ARM单片机的头文件如何用结构体定义地址

下面我们以ARM Cortex-M0内核单片机LPC1114的头文件lpc11xx.h文件进行说明。

1.先说两句

lpc11xx.h文件是lpc11xx系列单片机包含的头文件。这个文件的作用和51单片机中的reg51.h头文件是一个性质，都是用来定义寄存器在单片机中的地址的。

你现在就可以打开reg51.h文件和lpc11xx.h文件看看，对比后你会发现两个主要的区别，首先是lpc11xx.h文件的寄存器定义是用结构体的形式，而reg51.h文件中，寄存器的定义都是一条一条的很直接的地址定义。然后是reg51.h文件中有sfr这样的“伪c语言”，而lpc11xx.h中用的是标准的c语言。C语言的最大用武之地就是单片机，要想学c，就在单片机上学，要想学单片机，就先入门c语言。两者相辅相成的学，效果最好。学以致用，才是学习的最终目标。

2.lpc11xx.h文件中如何定义寄存器地址？

在文件中，定义寄存器地址用到了一下几方面的c语言基础知识：

• 结构体；

• 结构体指针；

• 宏定义#define

• 关键字typedef

• 关键字volatile

• 关键字const

lpc11xx.h文件中，把每个模块都定义了一个结构体，这些模块有SYSCON、IOCON、UART、GPIO、SSP、I2C、WDT、ADC等。

例如，下面是ADC模块的结构体定义：

typedef struct
{
  __IO uint32_t CR;   
  __IO uint32_t GDR;   
  uint32_t RESERVED0;
  __IO uint32_t INTEN; 
  __IO uint32_t DR[8];  
  __I uint32_t STAT;  
} LPC_ADC_TypeDef;

结构体的定义有三种形式，我们这里使用的是“直接说明变量”的形式。

lpc11xx.h文件的第566~584行，给每个模块的结构体变量定义了结构体指针，并加了宏定义#define，为的是以后写程序时书写方便。

把鼠标放到uint32_t上面，单击鼠标右键，在弹出的菜单中选择“Go To Definition Of ‘uint32_t’”,如下图所示：

选择后，就会跳到它的定义之处，如下图所示：

typedef是类型重定义关键字，所以实际上，CR寄存器的定义是这样的：

__IO unsigned int CR;

按照同样的方法，可以找到__IO的定义为：

所以，CR寄存器定义实际上是：

volatile unsigned int CR;

volatile关键字的作用是为了让编译器不要优化这个变量。

unsigned int关键字，用来定义无符号的整形变量。

这时候，有人会问，为什么不直接写成这样呢？答：为了阅读方便。

__IO uint32_t CR;

看到这条语句，我们就会知道，CR寄存器是一个“32位的可读可写寄存器”。

volatile unsigned int CR;

同样的这句话，我们对它的了解就不是那么一目了然了。

3.如何查看每个寄存器的地址？

上面讲到，寄存器的地址是由结构体和结构体指针定义的。现在我们来验证一下它的正确性。

我们随便找个寄存器，比如ADC模块的INTEN寄存器（ADC中断允许寄存器），打开LPC1114的用户手册，找到第25章ADC模块部分，如下图所示：

从上面图中，可以看到INTEN的寄存器的地址是0x4001C00C，接下来，我们打开lpc11xx.c文件来验证一下吧。

打开lpc11xx.c文件，找到ADC模块的结构体，如下图所示：

然后再找到LPC_ADC_TypeDef的结构体指针，如下所示：

结构体指针就是用来指向一个地址的，我们来看看上面语句中的LPC_ADC_BASE是什么：

再看看上条语句中的LPC_APB0_BASE是什么：

现在终于挖到底了，原来LPC_ADC_TypeDef指针指向的地址为：

0x40000000+0x1C000=0x4001C000

c语言基础知识：结构体的第一个变量的地址=结构体指针的地址。

所以结构体的第一个变量地址就是0x4001C000，INTEN前面有3个4字节的变量，所以INTEN的地址就是0x4001C00C。

验证完毕。

4.程序中，如何操作寄存器？

C语言基础知识：用结构体变量指针访问结构体中的变量，形式有两种：

• *结构体指针变量.变量名

• 结构体指针变量->变量名

还是拿INTEN寄存器为例，假设我们要给这个寄存器写0x837,可以这样写：

• *LPC_ADC.INTEN=0x837;

• LPC_ADC->INTEN=0X837;

以上两种形式，在写程序的时候，都可以用。人们习惯用第二种形式。