STM32開發(fā)中常用的C語言知識

1 位操作

位操作與位帶操作并不相同，位操作就是對一個變量的每一位做運(yùn)算，而邏輯位操作是對這個變量整體進(jìn)行運(yùn)算。

下面是六種常用的操作運(yùn)算符：

按位取反

void?test01()
{
  int num = 7;
  printf("~num = %d
", ~num);//-8


// 0111  按位取反   1000   機(jī)器中存放的都是補(bǔ)碼   
//補(bǔ)碼轉(zhuǎn)換原碼需要分有符號數(shù)和無符號數(shù)兩種
}

按位與

void test02()
{
??int?num?=?128;
//換算為八位，1換算就是00000001， 這樣只要所給數(shù)字的二進(jìn)制最后一位是1.那么就是奇數(shù)，否則就是偶數(shù)
  if ( (num & 1) == 0)    
  {
    printf("num為偶數(shù)
");
  }
  else
  {
    printf("num為奇數(shù)
");
  }
}

按位異或

void test03()
{
  //按位異或的意思是，兩個數(shù)字相同為0，不同為1。我們可以利用按位異或?qū)崿F(xiàn)兩個數(shù)的交換
  num01 = 1; // 0001
  num02 = 4; // 0100
  printf("num01 ^ num02 = %d", num01 ^ num02); // 5  兩個二進(jìn)制按位異或之后是: 0101


  printf("交換前
");
  printf("num01 = %d
", num1);
  printf("num02 = %d
", num2);


  num01 = num01 ^  num02;
  num02 = num01 ^  num02;
  num01 = num01 ^  num02;
  //不用臨時數(shù)字實現(xiàn)兩個變量交換
  printf("交換后
");
  printf("num01 = %d
", num1);
??printf("num02?=?%d
",?num2);
}

按位或

計算方法：
????參加運(yùn)算的兩個數(shù)，換算為二進(jìn)制（0、1）后，進(jìn)行與運(yùn)算。只有當(dāng)?相應(yīng)位上全部為1時取1，?存在0時為0。

printf是格式化輸出函數(shù)，它可以直接打印十進(jìn)制，八進(jìn)制，十六進(jìn)制，輸出控制符分別為%d, %o, %x, 但是它不存在二進(jìn)制，如果輸出二進(jìn)制，可以手寫，但是也可以調(diào)用stdlib.h里面的itoa函數(shù)，他不是標(biāo)準(zhǔn)庫里面的函數(shù)，但是大多數(shù)編譯器里面都有這個函數(shù)。

#include 
#include 


int main()
{
  test04();    
}


int test04()
{
????int?a?=?6;??????????????????//二進(jìn)制0110
????int?b?=?3;??????????????????//二進(jìn)制0011
????int?c?=?a?|?b;??????????????//a、b按位或，結(jié)果8，二進(jìn)制111，賦值給c
    char s[10];
    itoa(c, s, 2);
??? printf("二進(jìn)制?-->?%s
", s);//輸出：二進(jìn)制?-->111
}

左移運(yùn)算符

void test05()
{
  int num = 6;
??printf("%d
",?num?<

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

	上面是用普通c代碼舉得栗子，下面我們看一下STM32中操作通常用的代碼：

	（1）比如我要改變 GPIOA-> BSRRL 的狀態(tài),可以先對寄存器的值進(jìn)行& 清零操作

	GPIOA-> BSRRL &= 0xFF0F; //將第4位到第7位清零（注意編號是從0開始的）

	然后再與需要設(shè)置的值進(jìn)行|或運(yùn)算：

	GPIOA-> BSRRL |= 0x0040; //將第4位到第7位設(shè)置為我們需要的數(shù)字

	（2）通過位移操作提高代碼的可讀性：

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

	上面這行代碼的意思就是，先將"0x01"這個八位十六進(jìn)制轉(zhuǎn)換為三十二位二進(jìn)制，然后左移"pinpos"位，這個"pinpos"就是一個變量，其值就是要移動的位數(shù)。也就是將ODR寄存器的第pinpos位設(shè)置為1。

	（3）取反操作使用：

	SR寄存器的每一位代表一個狀態(tài)，如果某個時刻我們想設(shè)置一個位的值為0，與此同時，其它位置都為1，簡單的作法是直接給寄存器設(shè)置一個值：

	TIMx->SR=0xFFF7;

	這樣的作法設(shè)置第 3 位為 0，但是這樣的作法可讀性較差。看看庫函數(shù)代碼中怎樣使用的：

	TIMx->SR = (uint16_t)~TIM_FLAG;

	而 TIM_FLAG 是通過宏定義定義的值：
#define TIM_FLAG_Update                    ((uint16_t)0x0001) 
#define TIM_FLAG_CC1                       ((uint16_t)0x0002)

	2 define宏定義

	define 是 C 語言中的預(yù)處理命令，它用于宏定義，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(biāo)識符 字符串

	標(biāo)識符意思是所定義的宏名，字符串可以是常數(shù)、表達(dá)式或者格式串等，例如：

	#define PLL_Q 7 //注意，這個定義語句的最后不需要加分號

	3 ifdef條件編譯

	在程序開發(fā)的過程中，經(jīng)常會用到這種條件編譯：
#ifdef PLL_Q
   程序段1
#else
  程序段2
#endif

	上面這段代碼作用就是當(dāng)這個標(biāo)識符已經(jīng)被定義過，那么就進(jìn)行程序程序段1，如果沒有則進(jìn)行程序段2。當(dāng)然，和我們設(shè)計普通的c代碼是一樣的，"#else"也可以沒有，就是上面的代碼減去"#else"和程序段2。

	#ifndef PLL_Q //意思就是如果沒有定義這個標(biāo)識符

	4 extern變量申明

	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（一個變量只能定義一次，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” 這個變量在其他文件中已經(jīng)定義了，"u16"的意思是16位的。

	5 結(jié)構(gòu)體

	定義一個結(jié)構(gòu)體的一般形式為：
struct 結(jié)構(gòu)名
{
  成員列表
};

	成員列表由若干個成員組成，每個成員都是該結(jié)構(gòu)體的一個組成部分。對每個成員也必須作類型說明，其形式：

	類型說明符 成員名；//比如：int num;

	結(jié)合上面的說明，我們可以構(gòu)建一個簡單的結(jié)構(gòu)體例子：
struct sutdent
{
  int num;
  char name[20];  //20個字節(jié)長的字符
  char sex;
  int age;
  float score;
  char addr[30]; //30個字節(jié)長的字符
}

	而如果我們想定義結(jié)構(gòu)體變量，那么我們在定義這個結(jié)構(gòu)體的時候直接定義，或者定義完結(jié)構(gòu)體再另外定義結(jié)構(gòu)體變量，比如：
struct sutdent
{
  int num;
  char name[20];  //20個字節(jié)長的字符
  char sex;
  int age;
  float score;
  char addr[30]; //30個字節(jié)長的字符
}student01,student02; //變量名表列（如果由結(jié)構(gòu)體變量名，那么我們可以不寫結(jié)構(gòu)體名稱）

	有時候我們可能需要用到結(jié)構(gòu)體的嵌套，比如：
struct date
{
  int year, month,day;
};
struct sutdent
{
  int num;
  char name[20];  //20個字節(jié)長的字符
  char sex;
  struct date birthday; //這里就用到了結(jié)構(gòu)體的嵌套
  int age;
  float score;
  char addr[30]; //30個字節(jié)長的字符
}student01,student02; //變量名表列（如果由結(jié)構(gòu)體變量名，那么我們可以不寫結(jié)構(gòu)體名稱）

	如果需要引用結(jié)構(gòu)體里面的成員內(nèi)容，可以使用下面的方式：
student01.name = 小李; 
// 結(jié)構(gòu)體變量名.成員名（注意這里用的是點），這里是對這個成員的賦值

	結(jié)構(gòu)指針變量說明的一般形式為：

	struct 結(jié)構(gòu)名 *結(jié)構(gòu)指針變量名

	假如說我們想定義一個指向結(jié)構(gòu)體"student"的指針變量pstu,那么我們可以使用如下代碼：

	struct student *pstu;

	如果我們要給一個結(jié)構(gòu)體指針變量賦初值，那么我們可以使用如下的方式：
struct student
{
  char name[66];
  int num;
  char sex;
}stu;

pstu = &stu;

	注意上邊的賦值方式，我們?nèi)绻M(jìn)行賦值，那必須使用結(jié)構(gòu)體變量，而不能使用結(jié)構(gòu)體名，像下邊這樣就是錯誤的。
struct student
{
  char name[66];
  int num;
  char sex;
}stu;

pstu = &student;

	這是因為結(jié)構(gòu)名和結(jié)構(gòu)體變量是兩個不同的概念，結(jié)構(gòu)名只能表示一個結(jié)構(gòu)形式，編譯系統(tǒng)并不會給它分配內(nèi)存空間（就是說不會給它分配地址），而結(jié)構(gòu)體變量作為一個變量，編譯系統(tǒng)會給它分配一個內(nèi)存空間來存儲。

	訪問結(jié)構(gòu)體成員的一般形式：
(*pstu).name;   //(1)(*結(jié)構(gòu)指針變量).成員名;
 pstu->name;   //(2)結(jié)構(gòu)指針變量->成員名

	結(jié)構(gòu)體的知識就簡單說上邊這些。

	6 typedef類型別名

	typedef用來為現(xiàn)有類型創(chuàng)建一個新的名字，或者稱為類型別名，用來簡化變量的定義（上邊extern變量申明的例子中，"u16"就是對"uint16_t"類型名稱的簡化）。typedef在MDK中用得最多的就是定義結(jié)構(gòu)體的類型別名和枚舉類型。

	我們定義一個結(jié)構(gòu)體GPIO:
struct _GPIO
{
  _IO uint32_t MODER;
  _IO uint32_tOTYPER;
  ...
};

	定義這樣一個結(jié)構(gòu)體以后，如果我們想定義一個結(jié)構(gòu)體變量比如"GPIOA"，那么我們需要使用這樣的代碼：

	struct _GPIO GPIOA;

	雖然也可以達(dá)到我們的目的，但是這樣會比較麻煩，而且在MDK中會有很多地方用到，所以，我們可以使用"typedef"為其定義一個別名，這樣直接通過這個別名就可以定義結(jié)構(gòu)體變量，來達(dá)到我們的目的：
typedef struct
{
  _IO uint32_t MODER;
  _IO uint32_t OTYPER;
}GPIO_typedef;

	這樣定義完成之后，如果我們需要定義結(jié)構(gòu)體變量，那么我們只需要這樣：

	GPIO_typedef _GPIOA,_GPIOB;

	編輯：黃飛

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