前面文章介紹了儲存器對映、暫存器和暫存器對映，這些都是為了介紹使用 C語言封裝暫存器做鋪墊。這裡我們通過一個例項來對 C 語言封裝暫存器進行介紹。

具體例項：控制 GPIOC 埠的第 0 管腳輸出一個低電平。首先我們需要知道GPIOC 埠外設是掛接在哪個總線上的，然後根據匯流排基地址和本身的偏移地址得到 GPIOC 外設基地址，最後通過這個外設基地址得到裡面各種暫存器基地址。

匯流排和外設基地址封裝

根據暫存器的概念，我們可以使用 C 語言中的巨集定義對暫存器進行定義。具體程式碼如下：

 1 　　 //定義外設基地址
 2 
 3 　　 #define PERIPH_BASE ((unsigned int)0x40000000) 1)
 4
 
 
 5     //定義 APB2 匯流排基地址
 6 
 7     #define APB2PERIPH_BASE (PERIPH_BASE + 0x00010000) 2)
 8 
 9     //定義 GPIOC 外設基地址
10 
11     #define GPIOC_BASE (AHB1PERIPH_BASE + 0x0800) 3)
12 
13     //定義暫存器基地址 這裡以 GPIOC 為例
14 
15     #define GPIOC_CRL *(unsigned int*)(GPIOC_BASE+0x00) 4)
16 
17     #define GPIOC_CRH *(unsigned int*)(GPIOC_BASE+0x04)
18
 
 
19     #define GPIOC_IDR *(unsigned int*)(GPIOC_BASE+0x08)
20 
21     #define GPIOC_ODR *(unsigned int*)(GPIOC_BASE+0x0C)
22 
23     #define GPIOC_BSRR *(unsigned int*)(GPIOC_BASE+0x10)
24 
25     #define GPIOC_BRR *(unsigned int*)(GPIOC_BASE+0x14)
26 
27     #define GPIOC_LCKR *(unsigned int*)(GPIOC_BASE+0x18)

上述程式碼中我們在後面備註了數字，下面對其進行簡單介紹下其功能：

• 定義外設的基地址，這個地址也是 Block2 的基地址。

• 定義 APB2 匯流排基地址，因為 Block2 的第一個匯流排是 APB1，而 APB2 匯流排地址只需要加上對應的地址偏移量即可。

• 定義 GPIO 外設基地址，因為 GPIOC 是掛接在 APB2 總線上的，所以找到對應的埠地址偏移量即可知道 GPIOC 埠基地址。

• 定義 GPIO 外設暫存器基地址，這裡以 GPIOC 埠為例，因GPIOC_CRL是 GPIOC 外設的第一個暫存器，所以基地址就是 GPIOC 地址，其他暫存器地址只需要在 GPIOC 基地址上加上相應的偏移量即可。

我們得到了暫存器具體的地址，那麼就可以使用 C 語言指標來操作讀寫。例如我們需要 GPIOC0 輸出一個低電平或者高電平，可以使用下面語句來操作。

1 　　 //控制 GPIOC 第 0 管腳輸出一個低電平
2 
3     GPIOC_BSRR = (0x01<<(16+0));
4 
5     //控制 GPIOC 第 0 管腳輸出一個高電平
6 
7     GPIOC_BSRR = (0x01<<0);

我們知道 GPIOC_BSRR 的值是這個暫存器的地址，但是編譯器不知道它是地址，而是把它當做立即數，所以我們必須要強制轉換為（unsigned int *）指標型別才可以對其操作，這一點特別要注意。然後再在前面加上一個“*”作取指標操作，表示對該地址內內容進行寫，讀操作也同樣使用“*”取指標操作。如下：

1 unsigned int temp;
2 temp =GPIOC_IDR;

將暫存器內的資料儲存在變數 temp 中，使用到變數時一定要進行定義。

暫存器封裝

通過前面講解，我們已經可以對暫存器進行操作，但是還稍有不足，因為STM32的GPIO比較多， 我們不可能每使用一個GPIO都做前面一樣的一大堆定義。根據GPIO暫存器的特點，我們知道不論GPIOA還是GPIOB等都擁有一組功能相同的暫存器，如GPIOA_ODR/GPIOB_ODR/GPIOC_ODR等等，它們只是地址不一樣。

為了更方便地訪問暫存器，我們引入C語言中的結構體對暫存器進行封裝，具體程式碼如下：

 1 　　 typedef unsigned int uint32_t; /*無符號 32 位變數*/
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 3     typedef unsigned short int uint16_t; /*無符號 16 位變數*/
 4 
 5     /* GPIO 暫存器列表 */
 6 
 7     typedef struct
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 9     {
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11         uint32_t CRL; /*GPIO 埠配置低暫存器 地址偏移: 0x00 */
12 
13         uint32_t CRH; /*GPIO 埠配置高暫存器 地址偏移: 0x04 */
14 
15         uint32_t IDR; /*GPIO 資料輸入暫存器 地址偏移: 0x08 */
16 
17         uint32_t ODR; /*GPIO 資料輸出暫存器 地址偏移: 0x0C */
18 
19         uint32_t BSRR; /*GPIO 位設定/清除暫存器 地址偏移: 0x10 */
20 
21         uint32_t BRR; /*GPIO 埠位清除暫存器 地址偏移: 0x14 */
22 
23         uint16_t LCKR; /*GPIO 埠配置鎖定暫存器 地址偏移: 0x18 */
24 
25     }GPIO_TypeDef;

這段程式碼用 typedef 關鍵字聲明瞭名為GPIO_TypeDef的結構體型別，結構體內有7 個成員變數，變數名正好對應暫存器的名字。C 語言的語法規定，結構體內變數的儲存空間是連續的，其中32位的變數佔用4個位元組，16 位的變數佔用2個位元組。

於是，我們定義的GPIO_TypeDef，假如這個結構體的首地址為0x4001 1000（這也是第一個成員變數 CRL的地址），那麼結構體中第二個成員變數CRH的地址即為0x4001 1000 +0x04，加上的這個0x04，正是代表CRH所佔用的4個位元組地址的偏移量，其它成員變數相對於結構體首地址的偏移，在上述程式碼右側註釋已給出。

這樣的地址偏移與STM32 GPIO外設定義的暫存器地址偏移一一對應，只要給結構體設定好首地址，就能把結構體內成員的地址確定下來，然後就能以結構體的形式訪問暫存器了，比如我們還是將GPIOC0輸出低電平，具體程式碼如下：

1 GPIO_TypeDef * GPIOx; //定義一個GPIO_TypeDef型結構體指標GPIOx
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3 GPIOx = GPIOC_BASE; //把指標地址設定為巨集 GPIOC_BASE 地址
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5 GPIOx->BSRR =(1<<(16+0)); //通過指標訪問並修改 GPIOC_BSRR 暫存器

這段程式碼先用GPIO_TypeDef型別定義一個結構體指標GPIOx，並讓指標指向GPIOC基地址GPIOC_BASE，地址確定下來，然後根據C語言訪問結構體的內容，用GPIOx->BSRR寫暫存器。為了操作更簡便靈活，我們直接使用巨集定義好GPIO_TypeDef型別的指標，而且指標指向各個GPIO埠的首地址，使用時我們直接用該巨集訪問暫存器即可。具體程式碼如下：

 1  　　#define GPIOA ((GPIO_TypeDef *) GPIOA_BASE)
 2 
 3     #define GPIOB ((GPIO_TypeDef *) GPIOB_BASE)
 4 
 5     #define GPIOC ((GPIO_TypeDef *) GPIOC_BASE)
 6 
 7     #define GPIOD ((GPIO_TypeDef *) GPIOD_BASE)
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 9     #define GPIOE ((GPIO_TypeDef *) GPIOE_BASE)
10 
11     #define GPIOF ((GPIO_TypeDef *) GPIOF_BASE)
12 
13     #define GPIOG ((GPIO_TypeDef *) GPIOG_BASE)
14 
15     GPIOC->BSRR = (1<<(16+0));

我們這裡僅僅以GPIO這個外設為例，給大家講解了如何使用C語言對暫存器封裝，對於其他的外設也是使用同樣方法。其實到了後面的實驗程式的編寫，我們都是使用ST公司提供的韌體庫，他們把STM32所有外設都已經封裝好了，我們只需要呼叫即可。 我們這裡分析這個封裝過程只是想讓大家更加清楚理解如何使用C來封裝暫存器的。