【个人总结】8.Qt和LVGL工作三年的嵌入式常见知识点梳理及开发技术要点（欢迎指正、补充）

【个人总结】8. Qt和LVGL 工作三年的嵌入式常见知识点梳理及开发技术要点（欢迎指正、补充）

工作快三年以来 分别进行了嵌入式MCU及外设开发、RTOS、传感器、文件系统及USB、Linux、GUI、通讯协议、毫米波雷达、少量的DSP和物联网开发。 特此总结： 1. 开发基础 2. MCU开发 3. 外设开发 4. 毫米波雷达开发 5. 传感器、外部芯片开发 6. RTOS 7. Linux 8. Qt和LVGL 9. 通讯协议、物联网、DSP及FatFS文件系统

文章目录 QtLVGL附录：Cortex-M架构的SysTick系统定时器精准延时和MCU位带操作SysTick系统定时器精准延时延时函数阻塞延时非阻塞延时 位带操作位带代码位带宏定义总线函数 一、位带操作理论及实践二、如何判断MCU的外设是否支持位带

Qt

Qt开发大量使用类的方式来进行 其功能函数则通过信号槽来进行连接

如果用Qt Creator直接生成代码 其会生成对应的moc文件 如果要删除相关槽函数 需要在其中手动删除 避免槽函数未定义连接

槽函数连接中 使用connect函数 其传参为 A类 A的信号 B类 B的槽函数 链接方式

在链接槽函数时 支持传参 仅传入要传的参数类型即可 如：

connect(this, SIGNAL(startWork(QString)), worker, SLOT(Judg_doWork(QString)));

同样 在发送信号时 也要进行传参

emit this->startWork("text");

其中 链接方式中 链接方式共有五种 分别为：

enum ConnectionType { AutoConnection, DirectConnection, //相当于直接调用函数 QueuedConnection, //信号和槽函数不再同一个线程中，当发送信号的线程发送信号后立即执行下面的代码，发送的信号会放到另一个线程的信号队列中等待获取执行，相当于非阻塞模式 BlockingQueuedConnection, //信号和槽函数不再同一个线程中，当发送信号的线程发送信号后阻塞执行下面的代码，发送的信号会放到另一个线程的信号队列中等待获取执行，相当于阻塞模式 UniqueConnection = 0x80 //不能单独使用 要与其他链接方式共同作用 主要使信号发送者和接受者有唯一的连接。防止多次调用connect形成重复关联。一旦形成重复关联，信号一旦发射，就会有对应的槽函数多次执行 };

其中 默认为AutoConnection 系统会根据发射信号的线程和接收槽函数的线程自动选择合适的连接方式。如果信号和槽函数在同一线程中，采用直接连接，否则采用队列连接

为了使其在不同的线程中运行（如串口、多线程定时等） 则应使用QueuedConnection 子线程在操作主线程控件时（如更改GUI的某个控件内容） 最好用槽函数的方式链接 并且使用QueuedConnection

在Qt定时器中 共有两种方式进行开发 QTimer 和 timerEvent 相关操作不同的点在于： QTimer采用槽函数链接 timerEvent则采用虚函数回调

绘图上 采用QPixmap画布及mouseEvent事件监控输入 每次更新画布时 需要调用paintEvent事件下的函数进行刷新 这两个事件都是位于QWidget下的虚函数 所以画布是继承QWidget的

在多线程开发中 使用QMutex可以做到线程同步 最简单的线程开发即为QThread的run函数 而建议的方式则是继承QObject类 然后将整个类moveToThread到一个QThread线程中 使用QThread::sleep()会导致线程阻塞 建议使用QElapsedTimer 和QCoreApplication::processEvents则不会阻塞线程

为了能够将定时器移动到一个线程中执行 定时器必须使用moveToThread移动到线程中 可以创建一个继承QObject的类 来进行操作 同时 将这个大类也移动到同一个线程中执行 通过信号槽来连接QThread的started()信号与定时器的start()函数来进行定时器开启 调用停止函数后 则在此线程中运行Judg_doWork函数 停止定时器 将Flag置位 结束时 使用QCoreApplication::processEvents();来进行等待且不会使主线程卡死

同理 在进行多线程的等待和循环判断时 也应使用QCoreApplication::processEvents(); 如：

void GUI_Delay_Judge(uint16_t ms) { QElapsedTimer t; t.start(); while(t.elapsed()<ms && GUI_Status<4) { QCoreApplication::processEvents(); } }

在QMainWindow下有个setCentralWidget函数 该函数可以将控件居中并填充至整个widget

如果要操作QWidget的模块居中 则需要将定义的继承QWidget改成继承QMainWindow

对于QSerialPort 建议是将RX和TX都放在一个多线程中去执行 多线程接收则直接创建一个多线程任务即可 对于多线程发送： Qt官方明确说明了 为了安全 针对外设进行操作的库 比如串口 都一律禁止使用多线程发送方式 虽然在子线程中调用串口发送可以正常使用 但会产生一次警告性质的报错：

QObject: Cannot create children for a parent that is in a different thread.

所以不得使用多线程进行串口发送 但也有解决方案： 方案一：主线程中设置一个定时器用于原子变量监控 检测到flag发生改变时 表示子线程有串口发送需求 进而发送 方案二：子线程操作一个控件 如textEdit 当textEdit 被改变时 触发信号 进而在主线程中调用发送函数

这样一来 可以实现在子线程中 操作主线程的控件 主线程通过任务调度控制串口发送 而子线程在操作主线程控件时 最好用槽函数的方式链接 并且使用QueuedConnection

LVGL

移植LVGL需要两个步骤：

定义一个心跳绑定显示、触摸等函数

LVGL靠软件来进行任务调度和轮询 实际上类似软件多线程 建立两个定时器线程 一个1ms 一个5ms 分别调用lv_tick_inc(1);和lv_timer_handler(); 当然 有硬件定时器更好

void timer0_callback(void * pCBParam,uint32_t Event,void * pArg) { lv_tick_inc(1); } void timer1_callback(void * pCBParam,uint32_t Event,void * pArg) { lv_timer_handler(); }

绑定显示触摸函数时 只需要定义好触摸状态、触摸坐标、画点函数即可 当然 如果能直接画线、画面则能大大加强帧率

对于显示函数 LVGL提供了三种缓存方式 如果采用一级缓存 则只需要定义一个显示函数

对于应用 lv_btn_create用于创建按钮 并使用lv_obj_add_event_cb绑定事件 用lv_label_create来创建标签

帧率信息显示在： lv_conf.h中第282行，找到：LV_USE_PERF_MONITOR，原值：0， 修改为：1

内存显示则在： lv_conf.h中第289行，找到：LV_USE_MEM_MONITOR，原值：0， 修改为：1

附录：Cortex-M架构的SysTick系统定时器精准延时和MCU位带操作 SysTick系统定时器精准延时 延时函数

SysTick->LOAD中的值为计数值 计算方法为工作频率值/分频值 比如工作频率/1000 则周期为1ms

以ADuCM4050为例：

#include "ADuCM4050.h" void delay_ms(unsigned int ms) { SysTick->LOAD = 26000000/1000-1; // Count from 255 to 0 (256 cycles) 载入计数值 定时器从这个值开始计数 SysTick->VAL = 0; // Clear current value as well as count flag 清空计数值到达0后的标记 SysTick->CTRL = 5; // Enable SysTick timer with processor clock 使能52MHz的系统定时器 while(ms--) { while ((SysTick->CTRL & 0x00010000)==0);// Wait until count flag is set 等待 } SysTick->CTRL = 0; // Disable SysTick 关闭系统定时器 } void delay_us(unsigned int us) { SysTick->LOAD = 26000000/1000/1000-1; // Count from 255 to 0 (256 cycles) 载入计数值 定时器从这个值开始计数 SysTick->VAL = 0; // Clear current value as well as count flag 清空计数值到达0后的标记 SysTick->CTRL = 5; // Enable SysTick timer with processor clock 使能52MHz的系统定时器 while(us--) { while ((SysTick->CTRL & 0x00010000)==0);// Wait until count flag is set 等待 } SysTick->CTRL = 0; // Disable SysTick 关闭系统定时器 }

其中的52000000表示芯片的系统定时器频率 32系列一般为外部定时器频率的两倍

Cortex-M架构SysTick系统定时器阻塞和非阻塞延时

阻塞延时

首先是最常用的阻塞延时

void delay_ms(unsigned int ms) { SysTick->LOAD = 50000000/1000-1; // Count from 255 to 0 (256 cycles) 载入计数值 定时器从这个值开始计数 SysTick->VAL = 0; // Clear current value as well as count flag 清空计数值到达0后的标记 SysTick->CTRL = 5; // Enable SysTick timer with processor clock 使能26MHz的系统定时器 while(ms--) { while ((SysTick->CTRL & 0x00010000)==0);// Wait until count flag is set 等待 } SysTick->CTRL = 0; // Disable SysTick 关闭系统定时器 } void delay_us(unsigned int us) { SysTick->LOAD = 50000000/1000/1000-1; // Count from 255 to 0 (256 cycles) 载入计数值 定时器从这个值开始计数 SysTick->VAL = 0; // Clear current value as well as count flag 清空计数值到达0后的标记 SysTick->CTRL = 5; // Enable SysTick timer with processor clock 使能26MHz的系统定时器 while(us--) { while ((SysTick->CTRL & 0x00010000)==0);// Wait until count flag is set 等待 } SysTick->CTRL = 0; // Disable SysTick 关闭系统定时器 }

50000000表示工作频率 分频后即可得到不同的延时时间 以此类推

那么 不用两个嵌套while循环 也可以写成：

void delay_ms(unsigned int ms) { SysTick->LOAD = 50000000/1000*ms-1; // Count from 255 to 0 (256 cycles) 载入计数值 定时器从这个值开始计数 SysTick->VAL = 0; // Clear current value as well as count flag 清空计数值到达0后的标记 SysTick->CTRL = 5; // Enable SysTick timer with processor clock 使能26MHz的系统定时器 while ((SysTick->CTRL & 0x00010000)==0);// Wait until count flag is set 等待 SysTick->CTRL = 0; // Disable SysTick 关闭系统定时器 } void delay_us(unsigned int us) { SysTick->LOAD = 50000000/1000/1000*us-1; // Count from 255 to 0 (256 cycles) 载入计数值 定时器从这个值开始计数 SysTick->VAL = 0; // Clear current value as well as count flag 清空计数值到达0后的标记 SysTick->CTRL = 5; // Enable SysTick timer with processor clock 使能26MHz的系统定时器 while ((SysTick->CTRL & 0x00010000)==0);// Wait until count flag is set 等待 SysTick->CTRL = 0; // Disable SysTick 关闭系统定时器 }

但是这种写法有个弊端 那就是输入ms后，最大定时不得超过计数值，也就是不能超过LOAD的最大值，否则溢出以后，则无法正常工作

而LOAD如果最大是32位 也就是4294967295

晶振为50M的话 50M的计数值为1s 4294967295计数值约为85s

固最大定时时间为85s

但用嵌套while的话 最大可以支持定时4294967295*85s

非阻塞延时

如果采用非阻塞的话 直接改写第二种方法就好了：

void delay_ms(unsigned int ms) { SysTick->LOAD = 50000000/1000*ms-1; // Count from 255 to 0 (256 cycles) 载入计数值 定时器从这个值开始计数 SysTick->VAL = 0; // Clear current value as well as count flag 清空计数值到达0后的标记 SysTick->CTRL = 5; // Enable SysTick timer with processor clock 使能26MHz的系统定时器 //while ((SysTick->CTRL & 0x00010000)==0);// Wait until count flag is set 等待 //SysTick->CTRL = 0; // Disable SysTick 关闭系统定时器 } void delay_us(unsigned int us) { SysTick->LOAD = 50000000/1000/1000*us-1; // Count from 255 to 0 (256 cycles) 载入计数值 定时器从这个值开始计数 SysTick->VAL = 0; // Clear current value as well as count flag 清空计数值到达0后的标记 SysTick->CTRL = 5; // Enable SysTick timer with processor clock 使能26MHz的系统定时器 //while ((SysTick->CTRL & 0x00010000)==0);// Wait until count flag is set 等待 //SysTick->CTRL = 0; // Disable SysTick 关闭系统定时器 }

将等待和关闭定时器语句去掉 在使用时加上判断即可变为阻塞：

delay_ms(500); while ((SysTick->CTRL & 0x00010000)==0); SysTick->CTRL = 0;

在非阻塞状态下 可以提交定时器后 去做别的事情 然后再来等待

不过这样又有一个弊端 那就是定时器会自动重载 可能做别的事情以后 定时器跑过了 然后就要等85s才能停下

故可以通过内部定时器来进行非阻塞延时函数的编写

基本上每个mcu的内部定时器都可以配置自动重载等功能 网上资料很多 这里就不再阐述了

位带操作 位带代码

M3、M4架构的单片机 其输出口地址为端口地址+20 输入为+16 M0架构的单片机 其输出口地址为端口地址+12 输入为+8 以ADuCM4050为列：

位带宏定义 #ifndef __GPIO_H__ #define __GPIO_H__ #include "ADuCM4050.h" #include "adi_gpio.h" #define BITBAND(addr, bitnum) ((addr & 0xF0000000)+0x2000000+((addr &0xFFFFF)<<5)+(bitnum<<2)) #define MEM_ADDR(addr) *((volatile unsigned long *)(addr)) #define BIT_ADDR(addr, bitnum) MEM_ADDR(BITBAND(addr, bitnum)) #define GPIO0_ODR_Addr (ADI_GPIO0_BASE+20) //0x40020014 #define GPIO0_IDR_Addr (ADI_GPIO0_BASE+16) //0x40020010 #define GPIO1_ODR_Addr (ADI_GPIO1_BASE+20) //0x40020054 #define GPIO1_IDR_Addr (ADI_GPIO1_BASE+16) //0x40020050 #define GPIO2_ODR_Addr (ADI_GPIO2_BASE+20) //0x40020094 #define GPIO2_IDR_Addr (ADI_GPIO2_BASE+16) //0x40020090 #define GPIO3_ODR_Addr (ADI_GPIO3_BASE+20) //0x400200D4 #define GPIO3_IDR_Addr (ADI_GPIO3_BASE+16) //0x400200D0 #define P0_O(n) BIT_ADDR(GPIO0_ODR_Addr,n) //输出 #define P0_I(n) BIT_ADDR(GPIO0_IDR_Addr,n) //输入 #define P1_O(n) BIT_ADDR(GPIO1_ODR_Addr,n) //输出 #define P1_I(n) BIT_ADDR(GPIO1_IDR_Addr,n) //输入 #define P2_O(n) BIT_ADDR(GPIO2_ODR_Addr,n) //输出 #define P2_I(n) BIT_ADDR(GPIO2_IDR_Addr,n) //输入 #define P3_O(n) BIT_ADDR(GPIO3_ODR_Addr,n) //输出 #define P3_I(n) BIT_ADDR(GPIO3_IDR_Addr,n) //输入 #define Port0 (ADI_GPIO_PORT0) #define Port1 (ADI_GPIO_PORT1) #define Port2 (ADI_GPIO_PORT2) #define Port3 (ADI_GPIO_PORT3) #define Pin0 (ADI_GPIO_PIN_0) #define Pin1 (ADI_GPIO_PIN_1) #define Pin2 (ADI_GPIO_PIN_2) #define Pin3 (ADI_GPIO_PIN_3) #define Pin4 (ADI_GPIO_PIN_4) #define Pin5 (ADI_GPIO_PIN_5) #define Pin6 (ADI_GPIO_PIN_6) #define Pin7 (ADI_GPIO_PIN_7) #define Pin8 (ADI_GPIO_PIN_8) #define Pin9 (ADI_GPIO_PIN_9) #define Pin10 (ADI_GPIO_PIN_10) #define Pin11 (ADI_GPIO_PIN_11) #define Pin12 (ADI_GPIO_PIN_12) #define Pin13 (ADI_GPIO_PIN_13) #define Pin14 (ADI_GPIO_PIN_14) #define Pin15 (ADI_GPIO_PIN_15) void GPIO_OUT(unsigned int port,unsigned int pin,unsigned int flag); void GPIO_BUS_OUT(unsigned int port,unsigned int num); void P0_BUS_O(unsigned int num); unsigned int P0_BUS_I(void); void P1_BUS_O(unsigned int num); unsigned int P1_BUS_I(void); void P2_BUS_O(unsigned int num); unsigned int P2_BUS_I(void); void P3_BUS_O(unsigned int num); unsigned int P3_BUS_I(void); #endif 总线函数 #include "ADuCM4050.h" #include "adi_gpio.h" #include "GPIO.h" void GPIO_OUT(unsigned int port,unsigned int pin,unsigned int flag) { switch(port) { case 0:{ switch(pin) { case 0:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT0),(ADI_GPIO_PIN_0));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT0),(ADI_GPIO_PIN_0));};break; case 1:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT0),(ADI_GPIO_PIN_1));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT0),(ADI_GPIO_PIN_1));};break; case 2:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT0),(ADI_GPIO_PIN_2));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT0),(ADI_GPIO_PIN_2));};break; case 3:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT0),(ADI_GPIO_PIN_3));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT0),(ADI_GPIO_PIN_3));};break; case 4:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT0),(ADI_GPIO_PIN_4));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT0),(ADI_GPIO_PIN_4));};break; case 5:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT0),(ADI_GPIO_PIN_5));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT0),(ADI_GPIO_PIN_5));};break; case 6:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT0),(ADI_GPIO_PIN_6));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT0),(ADI_GPIO_PIN_6));};break; case 7:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT0),(ADI_GPIO_PIN_7));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT0),(ADI_GPIO_PIN_7));};break; case 8:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT0),(ADI_GPIO_PIN_8));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT0),(ADI_GPIO_PIN_8));};break; case 9:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT0),(ADI_GPIO_PIN_9));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT0),(ADI_GPIO_PIN_9));};break; case 10:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT0),(ADI_GPIO_PIN_10));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT0),(ADI_GPIO_PIN_10));};break; case 11:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT0),(ADI_GPIO_PIN_11));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT0),(ADI_GPIO_PIN_11));};break; case 12:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT0),(ADI_GPIO_PIN_12));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT0),(ADI_GPIO_PIN_12));};break; case 13:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT0),(ADI_GPIO_PIN_13));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT0),(ADI_GPIO_PIN_13));};break; case 14:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT0),(ADI_GPIO_PIN_14));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT0),(ADI_GPIO_PIN_14));};break; case 15:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT0),(ADI_GPIO_PIN_15));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT0),(ADI_GPIO_PIN_15));};break; default:pin=0;break; } }break; case 1:{ switch(pin) { case 0:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT1),(ADI_GPIO_PIN_0));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT1),(ADI_GPIO_PIN_0));};break; case 1:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT1),(ADI_GPIO_PIN_1));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT1),(ADI_GPIO_PIN_1));};break; case 2:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT1),(ADI_GPIO_PIN_2));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT1),(ADI_GPIO_PIN_2));};break; case 3:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT1),(ADI_GPIO_PIN_3));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT1),(ADI_GPIO_PIN_3));};break; case 4:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT1),(ADI_GPIO_PIN_4));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT1),(ADI_GPIO_PIN_4));};break; case 5:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT1),(ADI_GPIO_PIN_5));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT1),(ADI_GPIO_PIN_5));};break; case 6:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT1),(ADI_GPIO_PIN_6));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT1),(ADI_GPIO_PIN_6));};break; case 7:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT1),(ADI_GPIO_PIN_7));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT1),(ADI_GPIO_PIN_7));};break; case 8:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT1),(ADI_GPIO_PIN_8));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT1),(ADI_GPIO_PIN_8));};break; case 9:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT1),(ADI_GPIO_PIN_9));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT1),(ADI_GPIO_PIN_9));};break; case 10:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT1),(ADI_GPIO_PIN_10));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT1),(ADI_GPIO_PIN_10));};break; case 11:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT1),(ADI_GPIO_PIN_11));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT1),(ADI_GPIO_PIN_11));};break; case 12:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT1),(ADI_GPIO_PIN_12));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT1),(ADI_GPIO_PIN_12));};break; case 13:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT1),(ADI_GPIO_PIN_13));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT1),(ADI_GPIO_PIN_13));};break; case 14:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT1),(ADI_GPIO_PIN_14));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT1),(ADI_GPIO_PIN_14));};break; case 15:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT1),(ADI_GPIO_PIN_15));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT1),(ADI_GPIO_PIN_15));};break; default:pin=0;break; } }break; case 2:{ switch(pin) { case 0:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT2),(ADI_GPIO_PIN_0));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT2),(ADI_GPIO_PIN_0));};break; case 1:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT2),(ADI_GPIO_PIN_1));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT2),(ADI_GPIO_PIN_1));};break; case 2:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT2),(ADI_GPIO_PIN_2));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT2),(ADI_GPIO_PIN_2));};break; case 3:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT2),(ADI_GPIO_PIN_3));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT2),(ADI_GPIO_PIN_3));};break; case 4:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT2),(ADI_GPIO_PIN_4));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT2),(ADI_GPIO_PIN_4));};break; case 5:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT2),(ADI_GPIO_PIN_5));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT2),(ADI_GPIO_PIN_5));};break; case 6:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT2),(ADI_GPIO_PIN_6));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT2),(ADI_GPIO_PIN_6));};break; case 7:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT2),(ADI_GPIO_PIN_7));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT2),(ADI_GPIO_PIN_7));};break; case 8:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT2),(ADI_GPIO_PIN_8));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT2),(ADI_GPIO_PIN_8));};break; case 9:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT2),(ADI_GPIO_PIN_9));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT2),(ADI_GPIO_PIN_9));};break; case 10:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT2),(ADI_GPIO_PIN_10));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT2),(ADI_GPIO_PIN_10));};break; case 11:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT2),(ADI_GPIO_PIN_11));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT2),(ADI_GPIO_PIN_11));};break; case 12:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT2),(ADI_GPIO_PIN_12));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT2),(ADI_GPIO_PIN_12));};break; case 13:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT2),(ADI_GPIO_PIN_13));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT2),(ADI_GPIO_PIN_13));};break; case 14:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT2),(ADI_GPIO_PIN_14));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT2),(ADI_GPIO_PIN_14));};break; case 15:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT2),(ADI_GPIO_PIN_15));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT2),(ADI_GPIO_PIN_15));};break; default:pin=0;break; } }break; case 3:{ switch(pin) { case 0:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT3),(ADI_GPIO_PIN_0));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT3),(ADI_GPIO_PIN_0));};break; case 1:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT3),(ADI_GPIO_PIN_1));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT3),(ADI_GPIO_PIN_1));};break; case 2:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT3),(ADI_GPIO_PIN_2));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT3),(ADI_GPIO_PIN_2));};break; case 3:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT3),(ADI_GPIO_PIN_3));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT3),(ADI_GPIO_PIN_3));};break; case 4:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT3),(ADI_GPIO_PIN_4));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT3),(ADI_GPIO_PIN_4));};break; case 5:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT3),(ADI_GPIO_PIN_5));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT3),(ADI_GPIO_PIN_5));};break; case 6:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT3),(ADI_GPIO_PIN_6));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT3),(ADI_GPIO_PIN_6));};break; case 7:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT3),(ADI_GPIO_PIN_7));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT3),(ADI_GPIO_PIN_7));};break; case 8:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT3),(ADI_GPIO_PIN_8));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT3),(ADI_GPIO_PIN_8));};break; case 9:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT3),(ADI_GPIO_PIN_9));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT3),(ADI_GPIO_PIN_9));};break; case 10:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT3),(ADI_GPIO_PIN_10));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT3),(ADI_GPIO_PIN_10));};break; case 11:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT3),(ADI_GPIO_PIN_11));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT3),(ADI_GPIO_PIN_11));};break; case 12:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT3),(ADI_GPIO_PIN_12));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT3),(ADI_GPIO_PIN_12));};break; case 13:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT3),(ADI_GPIO_PIN_13));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT3),(ADI_GPIO_PIN_13));};break; case 14:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT3),(ADI_GPIO_PIN_14));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT3),(ADI_GPIO_PIN_14));};break; case 15:if(flag==1){adi_gpio_SetHigh((ADI_GPIO_PORT3),(ADI_GPIO_PIN_15));}else{adi_gpio_SetLow((ADI_GPIO_PORT3),(ADI_GPIO_PIN_15));};break; default:pin=0;break; } }break; default:port=0;break; } } void GPIO_BUS_OUT(unsigned int port,unsigned int num) //num最大为0xffff { int i; for(i=0;i<16;i++) { GPIO_OUT(port,i,(num>>i)&0x0001); } } void P0_BUS_O(unsigned int num) //输入值num最大为0xFFFF { int i; for(i=0;i<16;i++) { P0_O(i)=(num>>i)&0x0001; } } unsigned int P0_BUS_I(void) //输出值num最大为0xFFFF { unsigned int num; int i; for(i=0;i<16;i++) { num=num+(P0_I(i)<<i)&0xFFFF; } return num; } void P1_BUS_O(unsigned int num) //输入值num最大为0xFFFF { int i; for(i=0;i<16;i++) { P1_O(i)=(num>>i)&0x0001; } } unsigned int P1_BUS_I(void) //输出值num最大为0xFFFF { unsigned int num; int i; for(i=0;i<16;i++) { num=num+(P1_I(i)<<i)&0xFFFF; } return num; } void P2_BUS_O(unsigned int num) //输入值num最大为0xFFFF { int i; for(i=0;i<16;i++) { P2_O(i)=(num>>i)&0x0001; } } unsigned int P2_BUS_I(void) //输出值num最大为0xFFFF { unsigned int num; int i; for(i=0;i<16;i++) { num=num+(P2_I(i)<<i)&0xFFFF; } return num; } void P3_BUS_O(unsigned int num) //输入值num最大为0xFFFF { int i; for(i=0;i<16;i++) { P3_O(i)=(num>>i)&0x0001; } } unsigned int P3_BUS_I(void) //输出值num最大为0xFFFF { unsigned int num; int i; for(i=0;i<16;i++) { num=num+(P3_I(i)<<i)&0xFFFF; } return num; } 一、位带操作理论及实践

位带操作的概念其实30年前就有了，那还是 CM3 将此能力进化，这里的位带操作是 8051 位寻址区的威力大幅加强版

位带区： 支持位带操作的地址区

位带别名： 对别名地址的访问最终作 用到位带区的访问上（注意：这中途有一个 地址映射过程）

位带操作对于硬件 I/O 密集型的底层程序最有用处

支持了位带操作后，可以使用普通的加载/存储指令来对单一的比特进行读写。在CM4中，有两个区中实现了位带。其中一个是SRAM区的最低1MB范围，第二个则是片内外设区的最低1MB范围。这两个区中的地址除了可以像普通的RAM一样使用外，它们还都有自己的“位带别名区”，位带别名区把每个比特膨胀成一个32位的字。当你通过位带别名区访问这些字时，就可以达到访问原始比特的目的。

位操作就是可以单独的对一个比特位读和写，类似与51中sbit定义的变量，stm32中通过访问位带别名区来实现位操作的功能 STM32中有两个地方实现了位带，一个是SRAM，一个是片上外设。 （1）位带本质上是一块地址区（例如每一位地址位对应一个寄存器）映射到另一片地址区（实现每一位地址位对应一个寄存器中的一位），该区域就叫做位带别名区，将每一位膨胀成一个32位的字。 （2）位带区的4个字节对应实际寄存器或内存区的一个位，虽然变大到4个字节，但实际上只有最低位有效（代表0或1）

只有位带可以直接用=赋值的方式来操作寄存器 位带是把寄存器上的每一位 膨胀到32位 映射到位带区 比如0x4002 0000地址的第0个bit 映射到位带区的0地址 那么其对应的位带映射地址为0x00 - 0x04 一共32位 但只有LSB有效 采用位带的方式用=赋值时 就是把位带区对应的LSB赋值 然后MCU再转到寄存器对应的位里面 寄存器操作时 如果不改变其他位上面的值 那就只能通过&=或者|=的方式进行

要设置0x2000 0000这个字节的第二个位bit2为1,使用位带操作的步骤有： 1、将1写入位 带别名区对应的映射地址（即0x22000008,因为1bit对应4个byte）； 2、将0x2000 0000的值 读取到内部的缓冲区（这一步骤是内核完成的，属于原子操作，不需要用户操作）； 3、将bit2置1，再把值写 回到0x2000 0000(属于原子操作，不需要用户操作)。

关于GPIO引脚对应的访问地址，可以参考以下公式 寄存器位带别名 = 0x42000000 + (寄存器的地址-0x40000000)32 + 引脚编号4

如：端口F访问的起始地址GPIOF_BASE

#define GPIOF ((GPIO_TypeDef *)GPIOF_BASE)

但好在官方库里面都帮我们定义好了 只需要在BASE地址加上便宜即可

例如：

GPIOF的ODR寄存器的地址 = GPIOF_BASE + 0x14

寄存器位带别名 = 0x42000000 + (寄存器的地址-0x40000000)32 + 引脚编号4

设置PF9引脚的话：

uint32_t *PF9_BitBand = *(uint32_t *)(0x42000000 + ((uint32_t )&GPIOF->ODR– 0x40000000) *32 + 9*4)

封装一下：

#define PFout(x) *(volatile uint32_t *)(0x42000000 + ((uint32_t )&GPIOF->ODR – 0x40000000) *32 + x*4)

现在 可以把通用部分封装成一个小定义：

#define BITBAND(addr, bitnum) ((addr & 0xF0000000)+0x2000000+((addr &0xFFFFF)<<5)+(bitnum<<2)) #define MEM_ADDR(addr) *((volatile unsigned long *)(addr)) #define BIT_ADDR(addr, bitnum) MEM_ADDR(BITBAND(addr, bitnum))

那么 设置PF引脚的函数可以定义：

#define GPIOF_ODR_Addr (GPIOF_BASE+20) //0x40021414 #define GPIOF_IDR_Addr (GPIOF_BASE+16) //0x40021410 #define PF_O(n) BIT_ADDR(GPIOF_ODR_Addr,n) //输出 #define PF_I(n) BIT_ADDR(GPIOF_IDR_Addr,n) //输入

若使PF9输入输出则：

PF_O(9)=1; //输出高电平 uint8_t dat = PF_I(9); //获取PF9引脚的值

总线输入输出：

void PF_BUS_O(unsigned int num) //输入值num最大为0xFFFF { int i; for(i=0;i<16;i++) { PF_O(i)=(num>>i)&0x0001; } } unsigned int PF_BUS_I(void) //输出值num最大为0xFFFF { unsigned int num; int i; for(i=0;i<16;i++) { num=num+(PF_I(i)<<i)&0xFFFF; } return num; }

STM32的可用下面的函数：

#ifndef __GPIO_H__ #define __GPIO_H__ #include "stm32l496xx.h" #define BITBAND(addr, bitnum) ((addr & 0xF0000000)+0x2000000+((addr &0xFFFFF)<<5)+(bitnum<<2)) #define MEM_ADDR(addr) *((volatile unsigned long *)(addr)) #define BIT_ADDR(addr, bitnum) MEM_ADDR(BITBAND(addr, bitnum)) #define GPIOA_ODR_Addr (GPIOA_BASE+20) //0x40020014 #define GPIOB_ODR_Addr (GPIOB_BASE+20) //0x40020414 #define GPIOC_ODR_Addr (GPIOC_BASE+20) //0x40020814 #define GPIOD_ODR_Addr (GPIOD_BASE+20) //0x40020C14 #define GPIOE_ODR_Addr (GPIOE_BASE+20) //0x40021014 #define GPIOF_ODR_Addr (GPIOF_BASE+20) //0x40021414 #define GPIOG_ODR_Addr (GPIOG_BASE+20) //0x40021814 #define GPIOH_ODR_Addr (GPIOH_BASE+20) //0x40021C14 #define GPIOI_ODR_Addr (GPIOI_BASE+20) //0x40022014 #define GPIOA_IDR_Addr (GPIOA_BASE+16) //0x40020010 #define GPIOB_IDR_Addr (GPIOB_BASE+16) //0x40020410 #define GPIOC_IDR_Addr (GPIOC_BASE+16) //0x40020810 #define GPIOD_IDR_Addr (GPIOD_BASE+16) //0x40020C10 #define GPIOE_IDR_Addr (GPIOE_BASE+16) //0x40021010 #define GPIOF_IDR_Addr (GPIOF_BASE+16) //0x40021410 #define GPIOG_IDR_Addr (GPIOG_BASE+16) //0x40021810 #define GPIOH_IDR_Addr (GPIOH_BASE+16) //0x40021C10 #define GPIOI_IDR_Addr (GPIOI_BASE+16) //0x40022010 #define PA_O(n) BIT_ADDR(GPIOA_ODR_Addr,n) //输出 #define PA_I(n) BIT_ADDR(GPIOA_IDR_Addr,n) //输入 #define PB_O(n) BIT_ADDR(GPIOB_ODR_Addr,n) //输出 #define PB_I(n) BIT_ADDR(GPIOB_IDR_Addr,n) //输入 #define PC_O(n) BIT_ADDR(GPIOC_ODR_Addr,n) //输出 #define PC_I(n) BIT_ADDR(GPIOC_IDR_Addr,n) //输入 #define PD_O(n) BIT_ADDR(GPIOD_ODR_Addr,n) //输出 #define PD_I(n) BIT_ADDR(GPIOD_IDR_Addr,n) //输入 #define PE_O(n) BIT_ADDR(GPIOE_ODR_Addr,n) //输出 #define PE_I(n) BIT_ADDR(GPIOE_IDR_Addr,n) //输入 #define PF_O(n) BIT_ADDR(GPIOF_ODR_Addr,n) //输出 #define PF_I(n) BIT_ADDR(GPIOF_IDR_Addr,n) //输入 #define PG_O(n) BIT_ADDR(GPIOG_ODR_Addr,n) //输出 #define PG_I(n) BIT_ADDR(GPIOG_IDR_Addr,n) //输入 #define PH_O(n) BIT_ADDR(GPIOH_ODR_Addr,n) //输出 #define PH_I(n) BIT_ADDR(GPIOH_IDR_Addr,n) //输入 #define PI_O(n) BIT_ADDR(GPIOI_ODR_Addr,n) //输出 #define PI_I(n) BIT_ADDR(GPIOI_IDR_Addr,n) //输入 void PA_BUS_O(unsigned int num); unsigned int PA_BUS_I(void); void PB_BUS_O(unsigned int num); unsigned int PB_BUS_I(void); void PC_BUS_O(unsigned int num); unsigned int PC_BUS_I(void); void PD_BUS_O(unsigned int num); unsigned int PD_BUS_I(void); void PE_BUS_O(unsigned int num); unsigned int PE_BUS_I(void); void PF_BUS_O(unsigned int num); unsigned int PF_BUS_I(void); void PG_BUS_O(unsigned int num); unsigned int PG_BUS_I(void); void PH_BUS_O(unsigned int num); unsigned int PH_BUS_I(void); void PI_BUS_O(unsigned int num); unsigned int PI_BUS_I(void); #endif #include "GPIO.h" void PA_BUS_O(unsigned int num) //输入值num最大为0xFFFF { int i; for(i=0;i<16;i++) { PA_O(i)=(num>>i)&0x0001; } } unsigned int PA_BUS_I(void) //输出值num最大为0xFFFF { unsigned int num; int i; for(i=0;i<16;i++) { num=num+(PA_I(i)<<i)&0xFFFF; } return num; } void PB_BUS_O(unsigned int num) //输入值num最大为0xFFFF { int i; for(i=0;i<16;i++) { PB_O(i)=(num>>i)&0x0001; } } unsigned int PB_BUS_I(void) //输出值num最大为0xFFFF { unsigned int num; int i; for(i=0;i<16;i++) { num=num+(PB_I(i)<<i)&0xFFFF; } return num; } void PC_BUS_O(unsigned int num) //输入值num最大为0xFFFF { int i; for(i=0;i<16;i++) { PC_O(i)=(num>>i)&0x0001; } } unsigned int PC_BUS_I(void) //输出值num最大为0xFFFF { unsigned int num; int i; for(i=0;i<16;i++) { num=num+(PC_I(i)<<i)&0xFFFF; } return num; } void PD_BUS_O(unsigned int num) //输入值num最大为0xFFFF { int i; for(i=0;i<16;i++) { PD_O(i)=(num>>i)&0x0001; } } unsigned int PD_BUS_I(void) //输出值num最大为0xFFFF { unsigned int num; int i; for(i=0;i<16;i++) { num=num+(PD_I(i)<<i)&0xFFFF; } return num; } void PE_BUS_O(unsigned int num) //输入值num最大为0xFFFF { int i; for(i=0;i<16;i++) { PE_O(i)=(num>>i)&0x0001; } } unsigned int PE_BUS_I(void) //输出值num最大为0xFFFF { unsigned int num; int i; for(i=0;i<16;i++) { num=num+(PE_I(i)<<i)&0xFFFF; } return num; } void PF_BUS_O(unsigned int num) //输入值num最大为0xFFFF { int i; for(i=0;i<16;i++) { PF_O(i)=(num>>i)&0x0001; } } unsigned int PF_BUS_I(void) //输出值num最大为0xFFFF { unsigned int num; int i; for(i=0;i<16;i++) { num=num+(PF_I(i)<<i)&0xFFFF; } return num; } void PG_BUS_O(unsigned int num) //输入值num最大为0xFFFF { int i; for(i=0;i<16;i++) { PG_O(i)=(num>>i)&0x0001; } } unsigned int PG_BUS_I(void) //输出值num最大为0xFFFF { unsigned int num; int i; for(i=0;i<16;i++) { num=num+(PG_I(i)<<i)&0xFFFF; } return num; } void PH_BUS_O(unsigned int num) //输入值num最大为0xFFFF { int i; for(i=0;i<16;i++) { PH_O(i)=(num>>i)&0x0001; } } unsigned int PH_BUS_I(void) //输出值num最大为0xFFFF { unsigned int num; int i; for(i=0;i<16;i++) { num=num+(PH_I(i)<<i)&0xFFFF; } return num; } void PI_BUS_O(unsigned int num) //输入值num最大为0xFFFF { int i; for(i=0;i<16;i++) { PI_O(i)=(num>>i)&0x0001; } } unsigned int PI_BUS_I(void) //输出值num最大为0xFFFF { unsigned int num; int i; for(i=0;i<16;i++) { num=num+(PI_I(i)<<i)&0xFFFF; } return num; } 二、如何判断MCU的外设是否支持位带

根据《ARM Cortex-M3与Cortex-M4权威指南(第3版)》中第6章第7节描述 也就是说 要实现对GPIO的位带操作 必须保证GPIO位于外设区域的第一个1MB中 第一个1MB应该是0x4010 0000之前 位带不是直接操作地址 而是操作地址映射 地址映射被操作以后 MCU自动会修改对应寄存器的值

位带区只有1MB 所以只能改0x4000 0000 - 0x400F FFFF的寄存器 像F4系列 GPIO的首地址为0x4002 0000 就可以用位带来更改

STM32L476的GPIO就不行： AHB2的都不能用位带 ABP 还有AHB1都可以用 但是L476的寄存器里面 GPIO和ADC都是AHB2