C語(yǔ)言是單片機(jī)開發(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)開發(fā)中的一些實(shí)用技巧。

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：

?

?

GPIOA->CRL?&=?0xFFFFFF0F;?/*?將第?4~7?位清零?*/

?

?

然后再與需要設(shè)置的值進(jìn)行 | 或運(yùn)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(jī)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(gè)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(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。

	~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?<

	?

	?

	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(hù)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(gè)位翻轉(zhuǎn)，常見的應(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。

	2define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。常見的格式：

	?

	?
#define????標(biāo)識(shí)符????字符串


	?

	?

	“標(biāo)識(shí)符”為所定義的宏名?！白址笨梢允浅?shù)、表達(dá)式、格式串等。例如：

	?

	?
#define??HSE_VALUE???8000000U


	?

	?

	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。

	3ifdef條件編譯

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

	條件編譯命令最常見的形式為：

	?

	?
#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(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 表示無符號(hào)整型，常見的，UL 表示無符號(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。

	4extern變量聲明

	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(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。

	5typedef類型別名

	typedef?用于為現(xiàn)有類型創(chuàng)建一個(gè)新的名字，或稱為類型別名，用來簡(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)體的類型別名和枚舉類型了。

	?

	?
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)構(gòu)體定義一個(gè)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：

	?

	?
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?GPIO_TypeDef?來定義結(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?使用起來方便很多。

	編輯：黃飛

	?