STM32中較為常見的C語言基礎(chǔ)知識

C語言是單片機開發(fā)中的必備基礎(chǔ)知識，本文列舉了部分 STM32 學習中比較常見的一些C語言基礎(chǔ)知識。

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語言支持以下六種位操作：

下面，重點講解一下位操作在單片機開發(fā)中的一些實用技巧。

在不改變其他位的值的狀況下，對某幾個位進行設(shè)值

這個場景在單片機開發(fā)中經(jīng)常使用，方法就是我們先對需要設(shè)置的位用&操作符進行清零操作，然后用 | 操作符設(shè)值。

比如，我要改變 GPIOA 的狀態(tài),可以先對寄存器的值進行&清零操作：

GPIOA->CRL&=0xFFFFFF0F;/*將第4~7位清零*/

然后再與需要設(shè)置的值進行 | 或運算：

GPIOA->CRL￥=0xFFFFFF0F;/*設(shè)置相應(yīng)位的值（4），不改變其他位的值*/

移位操作提高代碼的可讀性

移位操作在單片機開發(fā)中非常重要，下面是delay_init函數(shù)的一行代碼：

SysTick->CTRL|=1<

	

	這個操作就是將CTRL寄存器的第 1 位（從 0 開始算起）設(shè)置為 1，為什么要通過左移而不是直接設(shè)置一個固定的值呢？

	其實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。如果寫成：

	
SysTick->CTRL|=0X0002;


	

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

	~按位取反操作使用技巧

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

	
SysTick->CTRL&=~(1<

	

	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，將代碼寫成：

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


	

	可見，前者的可讀性及可維護性都要比后者好很多。

	^按位異或操作使用技巧

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

	
GPIOB->ODR^=1<

	

	執(zhí)行一次該代碼，就會使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。

	2define宏定義

	define 是 C 語言中的預處理命令，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。常見的格式：

	
#define標識符字符串


	

	“標識符”為所定義的宏名?！白址笨梢允浅?shù)、表達式、格式串等。例如：

	
#defineHSE_VALUE8000000U


	

	定義標識符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，比如宏定義帶參數(shù)，這里就不多講解了。

	3ifdef條件編譯

	單片機程序開發(fā)過程中，經(jīng)常會遇到一種情況，當滿足某條件時對一組語句進行編譯，而當條件不滿足時則編譯另一組語句。

	條件編譯命令最常見的形式為：

	
#ifdef標識符

程序段1

#else

程序段2#endif


	

	它的作用是：當標識符已經(jīng)被定義過(一般是用#define命令定義)，則對程序段1進行編譯，否則編譯程序段2。

	其中#else部分也可以沒有，即：

	
#ifdef

程序段1

#endif


	

	條件編譯在 HAL 庫里面是用得很多，在stm32mp1xx_hal_conf.h這個頭文件中經(jīng)常會看到這樣的語句：

	
#if!defined(HSE_VALUE)

#defineHSE_VALUE24000000U

#endif


	

	如果沒有定義HSE_VALUE這個宏，則定義HSE_VALUE宏，并且HSE_VALUE的值為 24000000U。條件編譯也是 C 語言的基礎(chǔ)知識吧。

	這里提一下，24000000U 中的 U 表示無符號整型，常見的，UL 表示無符號長整型，F(xiàn) 表示浮點型。

	這里加了 U 以后，系統(tǒng)編譯時就不進行類型檢查，直接以 U 的形式把值賦給某個對應(yīng)的內(nèi)存，如果超出定義變量的范圍，則截取。

	4extern變量聲明

	C語言中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)時在其他模塊中尋找其定義。

	這里面要注意，對于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看到看到這樣的語句：

	
externuint16_tg_usart_rx_sta;


	

	這個語句是聲明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地方有變量定義的語句：

	
uint16_tg_usart_rx_sta;


	

	extern的使用比較簡單，但是也會經(jīng)常用到，需要掌握。

	5typedef類型別名

	typedef用于為現(xiàn)有類型創(chuàng)建一個新的名字，或稱為類型別名，用來簡化變量的定義。typedef在 HAL 庫用得最多的就是定義結(jié)構(gòu)體的類型別名和枚舉類型了。

	
struct_GPIO
{
__IOuint32_tCRL;
__IOuint32_tCRH;
…
};


	

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

	
struct_GPIOgpiox;/*定義結(jié)構(gòu)體變量gpiox*/


	

	但這樣很繁瑣，HAL庫中有很多這樣的結(jié)構(gòu)體變量需要定義。

	這里我們可以為結(jié)構(gòu)體定義一個別名GPIO_TypeDef，這樣我們就可以在其他地方通過別名GPIO_TypeDef來定義結(jié)構(gòu)體變量了，方法如下：

	
typedefstruct
{
__IOuint32_tCRL;
__IOuint32_tCRH;
…
}GPIO_TypeDef;


	

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

	
GPIO_TypeDefgpiox;


	

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

	

	審核編輯黃宇