文章前半部分會(huì)先講寄存器的基本原理，然后后半部分再通過(guò)代碼示范寄存器的操作方法。

這里使用的嵌入式平臺(tái)是 STM32F103，它的的寄存器手冊(cè)可以在 這里 下載。

寄存器操作

core::write_volatile(0x4001_0810 as *mut u32, 1 << 19);

GPIO（通用接口）

GPIO 配置寄存器

GPIO 擁有以下幾種模式：

• 輸入浮空
• 輸入上拉
• 輸入下拉
• 模擬輸入
• 開(kāi)漏輸出
• 推挽式輸出
• 推挽式復(fù)用功能 ─ 開(kāi)漏復(fù)用功能

輸入可以理解為讀取引腳上的電平，相反，輸出就是控制引腳電平。因?yàn)槲覀兿胍ㄟ^(guò)控制引腳電平來(lái)點(diǎn)亮 LED，所以我們這里選擇輸出模式。

GPIO 置位/復(fù)位寄存器

RCC 總線(xiàn)開(kāi)關(guān)

Blinky 示例

#![no_std]
#![no_main]
 extern crate panic_halt;
use core::ptr;
use cortex_m::asm;
use cortex_m_rt::entry;
use stm32f103xx;
#[entry]
 fn main() -> ! {
     asm::nop();
     loop { }
  }

 [denpendencies] cortex-m = "0.5.8" cortex-m-rt = "0.6.5" panic-halt = "0.2.0" stm32f103xx = "0.11"

const RCC_APB2ENR: *mut u32 = (0x4002_1000 + 0x18) as *mut u32;
const GPIOC_CRH: *mut u32 = (0x4001_1000 + 0x04) as *mut u32;
const GPIOC_BSRR: *mut u32 = (0x4001_1000 + 0x10) as *mut u32;

const APB2ENR_IOPCEN: usize = 4;
const CRH_MODE13: usize = 20;
const BSRR_BS13: usize = 13;
const BSRR_BR13: usize = 13 + 16;

#[entry]
fn main() -> ! {
    unsafe {
// 啟用 GPIOC
        ptr::write_volatile(RCC_APB2ENR, 1 << APB2ENR_IOPCEN);
// 配置 GPIOC - PC13 為推挽輸出
        ptr::write_volatile(GPIOC_CRH, 0b0011 << CRH_MODE13);
// 重置 PC13 以輸出低電平
        ptr::write_volatile(GPIOC_BSRR, 1 << BSRR_BR13);
    }
    loop { }
}

fn delay() {
for _ in 0..2_000 {
asm::nop();
    }
}

loop {
    delay();
// Reset：輸出低電平，點(diǎn)亮 LED
    unsafe { ptr::write_volatile(GPIOC_BSRR, 1 << BSRR_BR13); }
    delay();
// Set：輸出高電平，LED 熄滅
    unsafe { ptr::write_volatile(GPIOC_BSRR, 1 << BSRR_BS13); }
}

#![no_std]
#![no_main]
extern crate panic_halt;
use core::ptr;
use stm32f103xx;
use cortex_m::asm;
use cortex_m_rt::entry;
const RCC_APB2ENR: *mut u32 = (0x4002_1000 + 0x18) as *mut u32;
const GPIOC_CRH: *mut u32 = (0x4001_1000 + 0x04) as *mut u32;
const GPIOC_BSRR: *mut u32 = (0x4001_1000 + 0x10) as *mut u32;
const APB2ENR_IOPCEN: usize = 4;
const CRH_MODE13: usize = 20;
const BSRR_BS13: usize = 13;
const BSRR_BR13: usize = 13 + 16;
#[entry]
fn main() -> ! {
    unsafe {
// 啟用 GPIOC
         ptr::write_volatile(RCC_APB2ENR, 1 << APB2ENR_IOPCEN);
// 配置 GPIOC - PC13 為推挽輸出
        ptr::write_volatile(GPIOC_CRH, 0b0011 << CRH_MODE13);
// 重置 PC13 以輸出低電平
        ptr::write_volatile(GPIOC_BSRR, 1 << BSRR_BR13);
    }
     loop {
        delay();
// Reset：輸出低電平，點(diǎn)亮 LED
        unsafe { ptr::write_volatile(GPIOC_BSRR, 1 << BSRR_BR13); }
        delay();
// Set：輸出高電平，LED 熄滅
        unsafe { ptr::write_volatile(GPIOC_BSRR, 1 << BSRR_BS13); }
    }
}
fn delay() {
for _ in 0..2_000 {
        asm::nop();
    }
}

Blinky：抽象

// 獲取 Peripheralslet dp = stm32f103xx::take().unwrap();// 啟用 GPIOCdp.RCC.apb2enr.write(|w| w.iopben().enabled());

// 配置 PC13dp.GPIOC.crh.write(|w| w.mode13().output().cnf13().push());// Setdp.GPIOC.bsrr.write(|w| w.bs13().set());// Resetdp.GPIOC.bsrr.write(|w| w.br13().reset());

#![no_std]
#![no_main]
extern crate panic_halt;
use core::ptr;
use stm32f103xx;
use cortex_m::asm;
use cortex_m_rt::entry;
#[entry]
fn main() -> ! {
// 獲取 Peripherals
    let dp = stm32f103xx::take().unwrap();
// 啟用 GPIOC
    dp.RCC.apb2enr.write(|w| w.iopben().enabled());
// 配置 PC13
    dp.GPIOC.crh.write(|w| w.mode13().output().cnf13().push());
    loop {
        delay();
// Reset：輸出低電平，點(diǎn)亮 LED
        dp.GPIOC.bsrr.write(|w| w.br13().reset());
        delay();
// Set：輸出高電平，LED 熄滅
        dp.GPIOC.bsrr.write(|w| w.bs13().set());
    }
}
fn delay() {
for _ in 0..2_000 {
        asm::nop();
    }
}

Blinky：再抽象

[dependencies.stm32f103xx-hal]features = ["rt"]git = "https://github.com/japaric/stm32f103xx-hal"

extern crate stm32f103xx_hal as hal;use hal::*;

let dp = stm32f103xx::Peripherals::take().unwrap();// 將 RCC 寄存器結(jié)構(gòu)體轉(zhuǎn)換為進(jìn)一步抽象的 hal 結(jié)構(gòu)體let mut rcc = dp.RCC.constrain();// 獲取 GPIOC 實(shí)例，這里會(huì)自動(dòng)打開(kāi)總線(xiàn)開(kāi)關(guān)let mut gpioc = dp.GPIOC.split(&mut rcc.apb2);// 獲取 PC13 實(shí)例，并進(jìn)行引腳配置let mut led = gpioc.pc13.into_push_pull_output(&mut gpioc.crh);// 輸出高電平led.set_high();// 輸出低電平led.set_low();

#![no_std]#![no_main]extern crate panic_halt;extern crate stm32f103xx_hal as hal;use core::ptr;use stm32f103xx;use cortex_m::asm;use cortex_m_rt::entry;use hal::*;#[entry]fn main() -> ! {// 獲取 Peripherals    let dp = stm32f103xx::take().unwrap();// 將 RCC 寄存器結(jié)構(gòu)體轉(zhuǎn)換為進(jìn)一步抽象的 hal 結(jié)構(gòu)體    let mut rcc = dp.RCC.constrain();// 獲取 GPIOC 實(shí)例，這里會(huì)自動(dòng)打開(kāi)總線(xiàn)開(kāi)關(guān)    let mut gpioc = dp.GPIOC.split(&mut rcc.apb2);// 獲取 PC13 實(shí)例，并進(jìn)行引腳配置    let mut led = gpioc.pc13.into_push_pull_output(&mut gpioc.crh);    loop {        delay();// 輸出低電平        led.set_low();        delay();// 輸出高電平        led.set_high();    }}fn delay() {for _ in 0..2_000 {        asm::nop();    }}

Conclusion

這篇文章篇幅較長(zhǎng)，從寄存器原理一直講到了內(nèi)存操作方法，然后展示了如何通過(guò) Rust 強(qiáng)大的抽象能力將零散的內(nèi)存操作隱藏在安全的操作接口后面，并且還基于 embedded-hal 對(duì)寄存器操作的邏輯再一次抽象，得到了安全且容易使用的 API，還可以根據(jù)需要靈活選擇抽象級(jí)別。相信讀者已經(jīng)能感受到Rust 在嵌入式領(lǐng)域相對(duì)于 C 的巨大的優(yōu)勢(shì)了。