STM32外设寄存器地址定义

一直都是用STM32做项目中的主控芯片，在编程的时候，之前一直忽视了一个问题，那就是寄存器的位置是如何定义的，为什么用一个USART1->CR操作就能够给这个CR寄存器赋值？其实这是一个比较底层的问题，不懂这方面的知识也并不影响使用STM32，因为底层的定义工作，厂家一般都会做好，但是多了解一点原理性的东西，对自己还是很有帮助的。

这里我就以STM32F407的USART寄存器为例，介绍一下ST厂家是如何做寄存器定义的。

首先在stm32f4xx.h中

1. typedef struct  

2. {  

3.   __IO uint16_t SR;         /*!< USART Status register,                   Address offset: 0x00 */  

4.   uint16_t      RESERVED0;  /*!< Reserved, 0x02                                                */  

5.   __IO uint16_t DR;         /*!< USART Data register,                     Address offset: 0x04 */  

6.   uint16_t      RESERVED1;  /*!< Reserved, 0x06                                                */  

7.   __IO uint16_t BRR;        /*!< USART Baud rate register,                Address offset: 0x08 */  

8.   uint16_t      RESERVED2;  /*!< Reserved, 0x0A                                                */  

9.   __IO uint16_t CR1;        /*!< USART Control register 1,                Address offset: 0x0C */  

10.   uint16_t      RESERVED3;  /*!< Reserved, 0x0E                                                */  

11.   __IO uint16_t CR2;        /*!< USART Control register 2,                Address offset: 0x10 */  

12.   uint16_t      RESERVED4;  /*!< Reserved, 0x12                                                */  

13.   __IO uint16_t CR3;        /*!< USART Control register 3,                Address offset: 0x14 */  

14.   uint16_t      RESERVED5;  /*!< Reserved, 0x16                                                */  

15.   __IO uint16_t GTPR;       /*!< USART Guard time and prescaler register, Address offset: 0x18 */  

16.   uint16_t      RESERVED6;  /*!< Reserved, 0x1A                                                */  

17. } USART_TypeDef;  

这是因为USART的寄存器组包括SR，DR，BRR，CR1，CR2，CR3，GPTR这几个寄存器，所以用一个USART_TypeDef结构体包含这些寄存器。如果在别的程序中用到这些寄存器，只需要如下：

1. USART_TypeDef   USART1//任意取名，尽量与Datasheet中给出的名字一致便于理解  

2. USART1.SR = 0x0000 0001;  

或者 

1. USART_TypeDef*   USART1  

2. USART1->SR = 0x0000 0001;  

1. (*USART1).SR = 0x0000 0011;  

那么具体到各个寄存器的位置到底是怎样的呢？从Datasheet和reference manual中可以看到

USART2属于APB1管理的外设，起始地址是0x4000 4400，STM32上所有的外设的基地址都是0x4000 0000(这其实是ARM公司规定的)，这也是APB1的起始地址，然后USART2的起始地址在APB1外设基地址的基础上偏移0x4400，于是便可以按照下面代码来分配各个外设的起始地址了

1. #define PERIPH_BASE           ((uint32_t)0x40000000)  

2. /*!< Peripheral base address in the alias region*/  

3.    

4. /*!< Peripheral memory map */  

5. #define APB1PERIPH_BASE       PERIPH_BASE  

6.    

7. #define USART2_BASE           (APB1PERIPH_BASE + 0x4400)  

8. #define USART3_BASE           (APB1PERIPH_BASE + 0x4800)  

9. #define UART4_BASE            (APB1PERIPH_BASE + 0x4C00)  

10. #define UART5_BASE            (APB1PERIPH_BASE + 0x5000)  

11.    

12. #define USART2              ((USART_TypeDef *) USART2_BASE)  

13. #define USART3              ((USART_TypeDef *) USART3_BASE)  

14. #define UART4               ((USART_TypeDef *) UART4_BASE)  

15. #define UART5               ((USART_TypeDef *) UART5_BASE)  

有了这些外设的基地址，加上上面提到的寄存器结构体，便可以操作各个寄存器了，例如，只需要如下语句,便可以使能USART2

1. USART_Cmd(USART2, ENABLE);  

USART_Cmd这是ST官方给出的库函数，具体定义如下

1. void USART_Cmd(USART_TypeDef* USARTx, FunctionalState NewState)  

2. {  

3.   /* Check the parameters */  

4.   assert_param(IS_USART_ALL_PERIPH(USARTx));  

5.   assert_param(IS_FUNCTIONAL_STATE(NewState));  

6.     

7.   if (NewState != DISABLE)  

8.   {  

9.     /* Enable the selected USART by setting the UE bit in the CR1 register */  

10.     USARTx->CR1 |= USART_CR1_UE;  

11.   }  

12.   else  

13.   {  

14.     /* Disable the selected USART by clearing the UE bit in the CR1 register */  

15.     USARTx->CR1 &= (uint16_t)~((uint16_t)USART_CR1_UE);  

16.   }  

17. }  

如果理解了上述所讲的内容，你会发现，这种通过结构体定义寄存器的方法非常常见，这是因为现在的处理器，各种寄存器相当多（成百上千），如果按照传统的定义方法去操作寄存器，会相当的麻烦。不只是STM32，我知道的有TI的C2000系列DSP，NXP的ARM系列MCU，瑞萨的ARM R4 RZ/T1处理器都是按这样的方法来定义寄存器。