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??? 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(xué)習(xí)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。
1.1 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：
????
然后再與需要設(shè)置的值進行|或運算：
1.2 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：
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：
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。
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：
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：
可見，前者的可讀性及可維護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位翻轉(zhuǎn)，常見的應(yīng)用場景就是控制LED閃爍，如下：
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。 ?
2?define宏定義??
??define是C語言中的預(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：
??
??“標識符”為所定義的宏名。“字符串”可以是常數(shù)、表達式、格式串等。例如：
????
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。
?3?ifdef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(dāng)滿足某條件時對一組語句進行編譯，而當(dāng)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：
?它的作用是：當(dāng)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：
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：
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。
?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。???
?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：
這個語句是申明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地方有變量定義的語句：
extern的使用比較簡單，但是也會經(jīng)常用到，需要掌握。
?5?typedef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。
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：
?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)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：
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：
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。 ?
?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。
1.1 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：
????然后再與需要設(shè)置的值進行|或運算：
1.2 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：
- ?
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：
- ?
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。
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?<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。
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位翻轉(zhuǎn)，常見的應(yīng)用場景就是控制LED閃爍，如下：
- ?
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。 ?
2?define宏定義??
??define是C語言中的預(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：
????“標識符”為所定義的宏名。“字符串”可以是常數(shù)、表達式、格式串等。例如：
????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。
?3?ifdef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(dāng)滿足某條件時對一組語句進行編譯，而當(dāng)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：
- ?
?它的作用是：當(dāng)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：
- ?
??????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：
- ?
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。
?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。???
?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：
- ?
extern?uint16_t?g_usart_rx_sta;????這個語句是申明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地方有變量定義的語句：
- ?
?uint16_t?g_usart_rx_sta;????extern的使用比較簡單，但是也會經(jīng)常用到，需要掌握。
?5?typedef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????{????????__IO?uint32_t?CRL;????????__IO?uint32_t?CRH;????????…????};????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：
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struct??_GPIO??gpiox;???????/*?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)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：
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typedef?struct????{????????????__IO?uint32_t?CRL;????????????__IO?uint32_t?CRH;????????????…????}?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_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。 ?
審核編輯：湯梓紅
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工商網(wǎng)監(jiān)
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