STM32單片機(jī)中的C語(yǔ)言基礎(chǔ)知識(shí)

??? C語(yǔ)言是單片機(jī)開(kāi)發(fā)中的必備基礎(chǔ)知識(shí)，本文列舉了部分STM32學(xué)習(xí)中比較常見(jiàn)的一些C語(yǔ)言基礎(chǔ)知識(shí)。

?1?位操作???

?下面我們先講解幾種位操作符，然后講解位操作使用技巧。C語(yǔ)言支持以下六種位操作：

???

?下面，重點(diǎn)講解一下位操作在單片機(jī)開(kāi)發(fā)中的一些實(shí)用技巧。

1.1 在不改變其他位的值的狀況下，對(duì)某幾個(gè)位進(jìn)行設(shè)值???

?這個(gè)場(chǎng)景在單片機(jī)開(kāi)發(fā)中經(jīng)常使用，方法就是我們先對(duì)需要設(shè)置的位用&操作符進(jìn)行清零操作，然后用 | 操作符設(shè)值。????比如，我要改變GPIOA的狀態(tài),可以先對(duì)寄存器的值進(jìn)行&清零操作：

????

然后再與需要設(shè)置的值進(jìn)行|或運(yùn)算：

1.2 移位操作提高代碼的可讀性???

?移位操作在單片機(jī)開(kāi)發(fā)中非常重要，下面是delay_init函數(shù)的一行代碼：

SysTick->CTRL?|=?1?<????

這個(gè)操作就是將CTRL寄存器的第1位（從0開(kāi)始算起）設(shè)置為1，為什么要通過(guò)左移而不是直接設(shè)置一個(gè)固定的值呢？????其實(shí)這是為了提高代碼的可讀性以及可重用性。這行代碼可以很直觀明了的知道，是將第1位設(shè)置為1。如果寫(xiě)成：

SysTick->CTRL?|=?0X0002;????

這個(gè)雖然也能實(shí)現(xiàn)同樣的效果，但是可讀性稍差，而且修改也比較麻煩。

1.3 ~按位取反操作使用技巧???

?按位取反在設(shè)置寄存器的時(shí)候經(jīng)常被使用，常用于清除某一個(gè)/某幾個(gè)位。下面是delay_us函數(shù)的一行代碼：

SysTick->CTRL?&=?~(1?<0)?;????/*?關(guān)閉SYSTICK?*/????

該代碼可以解讀為：僅設(shè)置CTRL寄存器的第0位（最低位）為0，其他位的值保持不變。 ????同樣我們也不使用按位取反，將代碼寫(xiě)成：

SysTick->CTRL?&=?0XFFFFFFFE;????????/*?關(guān)閉SYSTICK?*/????

可見(jiàn)，前者的可讀性及可維護(hù)性都要比后者好很多。

1.4 ^按位異或操作使用技巧???

?該功能非常適合用于控制某個(gè)位翻轉(zhuǎn)，常見(jiàn)的應(yīng)用場(chǎng)景就是控制LED閃爍，如下：

GPIOB->ODR?^=?1?<????

執(zhí)行一次該代碼，就會(huì)使PB5的輸出狀態(tài)翻轉(zhuǎn)一次，如果我們的LED接在PB5上，就可以看到LED閃爍了。 ?

2?define宏定義??

??define是C語(yǔ)言中的預(yù)處理命令，它用于宏定義（定義的是常量），可以提高源代碼的可讀性，為編程提供方便。常見(jiàn)的格式：

??

??“標(biāo)識(shí)符”為所定義的宏名。“字符串”可以是常數(shù)、表達(dá)式、格式串等。例如：

????

定義標(biāo)識(shí)符HSE_VALUE的值為8000000，數(shù)字后的U表示unsigned的意思。至于define宏定義的其他一些知識(shí)，比如宏定義帶參數(shù)，這里就不多講解了。

?3?ifdef條件編譯???

?單片機(jī)程序開(kāi)發(fā)過(guò)程中，經(jīng)常會(huì)遇到一種情況，當(dāng)滿(mǎn)足某條件時(shí)對(duì)一組語(yǔ)句進(jìn)行編譯，而當(dāng)條件不滿(mǎn)足時(shí)則編譯另一組語(yǔ)句。?

???條件編譯命令最常見(jiàn)的形式為：

#ifdef?標(biāo)識(shí)符????程序段1#else????程序段2#endif???

?它的作用是：當(dāng)標(biāo)識(shí)符已經(jīng)被定義過(guò)(一般是用#define命令定義)，則對(duì)程序段1進(jìn)行編譯，否則編譯程序段2。 ????

其中#else部分也可以沒(méi)有，即：

??#ifdef????程序段1????#endif????

條件編譯在HAL庫(kù)里面是用得很多，在stm32mp1xx_hal_conf.h這個(gè)頭文件中經(jīng)常會(huì)看到這樣的語(yǔ)句：

#if?!defined??(HSE_VALUE)??????#define?HSE_VALUE???????24000000U????#endif????

如果沒(méi)有定義HSE_VALUE這個(gè)宏，則定義HSE_VALUE宏，并且HSE_VALUE的值為24000000U。條件編譯也是C語(yǔ)言的基礎(chǔ)知識(shí)吧。 ????

這里提一下，24000000U中的U表示無(wú)符號(hào)整型，常見(jiàn)的，UL表示無(wú)符號(hào)長(zhǎng)整型，F(xiàn)表示浮點(diǎn)型。????

這里加了U以后，系統(tǒng)編譯時(shí)就不進(jìn)行類(lèi)型檢查，直接以U的形式把值賦給某個(gè)對(duì)應(yīng)的內(nèi)存，如果超出定義變量的范圍，則截取。

?4?extern變量申明???

?C語(yǔ)言中extern可以置于變量或者函數(shù)前，以表示變量或者函數(shù)的定義在別的文件中，提示編譯器遇到此變量和函數(shù)時(shí)在其他模塊中尋找其定義。???

?這里面要注意，對(duì)于extern申明變量可以多次，但定義只有一次。在我們的代碼中你會(huì)看到看到這樣的語(yǔ)句：

extern?uint16_t?g_usart_rx_sta;????

這個(gè)語(yǔ)句是申明g_usart_rx_sta變量在其他文件中已經(jīng)定義了，在這里要使用到。??

??所以，你肯定可以找到在某個(gè)地方有變量定義的語(yǔ)句：

?uint16_t?g_usart_rx_sta;????

extern的使用比較簡(jiǎn)單，但是也會(huì)經(jīng)常用到，需要掌握。

?5?typedef類(lèi)型別名???

?typedef用于為現(xiàn)有類(lèi)型創(chuàng)建一個(gè)新的名字，或稱(chēng)為類(lèi)型別名，用來(lái)簡(jiǎn)化變量的定義。typedef在HAL庫(kù)用得最多的就是定義結(jié)構(gòu)體的類(lèi)型別名和枚舉類(lèi)型了。

struct?_GPIO????{????????__IO?uint32_t?CRL;????????__IO?uint32_t?CRH;????????…????};????

定義了一個(gè)結(jié)構(gòu)體GPIO，這樣我們定義結(jié)構(gòu)體變量的方式為：

struct??_GPIO??gpiox;???????/*?定義結(jié)構(gòu)體變量gpiox?*/???

?但這樣很繁瑣，HAL庫(kù)中有很多這樣的結(jié)構(gòu)體變量需要定義。????這里我們可以為結(jié)體定義一個(gè)別名GPIO_TypeDef，這樣我們就可以在其他地方通過(guò)別名GPIO_TypeDef來(lái)定義結(jié)構(gòu)體變量了，方法如下：

typedef?struct????{????????????__IO?uint32_t?CRL;????????????__IO?uint32_t?CRH;????????????…????}?GPIO_TypeDef;????

Typedef為結(jié)構(gòu)體定義一個(gè)別名GPIO_TypeDef，這樣我們可以通過(guò)GPIO_TypeDef來(lái)定義結(jié)構(gòu)體變量：

GPIO_TypeDef gpiox;????

這里的GPIO_TypeDef就跟struct _GPIO是等同的作用了，但是GPIO_TypeDef使用起來(lái)方便很多。 ?

　　審核編輯：湯梓紅

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