关于嵌入式开发的C语言基础总结

一、位操作

    C语言支持的6种位操作符如下：

1. 不改变其他位的值的状况下，对某几个位进行设值。

        方法：先对需要设置的位用&操作符（对应位&0）进行清零操作，然后用|操作符设值（对应位|你想要设定的值）。

举例：改变 GPIOA-> BSRRL 的状态  

GPIOA-> BSRRL &=0XFF0F;  //将第 4-7 位清 0
GPIOA-> BSRRL |=0X0040; //设置相应位的值，不改变其他位的值

2.  移位操作提高代码的可读性

         位操作在单片机开发中也非常重要，我们来看看下面一行代码

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

这个操作就是将 ODR 寄存器的第 pinpos 位设置为 1，为什么要通过左移而不是直接设置一个固定的值呢？

其实，这是为了提高代码的可读性以及可重用性。这行代码可以很直观明了的知道，是将第 pinpos 位设置为 1。

如果你写成GPIOx->ODR =0x0040; 这样的代码就不好看也不好重用了。

3. ~取反操作使用技巧

        SR 寄存器的每一位都代表一个状态，某个时刻我们希望去设置某一位的值为 0，同时其他位都保留为 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，但是这样的作法同样不好看，并且可读性很差。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  ((uint16_t)0x0001)

        看这个应该很容易明白，可以直接从宏定义中看出 TIM_FLAG_ 就是设置的第 0位了，可读性非常强。

二、 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”为所定义的宏名。“字符串”可以是常数、表达式、格式串等。例如：
    #define  PLL_M  8

    定义标识符 PLL_M 的值为 8。至于 define 宏定义的其他一些知识，比如宏定义带参数这里我们就不多讲解。

三、 ifdef 条件编译

        单片机程序开发过程中，经常会遇到一种情况，当满足某条件时对一组语句进行编译，而
当条件不满足时则编译另一组语句。条件编译命令最常见的形式为：
            #ifdef   标识符
                程序段 1
            #else
                程序段 2
            #endif
它的作用是：当标识符已经被定义过(一般是用#define 命令定义)，则对程序段 1 进行编译，
否则编译程序段 2。 其中#else 部分也可以没有，即：
            #ifdef
                程序段 1
            #endif

这个条件编译在MDK里面是用得很多的，在stm32f4xx.h这个头文件中经常会看到这样的语句：
            #if  defined   (STM32F40_41xxx)
                    STM32F40x 系列和 STM32F41x 系列芯片需要的一些变量定义
            #end

而STM32F40_41xxx 则是我们通过 #define 来定义的。

        条件编译经常在头文件中使用，是为了防止一些.c文件重复包含头文件，导致重复编译出错。

具体看我的另外一篇博客点击打开链接。

四、 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。 这里面要注意，对于 extern 声明变量可以多

次，但定义只有一次。在我们的代码中你会看到看到这样的语句：

          extern u16 USART_RX_STA;

      这个语句是申明 USART_RX_STA 变量在其他文件中已经定义了，在这里要使用到。所以，你肯定

可以找到在某个地方有变量定义的语句：

          u16 USART_RX_STA;

        对于函数也是同样的应用。

五、typedef  类型别名

        typedef 用于为现有类型创建一个新的名字，或称为类型别名，用来简化变量的定义。
typedef 在 MDK 用得最多的就是定义结构体的类型别名和枚举类型了。

struct _GPIO
{
__IO uint32_t MODER;
__IO uint32_t OTYPER;
…
}

上面定义了一个结构体 GPIO，这样我们定义变量的方式为：

        struct _GPIO GPIOA;//定义结构体变量 GPIOA

但是这样很繁琐，MDK 中有很多这样的结构体变量需要定义。这里我们可以为结体定义一个别
名 GPIO_TypeDef，这样我们就可以在其他地方通过别名 GPIO_TypeDef 来定义结构体变量了。

方法如下：

typedef struct
{
__IO uint32_t MODER;
__IO uint32_t OTYPER;
…
} GPIO_TypeDef

Typedef 为结构体定义一个别名 GPIO_TypeDef，这样我们可以通过 GPIO_TypeDef 来定义结构体
变量：
        GPIO_TypeDef _GPIOA,_GPIOB;

这里的 GPIO_TypeDef 就跟 struct _GPIO 是等同的作用了。

        当然typedef在程序代码可移植性上也有很大的帮助。比如在一些头文件中使用typedef如下：

typedef   signed          char int8_t;
typedef   signed short     int int16_t;
typedef   signed           int int32_t;
typedef   signed       __INT64 int64_t;

六、结构体

声明结构体类型：

            Struct 结构体名{
             成员列表;
            }变量名列表；
例如：
            Struct U_TYPE {
            Int BaudRate
            Int WordLength;
            }usart1,usart2;

在结构体申明的时候可以定义变量，也可以申明之后定义，方法是：

    Struct 结构体名字 结构体变量列表 ;

    例如：struct U_TYPE usart1,usart2;

    结构体成员变量的引用方法是：

    结构体变量名字.成员名

    比如要引用 usart1 的成员 BaudRate，方法是：usart1.BaudRate;

结构体指针变量定义也是一样的，跟其他变量没有啥区别。

    例如：struct U_TYPE *usart3；//定义结构体指针变量 usart1;

    结构体指针成员变量引用方法是通过“->”符号实现，比如要访问 usart3 结构体指针指向的结

构体的成员变量 BaudRate,方法是：

    Usart3->BaudRate;

使用结构体的好处是防止函数的入口参数过多，当然也利于增加变量时不用修改函数定义，对于一组描述

同一对象的参数，用结构体使他们形成一个整体，也有利于代码的可读性，不会使变量定义显得混乱。