 */
8 uint32_t IDR; /*GPIO 数据输入寄存器 地址偏移: 0x08 */
9 uint32_t ODR; /*GPIO 数据输出寄存器 地址偏移: 0x0C */
10 uint32_t BSRR; /*GPIO 位设置/清除寄存器 地址偏移: 0x10 */
11 uint32_t BRR; /*GPIO 端口位清除寄存器 地址偏移: 0x14 */
12 uint16_t LCKR; /*GPIO 端口配置锁定寄存器 地址偏移: 0x18 */
13 } GPIO_TypeDef;

这段代码用 typedef 关键字声明了名为 GPIO_TypeDef 的结构体类型，结构体内有 7 个 成员变量，变量名正好对应寄存器的名字。C 语言的语法规定，结构体内变量的存储空间 是连续的，其中 32 位的变量占用 4 个字节，16 位的变量占用 2 个字节。

GPIO_TypeDef结构体成员的地址偏移：

也就是说，我们定义的这个 GPIO_TypeDef ，假如这个结构体的首地址为 0x4001 0C00 （这也是第一个成员变量 CRL 的地址）， 那么结构体中第二个成员变量 CRH 的地址即为 0x4001 0C00 +0x04 ，加上的这个 0x04 ，正是代表 CRL 所占用的 4 个字节地址的偏移量， 其它成员变量相对于结构体首地址的偏移，在上述代码右侧注释已给。 这样的地址偏移与 STM32 GPIO 外设定义的寄存器地址偏移一一对应，只要给结构体 设置好首地址，就能把结构体内成员的地址确定下来，然后就能以结构体的形式访问寄存 器。

通过结构体指针访问寄存器：

1 GPIO_TypeDef * GPIOx; //定义一个 GPIO_TypeDef 型结构体指针 GPIOx
2 GPIOx = GPIOB_BASE; //把指针地址设置为宏 GPIOH_BASE 地址
3 GPIOx->IDR = 0xFFFF; 
4 GPIOx->ODR = 0xFFFF; 
5 
6 
7 uint32_t temp;
8 temp = GPIOx->IDR; //读取 GPIOB_IDR 寄存器的值到变量 temp 中

这段代码先用 GPIO_TypeDef 类型定义一个结构体指针 GPIOx，并让指针指向地址 GPIOB_BASE(0x4001 0C00)，使用地址确定下来，然后根据 C 语言访问结构体的语法，用 GPIOx->ODR 及 GPIOx->IDR 等方式读写寄存器。 最后，我们更进一步，直接使用宏定义好 GPIO_TypeDef 类型的指针，而且指针指向 各个 GPIO 端口的首地址，使用时我们直接用该宏访问寄存器即可。

定义好 GPIO 端口首地址址针：

1 /*使用 GPIO_TypeDef 把地址强制转换成指针*/
2 #define GPIOA ((GPIO_TypeDef *) GPIOA_BASE)
3 #define GPIOB ((GPIO_TypeDef *) GPIOB_BASE)
4 #define GPIOC ((GPIO_TypeDef *) GPIOC_BASE)
5 #define GPIOD ((GPIO_TypeDef *) GPIOD_BASE)
6 #define GPIOE ((GPIO_TypeDef *) GPIOE_BASE)
7 #define GPIOF ((GPIO_TypeDef *) GPIOF_BASE)
8 #define GPIOG ((GPIO_TypeDef *) GPIOG_BASE)
9 #define GPIOH ((GPIO_TypeDef *) GPIOH_BASE)
10 
11 
12 
13 /*使用定义好的宏直接访问*/
14 /*访问 GPIOB 端口的寄存器*/
15 GPIOB->BSRR = 0xFFFF; //通过指针访问并修改 GPIOB_BSRR 寄存器
16 GPIOB->CRL = 0xFFFF; //修改 GPIOB_CRL 寄存器
17 GPIOB->ODR =0xFFFF; //修改 GPIOB_ODR 寄存器
18 
19 uint32_t temp;
20 temp = GPIOB->IDR; //读取 GPIOB_IDR 寄存器的值到变量 temp 中
21 
22 /*访问 GPIOA 端口的寄存器*/
23 GPIOA->BSRR = 0xFFFF; 
24 GPIOA->CRL = 0xFFFF; 
25 GPIOA->ODR =0xFFFF; 
26 
27 uint32_t temp;
28 temp = GPIOA->IDR; //读取 GPIOA_IDR 寄存器的值到变量 temp 中

这里我们仅是以 GPIO 这个外设为例，给大家讲解了 C 语言对寄存器的封装。以此类 推，其他外设也同样可以用这种方法来封装。

简介：

根据STM32&STM8产品型号命名规则(参考：STM32单片机最小系统详解)可知： STM32F103C8T6这个命名中：

• STM32代表STM32家族，32位MCU；
• F代表产品类型为基础型；
• 103代表特定功能为STM32基础型；
• C代表引脚数为48&49引脚；
• 8代表内存容量为64KB；
• T代表封装为QFP；
• 6代表温度范围为-40到+85℃。

核心板原理图：

由上图可知：

http://www.voycn.com/article/stm32rumen-gpiochushihuabuzhou

https://blog.csdn.net/weixin_39710396/article/details/110134356

秉火零死角玩转STM32F103-指南书

https://blog.csdn.net/qq_47281915/article/details/120812867

https://blog.csdn.net/gelad_w/article/details/115555631