这一章在干嘛？
复习 STM32 嵌入式开发必备的 C 语言（位操作、宏定义、结构体、指针）+ 寄存器本质 + STM32F407 系统架构 + 存储器与寄存器映射。读完后面对 HAL 库「为什么这样封装」会有恍然大悟的感觉。
5.1 C 语言基础知识复习
5.1.1 位操作
嵌入式天天和 bit 打交道：清零 &= ~BIT、置位 |= BIT、取反 ^= BIT、读取 (x & BIT) ? 1 : 0。
5.1.2 define 宏定义
#define PI 3.14 文本替换；带参数 #define MAX(a,b) ((a)>(b)?(a):(b)) 注意整体加括号避免运算符优先级坑。
5.1.3 ifdef 条件编译
头文件防重包含 #ifndef __STM32_H\n#define __STM32_H ... #endif；区分调试与发布 #ifdef DEBUG ... #endif。
5.1.4 extern 外部声明
extern uint8_t g_flag; 告诉编译器「这变量在别的文件里定义」，不要分配空间。多文件工程必备。
5.1.5 typedef 类型别名
typedef unsigned int uint32_t; 让代码可移植、易读。C99/C11 的 <stdint.h> 已经替我们做好：uint8_t/uint16_t/uint32_t/uint64_t/int8_t/.../int64_t。
5.1.6 结构体
把相关变量打包：struct GPIO_TypeDef { uint32_t MODER; uint32_t OTYPER; ... };。访问用 .（普通变量）或 ->（指针变量）。
5.1.7 指针
STM32 大量用「外设寄存器结构体指针」：#define GPIOA ((GPIO_TypeDef *)0x40020000)，然后 GPIOA->BSRR = 0x01; 就是点亮 PA0。指针就是地址，地址就是数字，没什么神秘的。
C 语言建议： 把这 7 节内容当字典，不懂就翻，3 天后自然就熟了。
5.2 寄存器基础知识
寄存器 = 特殊功能的内存单元。本质：
(*(unsigned int *)(0x40010C0C)) = 0xFFFF; // 把 GPIOB->ODR 设为 0xFFFF
但可读性差，所以改用结构体：
GPIOB->ODR = 0xFFFF; // 实质等价上一行
寄存器按 32 位组织，每位或几位代表一个开关/参数。命名约定：xxxx_CR1/CR2/CR3 配置寄存器、xxxx_SR 状态寄存器、xxxx_DR 数据寄存器、xxxx_BRR 波特率寄存器。
5.3 STM32F407 系统架构
5.3.1 Cortex M4 内核 & 芯片
Cortex-M4 由 ARM 设计，包含 NVIC（嵌套向量中断控制器）、SysTick、MPU、FPU、DSP 指令等。ST 在此基础上集成自家外设（USART/SPI/…）。
5.3.2 STM32 系统架构
F407 有 8 条主控总线：I-Code、D-Code、S-Bus、DMA、FSMC、AHB、APB1、APB2。
- I-Code：取指令，CPU → Flash
- D-Code：读常量，CPU → Flash
- S-Bus：CPU 访问外设寄存器
- DMA 总线：DMA 搬运数据不经过 CPU
原书图 5.3.2.1：STM32 系统架构框图
5.3.3 存储器映射
整个 4 GB 地址空间划分：
| 地址范围 | 用途 |
|---|---|
| 0x0000_0000~0x1FFF_FFFF | Code 区（Flash 映射） |
| 0x2000_0000~0x3FFF_FFFF | SRAM（192 KB） |
| 0x4000_0000~0x5FFF_FFFF | 外设寄存器 |
| 0x6000_0000~0x7FFF_FFFF | FSMC 扩展（外部 SRAM/NOR） |
| 0x8000_0000~0x9FFF_FFFF | FSMC 扩展（NAND） |
| 0xA000_0000~0xDFFF_FFFF | FSMC 扩展（其它） |
| 0xE000_0000~0xFFFF_FFFF | Cortex-M4 内核（NVIC/SysTick） |
原书图 5.3.3.1：STM32 存储器映射图
记住常用段： RAM 起始 0x20000000；外设起始 0x40000000；Flash 起始 0x08000000（启动后映射到 0x00000000）。
5.3.4 寄存器映射
寄存器描述解读：手册里每个寄存器都有「位定义表」，例如 USART_BRR 寄存器：
| 位 | 名称 | 读写 | 功能 |
|---|---|---|---|
| [3:0] | DIV_Fraction | RW | 小数部分 |
| [15:4] | DIV_Mantissa | RW | 整数部分 |
寄存器映射举例：把 USART1 的 BRR 地址算出：
| 外设基地址 | USART 基地址 | 偏移 | 总地址 |
|---|---|---|---|
| 0x40000000 | 0x40011000 | 0x08 | 0x40011008 |
寄存器地址计算：外设基址 + 偏移；外设基址 = 总线基址 + 总线相对偏移；总线基址 = 总线基址基址 + N×总线间距。
原书图 5.3.4.1：寄存器描述解读示例
stm32f407xx.h 寄存器映射说明：ST 已经把整个 F407 的寄存器映射成结构体，我们直接 USART1->BRR = 0x0683; 即可，不用自己算地址。
寄存器本质是什么？
特殊功能的内存单元，本质上是 32 位/16 位/8 位的内存地址。
STM32 的 I-Code 与 D-Code 总线各管什么？
I-Code 取指令（Flash→CPU），D-Code 读常量（常量数据）。
SRAM 起始地址与外设起始地址分别是？
SRAM 0x20000000，外设 0x40000000。
如何清零与置位某一位？
a &= ~BIT清零，
a |= BIT置位。