总结STM32开发中常用的C语言知识

发布时间:2024-11-05 11:58:11  

1 位操作

位操作与位带操作并不相同,位操作就是对一个变量的每一位做运算,而逻辑位操作是对这个变量整体进行运算。 嵌入式资料包"> 【付费】STM32嵌入式资料包

下面是六种常用的操作运算符:

图片

按位取反

void test01(){  int num = 7;  printf("~num = %d
", ~num);//-8
// 0111 按位取反 1000 机器中存放的都是补码 //补码转换原码需要分有符号数和无符号数两种}

按位与

void test02(){  int num = 128;//换算为八位,1换算就是00000001, 这样只要所给数字的二进制最后一位是1.那么就是奇数,否则就是偶数  if ( (num & 1) == 0)      {    printf("num为偶数
");  }  else  {    printf("num为奇数
");  }}

按位异或

void test03(){  //按位异或的意思是,两个数字相同为0,不同为1。我们可以利用按位异或实现两个数的交换  num01 = 1; // 0001  num02 = 4; // 0100  printf("num01 ^ num02 = %d", num01 ^ num02); // 5  两个二进制按位异或之后是: 0101
printf("交换前 "); printf("num01 = %d ", num1); printf("num02 = %d ", num2);
num01 = num01 ^ num02; num02 = num01 ^ num02; num01 = num01 ^ num02; //不用临时数字实现两个变量交换 printf("交换后 "); printf("num01 = %d ", num1);  printf("num02 = %d ", num2);}

按位或

计算方法:
参加运算的两个数,换算为二进制(0、1)后,进行与运算。只有当 相应位上全部为1时取1, 存在0时为0。

printf是格式化输出函数,它可以直接打印十进制,八进制,十六进制,输出控制符分别为%d, %o, %x, 但是它不存在二进制,如果输出二进制,可以手写,但是也可以调用stdlib.h里面的itoa函数,他不是标准库里面的函数,但是大多数编译器里面都有这个函数。

#include <stdio.h>#include <stdlib.h>
int main(){ test04(); }
int test04(){    int a = 6;                  //二进制0110    int b = 3;                  //二进制0011    int c = a | b;              //a、b按位或,结果8,二进制111,赋值给c char s[10]; itoa(c, s, 2);    printf("二进制 --> %s ", s);//输出:二进制 -->111}

左移运算符

void test05(){  int num = 6;  printf("%d
", num << 3);//左移三位,就是0000}

右移运算符

void test06(){  int num = 6; //0110  printf("%d
", num >> 1); //右移一位,就是0011,输出3}

上面是用普通c代码举得栗子,下面我们看一下STM32中操作通常用的代码:

(1)比如我要改变 GPIOA-> BSRRL 的状态,可以先对寄存器的值进行& 清零操作

GPIOA-> BSRRL &= 0xFF0F; //将第4位到第7位清零(注意编号是从0开始的)

然后再与需要设置的值进行|或运算:

GPIOA-> BSRRL |= 0x0040; //将第4位到第7位设置为我们需要的数字

(2)通过位移操作提高代码的可读性:

GPIOx->ODR = (((uint32_t)0x01) << pinpos);

上面这行代码的意思就是,先将"0x01"这个八位十六进制转换为三十二位二进制,然后左移"pinpos"位,这个"pinpos"就是一个变量,其值就是要移动的位数。也就是将ODR寄存器的第pinpos位设置为1。

(3)取反操作使用:

SR寄存器的每一位代表一个状态,如果某个时刻我们想设置一个位的值为0,与此同时,其它位置都为1,简单的作法是直接给寄存器设置一个值:

TIMx->SR=0xFFF7;

这样的作法设置第 3 位为 0,但是这样的作法可读性较差。看看库函数代码中怎样使用的:

TIMx->SR = (uint16_t)~TIM_FLAG;

而 TIM_FLAG 是通过宏定义定义的值:

#define TIM_FLAG_Update                    ((uint16_t)0x0001) #define TIM_FLAG_CC1                       ((uint16_t)0x0002)

2 define宏定义

define 是 C 语言中的预处理命令,它用于宏定义,可以提高源代码的可读性,为编程提供 方便。

常见的格式:

#define 标识符 字符串

标识符意思是所定义的宏名,字符串可以是常数、表达式或者格式串等,例如:

#define PLL_Q 7  //注意,这个定义语句的最后不需要加分号

3 ifdef条件编译

在程序开发的过程中,经常会用到这种条件编译:

#ifdef PLL_Q   程序段1#else  程序段2#endif

上面这段代码作用就是当这个标识符已经被定义过,那么就进行程序程序段1,如果没有则进行程序段2。当然,和我们设计普通的c代码是一样的,"#else"也可以没有,就是上面的代码减去"#else"和程序段2。

#ifndef PLL_Q    //意思就是如果没有定义这个标识符

4 extern变量申明

C 语言中 extern 可以置于变量或者函数前,以表示变量或者函数的定义在别的文件中,提示编译器遇到此变量和函数时在其他模块中寻找其定义(一个变量只能定义一次,而extern可以申明很多次)使用例子如下:

extern u16 USART_RX_STA;

上面例子意思就是申明 “USART_RX_STA” 这个变量在其他文件中已经定义了,"u16"的意思是16位的。

5 结构体

定义一个结构体的一般形式为:

struct 结构名{  成员列表};

成员列表由若干个成员组成,每个成员都是该结构体的一个组成部分。对每个成员也必须作类型说明,其形式:

类型说明符  成员名;//比如:int num;

结合上面的说明,我们可以构建一个简单的结构体例子:

struct sutdent{  int num;  char name[20];  //20个字节长的字符  char sex;  int age;  float score;  char addr[30]; //30个字节长的字符}

而如果我们想定义结构体变量,那么我们在定义这个结构体的时候直接定义,或者定义完结构体再另外定义结构体变量,比如:

struct sutdent{  int num;  char name[20];  //20个字节长的字符  char sex;  int age;  float score;  char addr[30]; //30个字节长的字符}student01,student02; //变量名表列(如果由结构体变量名,那么我们可以不写结构体名称)

有时候我们可能需要用到结构体的嵌套,比如:

struct date{  int year, month,day;};struct sutdent{  int num;  char name[20];  //20个字节长的字符  char sex;  struct date birthday; //这里就用到了结构体的嵌套  int age;  float score;  char addr[30]; //30个字节长的字符}student01,student02; //变量名表列(如果由结构体变量名,那么我们可以不写结构体名称)

如果需要引用结构体里面的成员内容,可以使用下面的方式:

student01.name = 小李; // 结构体变量名.成员名(注意这里用的是点),这里是对这个成员的赋值

结构指针变量说明的一般形式为:

struct 结构名 *结构指针变量名

假如说我们想定义一个指向结构体"student"的指针变量pstu,那么我们可以使用如下代码:

struct student *pstu;

如果我们要给一个结构体指针变量赋初值,那么我们可以使用如下的方式:

struct student{  char name[66];  int num;  char sex;}stu;

pstu = &stu;

注意上边的赋值方式,我们如果要进行赋值,那必须使用结构体变量,而不能使用结构体名,像下边这样就是错误的。

struct student{  char name[66];  int num;  char sex;}stu;

pstu = &student;

这是因为结构名和结构体变量是两个不同的概念,结构名只能表示一个结构形式,编译系统并不会给它分配内存空间(就是说不会给它分配地址),而结构体变量作为一个变量,编译系统会给它分配一个内存空间来存储。

访问结构体成员的一般形式:

(*pstu).name;   //(1)(*结构指针变量).成员名; pstu->name;   //(2)结构指针变量->成员名

结构体的知识就简单说上边这些。

6 typedef类型别名

typedef用来为现有类型创建一个新的名字,或者称为类型别名,用来简化变量的定义(上边extern变量申明的例子中,"u16"就是对"uint16_t"类型名称的简化)。typedef在MDK中用得最多的就是定义结构体的类型别名和枚举类型。

我们定义一个结构体GPIO:

struct _GPIO{  _IO uint32_t MODER;  _IO uint32_tOTYPER;  ...};

定义这样一个结构体以后,如果我们想定义一个结构体变量比如"GPIOA",那么我们需要使用这样的代码:

struct _GPIO GPIOA;

虽然也可以达到我们的目的,但是这样会比较麻烦,而且在MDK中会有很多地方用到,所以,我们可以使用"typedef"为其定义一个别名,这样直接通过这个别名就可以定义结构体变量,来达到我们的目的:

typedef struct{  _IO uint32_t MODER;  _IO uint32_t OTYPER;}GPIO_typedef;

这样定义完成之后,如果我们需要定义结构体变量,那么我们只需要这样:

GPIO_typedef _GPIOA,_GPIOB;

文章来源于:单片机与嵌入式    原文链接
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