寄存器，是集成電路中非常重要的一種存儲(chǔ)單元，通常由觸發(fā)器組成。在集成電路設(shè)計(jì)中，寄存器可分為電路內(nèi)部使用的寄存器和充當(dāng)內(nèi)外部接口的寄存器這兩類。內(nèi)部寄存器不能被外部電路或軟件訪問，只是為內(nèi)部電路的實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)功能或滿足電路的時(shí)序要求。而接口寄存器可以同時(shí)被內(nèi)部電路和外部電路或軟件訪問，CPU中的寄存器就是其中一種，作為軟硬件的接口，為廣泛的通用編程用戶所熟知。本文主要詳解寄存器操作方法以及對(duì)寄存器操作的通用方法總結(jié)，具體的跟隨小編來了解一下。

一、寄存器操作

1、#define方法

1）寄存器地址的定義：

#define UART_BASE_ADRS （0x10000000） /* 串口的基地址 */

#define UART_RHR *（volatile unsigned char *）（UART_BASE_ADRS + 0） /* 數(shù)據(jù)接受寄存器 */

#define UART_THR *（volatile unsigned char *）（UART_BASE_ADRS + 0） /* 數(shù)據(jù)發(fā)送寄存器 */

2）寄存器讀寫操作：

UART_THR = ch; /* 發(fā)送數(shù)據(jù) */

ch = UART_RHR; /* 接收數(shù)據(jù) */

也可采用定義帶參數(shù)宏實(shí)現(xiàn)

#define WRITE_REG（addr， ch） *（volatile unsigned char *）（addr） = ch

#define READ_REG（addr， ch） ch = *（volatile unsigned char *）（addr）

3）對(duì)寄存器相應(yīng)位的操作方法：

定義寄存器

#define UART_LCR *（volatile unsigned char *）（UART_BASE_ADRS + 3） /* 線控制寄存器 */

定義寄存器相應(yīng)位的值

#define CHAR_LEN_5 0x00

#define CHAR_LEN_6 0x01

#define CHAR_LEN_7 0x02

#define CHAR_LEN_8 0x03 /* 8 data bit */

#define LCR_STB 0x04 /* Stop bit control */

#define ONE_STOP 0x00 /* One stop bit！ */

#define LCR_PEN 0x08 /* Parity Enable */

#define PARITY_NONE 0x00

#define LCR_EPS 0x10 /* Even Parity Select */

#define LCR_SP 0x20 /* Force Parity */

#define LCR_SBRK 0x40 /* Start Break */

#define LCR_DLAB 0x80 /* Divisor Latch Access Bit */

定義寄存器相應(yīng)位的值另一種方法

#define CHAR_LEN_5 0〈〈0

#define CHAR_LEN_6 1〈〈0

#define CHAR_LEN_7 1〈〈1

#define CHAR_LEN_8 （1〈〈0）|（1〈〈1） /* 8 data bit */

#define LCR_STB 1〈〈2 /* Stop bit control */

#define ONE_STOP 0〈〈2 /* One stop bit！ */

#define LCR_PEN 1〈〈3 /* Parity Enable */

#define PARITY_NONE 0〈〈3

#define LCR_EPS 1〈〈4 /* Even Parity Select */

#define LCR_SP 1〈〈5 /* Force Parity */

#define LCR_SBRK 1〈〈6 /* Start Break */

#define LCR_DLAB 1〈〈7 /* Divisor Latch Access Bit */

對(duì)寄存器操作只需對(duì)相應(yīng)位或賦值

UART_LCR = CHAR_LEN_8 | ONE_STOP | PARITY_NONE; /* 設(shè)置 8位數(shù)據(jù)位，1位停止位，無校驗(yàn)位 */

4）對(duì)寄存器某一位置位與清零

對(duì)某一寄存器第7位置位

XX_CRTL |= 1〈〈7;

XX_CRTL &= ~（1〈〈7）;

UART_LCR |= LCR_DLAB; /* 時(shí)鐘分頻器鎖存使能 */

UART_LCR &= ~（LCR_DLAB）; /* 禁止時(shí)鐘分頻器鎖存 */

5 判斷寄存器某一位是否置位或?yàn)?的方法

#define UART_LSR *（volatile unsigned char *）（UART_BASE_ADRS + 5） /* 線狀態(tài)寄存器 */

#define LSR_DR 1〈〈0 /* Data Ready */

當(dāng)UART_LSR的第0位為1時(shí)結(jié)束循環(huán)

while （！（UART_LSR & LSR_DR）） /* 等待數(shù)據(jù)接收完 */

2、共用體結(jié)構(gòu)體位域的應(yīng)用實(shí)例

【例】設(shè)count 是一個(gè)16 位的無符號(hào)整型計(jì)數(shù)器，最大計(jì)數(shù)為十六進(jìn)制0xffff，要求將這個(gè)計(jì)數(shù)值以十六進(jìn)制半字節(jié)的形式分解出來。

對(duì)于上述實(shí)例通常采用移位的方法求解，而采用共用體結(jié)構(gòu)體位域的方法不需要通過移位運(yùn)算。以下，對(duì)CCS 在頭文件中大量使用的共用體結(jié)構(gòu)體位域進(jìn)行注解。

先定義一個(gè)共用體結(jié)構(gòu)體位域：

…

Uint16 cont，g，s，b，q; //16 位無符號(hào)整型變量定義

cont=0xfedc; //對(duì)cont 賦值

…

union //共用體類型定義

{ Uint16 i; //定義i 為16 位無符號(hào)整型變量

struct //結(jié)構(gòu)體類型定義

{

Uint16 low:4; //最低4 位在前。從最低4 位開始，取每4 位構(gòu)成半字節(jié)

Uint16 mid0:4;

Uint16 mid1:4;

Uint16 high:4; //最高4 位在后

}HalfByte; //HalfByte 為具有所定義的結(jié)構(gòu)體類型的變量

}Count; //Count為具有所定義的共用體類型的變量

union 定義一個(gè)共用體類型，它包含兩個(gè)成員：一個(gè)是16 位無符號(hào)整型變量i，另一個(gè)是包含4 個(gè)半字節(jié)變量（low，mid0，mid1，high）的結(jié)構(gòu)體類型。它們占用同一個(gè)內(nèi)存單元，通過對(duì)i（Count.i）進(jìn)行賦值，可以完成對(duì)結(jié)構(gòu)體4 個(gè)變量的賦值。

上面的程序，在定義共用體類型和結(jié)構(gòu)體類型的同時(shí)，直接完成了這兩個(gè)類型變量的定義，而未定義共用體和結(jié)構(gòu)體類型名。即HalfByte 是一個(gè)具有所定義的結(jié)構(gòu)體類型的變量，Count 是一個(gè)具有所定義的共用體類型的變量。理解了共用體與結(jié)構(gòu)體之間的關(guān)系，下面的賦值指令就清楚了。

Count.i = cont; //對(duì)共用體類型成員i 進(jìn)行賦值

g = Count.HalfByte.low; //將cont 的0～3 位賦值給g，g=0x000c

s = Count.HalfByte.mid0; //將cont 的4～7 位賦值給s，s=0x000d

b = Count.HalfByte.mid1; //將cont 的8～11 位賦值給b，b=0x000e

q = Count.HalfByte.high; //將cont 的12～15 位賦值給q，q=0x000f

通過共用體結(jié)構(gòu)體定義，當(dāng)對(duì)共用體類型成員i 進(jìn)行賦值時(shí)，由于結(jié)構(gòu)體類型變量HalfByte 與i 占用同一個(gè)內(nèi)存單元，因此，也就完成了對(duì)HalfByte 的各成員的賦值。

C 語言的共用體結(jié)構(gòu)體位域定義，可以完成對(duì)寄存器位域的訪問。至于被訪問的位域在內(nèi)存中的具體位置則由編譯器安排，編程者可以不必關(guān)注。

下面是一個(gè)訪問寄存器位域的例子，供讀者參考。

先建立一個(gè)共用體結(jié)構(gòu)體位域定義，將某個(gè)寄存器的16 位，從最低位到最高位分別

定義為Bit1，Bit2，…，Bit16。

union //共用體類型定義

{ Uint16 all; //定義all 為16 位無符號(hào)整型變量

struct //結(jié)構(gòu)體類型定義

{

Uint16 Bit1:1; //0 位Bit1 取寄存器最低位0 位，以下順序取1 位直到最高位

Uint16 Bit2:1; //1

Uint16 Bit3:1; //2

Uint16 Bit4:1; //3

Uint16 Bit5:1; //4

Uint16 Bit6:1; //5

Uint16 Bit7:1; //6

Uint16 Bit8:1; //7

Uint16 Bit9:1; //8

Uint16 Bit10:1; //9

Uint16 Bit11:1; //10

Uint16 Bit12:1; //11

Uint16 Bit13:1; //12

Uint16 Bit14:1; //13

Uint16 Bit15:1; //14

Uint16 Bit16:1; //15

}bit; //bit為具有所定義的結(jié)構(gòu)體類型的變量

}CtrlBit; //CtrlBit 為具有所定義的共用體類型的變量

有了上面的定義之后，要訪問某一個(gè)位或某些位就很容易了。比如要置Bit4，Bit8，Bit12 及Bit16 為1，可用兩種方法進(jìn)行：

方法一：

CtrlBit.bit.Bit4 = 1;

CtrlBit.bit.Bit8 = 1;

CtrlBit.bit.Bit12 = 1;

CtrlBit.bit.Bit16 = 1;

二、對(duì)寄存器操作的通用方法總結(jié)

對(duì)寄存器的操作有時(shí)候要考慮對(duì)其不同的位進(jìn)行先后順序不同的設(shè)置，但是對(duì)寄存器操作的方法是固定的。

首先要明白邏輯運(yùn)算符（！，&&，||）和位運(yùn)算符（〈〈，〉〉，~，|，^，&）的區(qū)別：

對(duì)寄存器的操作使用的是位運(yùn)算符，

邏輯運(yùn)算符一般用于在程序中判斷邏輯中使用。

例如 定義一個(gè)8位的寄存器（0xf0是寄存器的地址）： #define REG 0xF0

1）對(duì)單個(gè)的位進(jìn)行賦值

（1）將寄存器REG的第5位置“1”： REG |= （1 〈〈 5）;

（2）將寄存器REG的第5位清“0”： REG &= ~（1 〈〈 5）;

（3）將寄存器REG的第3和第5位置“1”：REG |= （1 〈〈 5） | （1 〈〈 3）;

（4）將寄存器REG的第3和第5位清“0”：REG &= ~（ （1 〈〈 5） | （1 〈〈 3） ）;

該段總結(jié)如下：

將某位置1，移位后使用位運(yùn)算“|” ；

將某位清0，移位取反后，使用位運(yùn)算“&”

2）直接賦值

（1）將寄存器REG的1、2、3、5、7位置“1”

REG = 0x5E; （即給寄存器REG1賦值為1010 1110，這種方法多在初始化中使用）

（2）分別將寄存器REG的1、3、5、7位置“1”；0、2位清“0”

u8 temp;

temp = REG;

temp |= （1 〈〈 1）; //將第1位置“1”

temp |= （1 〈〈 3）;

temp |= （1 〈〈 5）;

temp |= （1 〈〈 7）;

temp &= ~（1 〈〈 0） ; //將第0位清“0”，等價(jià)于temp &= ~0x01

temp &= ~（1 〈〈 2）; //將第2位清“0”

REG = temp;