前言
在最初学习STM32的过程中，由于知识不进脑子，经常边学边忘，并且C语言学习的也比较浅，涉及到指针地址等方面的知识，内心就有点排斥。
第一次遇到 -> 和 . 这两种操作符时，我只是知道按照示例“照着用”，但并不清楚它们之间的具体区别，也没有深入理解它们的内在逻辑。这样的学习方式让我很容易陷入“知道怎么用，却不知道为什么”的状态。
今天在实际开发中再次遇到这两个操作符时，我发现仍旧无法清晰地解释它们的区别和适用场景。于是，我决定花时间好好研究一番。通过梳理这些基础概念，希望不仅能彻底搞清楚 -> 和 . 的用法，还能深化对指针和地址的理解，夯实自己在嵌入式开发中的基础知识。
接下来的文章将通过 TIM2->CCR2 与 TIM2.CCR2 的区别这一实际问题为切入点，详细解析 -> 和 . 两种操作符的用法和应用场景，帮助初学者更直观地理解它们在 STM32 开发中的具体用途和背后的逻辑。
TIM2->CCR2 与 TIM2.CCR2 的区别与对比说明
在 STM32 的开发中，寄存器操作通过定时器的基地址映射和结构体定义实现。两种操作符 -> 和 . 的使用情况需要具体区分，分别应用于不同的环境。以下将详细说明它们的区别、基地址映射的原理，以及应用场景。
概念
. 操作符：用于访问结构体实例的成员。在使用它时，结构体变量必须是直接定义的实例，而不是一个指针。
-> 操作符：用于访问指针指向的结构体的成员。在使用它时，必须有一个结构体指针，该指针指向一个有效的结构体对象或内存区域。
1. 基地址映射原理
在 STM32 中，每个外设（如定时器 TIM2）都有一个固定的基地址，用于唯一标识硬件寄存器的起始地址。为了便于开发，CMSIS（Cortex Microcontroller Software Interface Standard）框架通过结构体定义寄存器布局，并将这些基地址与结构体进行映射。
基地址映射的具体过程
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寄存器基地址的定义：
- 每个外设在芯片手册中都有对应的基地址。例如，TIM2 的基地址为：
#define TIM2_BASE (APB1PERIPH_BASE + 0x0000)APB1PERIPH_BASE是 APB1 总线的基地址，而0x0000是 TIM2 的偏移量。
- 每个外设在芯片手册中都有对应的基地址。例如，TIM2 的基地址为：
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基地址与结构体的结合：
- 通过将 TIM2 的基地址强制转换为指向
TIM_TypeDef结构体的指针，实现基地址到寄存器的映射：#define TIM2 ((TIM_TypeDef *) TIM2_BASE) - 这样，
TIM2成为一个指针，指向定时器 2 的寄存器映射区域。
- 通过将 TIM2 的基地址强制转换为指向
-
寄存器结构体的定义：
- 以
TIM_TypeDef为例，结构体定义了定时器寄存器的布局，每个成员代表一个寄存器，其偏移量按芯片手册的规定排列：typedef struct { __IO uint32_t CR1; // Offset: 0x00 __IO uint32_t CR2; // Offset: 0x04 __IO uint32_t SMCR; // Offset: 0x08 ... __IO uint32_t ARR; // Offset: 0x2C __IO uint32_t CCR2; // Offset: 0x38 ... } TIM_TypeDef;
- 以
-
访问寄存器的地址计算：
- 例如，访问
TIM2->CCR2实际等价于访问物理地址：TIM2_BASE + 0x38注意
TIM2->ARR 的值不是一个指针，而是寄存器地址的直接映射
直接用于赋值操作即可。不需要*(TIM2->ARR) = 1000; - 编译器会根据 TIM2->ARR = ARR_Value;
翻译成对具体硬件地址的写操作。 - 翻译前
TIM2->ARR = ARR_Value; - 编译器将翻译为：
*(TIM2_BASE + 0x2C) = ARR_Value;
- 例如，访问
2. TIM2->CCR2 的应用
TIM2->CCR2 是标准的寄存器访问方式，用于裸机开发环境。特点如下：
语法和功能：
TIM2是一个指针，指向TIM_TypeDef结构体。->是指针成员访问操作符，用于访问指针指向的结构体成员。TIM2->CCR2直接访问硬件的捕获/比较寄存器 2。
示例代码：
TIM2->CCR2 = 200; // 设置捕获/比较寄存器 2 的值为 200
uint32_t value = TIM2->CCR2; // 读取捕获/比较寄存器 2 的值
底层工作机制：
TIM2->CCR2实际上访问的是寄存器的物理地址TIM2_BASE + 0x38。
适用场景：
- 裸机开发中直接操作寄存器，例如配置 PWM 信号的占空比。
3. TIM2.CCR2 的应用
TIM2.CCR2 使用点操作符 .，用于非指针的结构体实例。与 TIM2->CCR2 相比，它不能直接应用于裸机开发环境，但在以下情况中可能使用：
语法和功能：
.是结构体实例的成员访问操作符，用于访问结构体的成员。- 适用于非指针结构体变量的场景。
示例代码：
TIM_TypeDef tim2_instance; // 创建一个结构体实例
tim2_instance.CCR2 = 200; // 设置实例的 CCR2 值为 200
uint32_t value = tim2_instance.CCR2; // 读取实例的 CCR2 值
注意事项：
- 在裸机开发中，
TIM2是一个指针而非结构体实例，因此不能使用点操作符。 TIM2.CCR2会导致编译器报错：error: request for member 'CCR2' in something not a structure or union
适用场景：
- 模拟外设寄存器的逻辑测试环境（非硬件环境）。
- 某些高级抽象层（如 HAL 或 LL 库）可能会间接使用结构体实例。
4. TIM2->CCR2 与 TIM2.CCR2 的对比
| 特性 | TIM2->CCR2 | TIM2.CCR2 |
|---|---|---|
| 语法合法性 | 合法，标准用法 | 非法，裸机开发中不能使用 |
| 定义要求 | TIM2 是指针（TIM_TypeDef *） | TIM2 是非指针结构体实例 |
| 适用场景 | 裸机开发，直接操作寄存器 | 模拟环境或高级封装的测试 |
| 访问方式 | 通过基地址指针访问寄存器（直接与硬件交互） | 通过结构体实例访问（不直接与硬件交互） |
| 效率 | 高效，直接访问硬件寄存器 | 不适用裸机寄存器访问 |
5. 扩展说明：HAL 与 LL 库的封装
在实际开发中，为了简化寄存器操作，STM32 提供了 HAL 和 LL 库，对寄存器访问进行了封装。例如：
HAL 封装：
HAL 使用定时器句柄间接访问寄存器：
__HAL_TIM_SET_COMPARE(&htim2, TIM_CHANNEL_2, 200); // 设置捕获/比较寄存器 2 的值
uint32_t value = __HAL_TIM_GET_COMPARE(&htim2, TIM_CHANNEL_2); // 获取捕获/比较值
LL 封装：
LL 库提供更接近寄存器的访问方式：
LL_TIM_OC_SetCompareCH2(TIM2, 200); // 设置捕获/比较寄存器 2 的值
uint32_t value = LL_TIM_OC_GetCompareCH2(TIM2); // 获取捕获/比较值
尽管封装简化了开发，但底层依然依赖于 TIM2->CCR2 的直接操作。
6. 结论
-
TIM2->CCR2是裸机开发中的合法写法，直接操作硬件寄存器，是高效的寄存器访问方式。 -
TIM2.CCR2是非法的，因为TIM2是指针，不能用点操作符访问其成员。 -
高级开发中可以通过 HAL 或 LL 库封装间接访问寄存器，但最终仍依赖于
TIM2->CCR2的底层实现。 -
了解基地址映射和操作符的使用区别，有助于在不同开发场景中选择合适的方式。
-
选择操作符的原则：
-
使用
.：当操作的是一个普通的结构体变量时。 -
使用
->：当操作的是一个结构体指针时。
嵌入式开发中的推荐：
- 寄存器访问：绝大部分场景下需要通过指针进行访问，推荐使用
->操作符。 - 模拟或测试：在非硬件场景中，可以使用普通结构体变量和
.操作符。
通过正确选择 . 和 -> 操作符，可以有效避免语法错误，提升代码的可读性与可靠性。特别是在嵌入式开发中，理解这两种操作符的区别和适用场景是入门开发的重要一步。