汉扬编程 C语言入门 STM32 嵌入式C语言教程–第三课嵌入式C语言基础

STM32 嵌入式C语言教程–第三课嵌入式C语言基础

上一次课学习如何建立一个工程,还有用软件仿真来调试程序,这节我们来学习一下在嵌入式c编程中一些基础知识,大家也可以学习后自己用软件仿真来测试一下。

STM32 嵌入式C语言教程--第三课嵌入式C语言基础

1、#ifdef 和 #ifndef

#ifdef 标识符A// 如果标识符A定义了,就编译程序段1,否则编译程序段2

程序段1

#else

程序段2

#endif

#ifndef 的功能则与 #ifdef相反,是没有定义标识符A的时候编译程序段1。

2、全局define

定义一个常量,例如:

#define RAM_SIZE 1024

3、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申明变量可以多次,但定义只有一次。

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。

下面通过一个例子说明一下使用方法。

在Main.c定义的全局变量id,id的初始化都是在Main.c里面进行的。

Main.c文件

Unsigned char cnt; //定义只允许一次

void main() {

id=1;

printf("d%",cnt); //cnt=1

test();

printf("d%"cnt); //cnt=2

}

但是我们希望在test.c的 changeId(void)函数中使用变量cnt,这个时候我们就需要在test.c里面去申明变量cnt是外部定义的了,因为如果不申明,变量cnt的作用域是到不了test.c文件中。

看下面test.c中的代码:

extern unsigned char cnt;//申明变量cnt是在外部定义的,申明可以在很多个文件中进行

void test(void){

cnt=2;

}

在test.c中申明变量cnt在外部定义,然后在test.c中就可以使用变量cnt了。

4、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 CRL; __IO uint32_t CRH; … };

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。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 CRL; __IO uint32_t CRH; … } 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。

5、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;

在我们单片机程序开发过程中,经常会遇到要初始化一个外设比如串口,它的初始化状态是由几个属性来决定的,比如串口号,波特率,极性,以及模式。对于这种情况,在我们没有学习结构体的时候,我们一般的方法是: void USART_Init(u8 usartx,u32 u32 BaudRate,u8 parity,u8 mode);

这种方式是有效的同时在一定场合是可取的。但是试想,如果有一天,我们希望往这个函数里面再传入一个参数,那么势必我们需要修改这个函数的定义,重新加入字长这个入口参数。但是如果我们这个函数的入口参数是随着开发不段的增多,那么是不是我们就要不断的修改函数的定义呢?这是不是给我们开发带来很多的麻烦呢?那又怎样解决这种情况呢?

这样如果我们使用到结构体就能解决这个问题了。我们可以在不改变入口参数的情况下,只需要改变结构体的成员变量,就可以达到上面改变入口参数的目的。

我们可以将他们通过定义一个结构体来组合在一个。MDK中是这样定义的:

typedef struct { uint32_t USART_BaudRate;

uint16_t USART_WordLength;

uint16_t USART_StopBits;

uint16_t USART_Parity;

uint16_t USART_Mode;

uint16_t USART_HardwareFlowControl; } USART_InitTypeDef;

于是,我们在初始化串口的时候入口参数就可以是USART_InitTypeDef类型的变量或者指针变量了,MDK中是这样做的: void USART_Init(USART_TypeDef* USARTx, USART_InitTypeDef* USART_InitStruct); 这样,任何时候,我们只需要修改结构体成员变量,往结构体中间加入新的成员变量,而不需要修改函数定义就可以达到修改入口参数同样的目的了。

6、关于函数中结构体的参数传递

在ST的库函数中,有许多结构体的用法,就像第5点中讲到的一样,用结构体封装有利于函数的传递。

下面是摘抄的一些解读,具有一定的典型性。

在ST的结构体参数传递中,有指针式,也有结构体地址式。

(1)用结构体变量名作为参数。

#include<stdio.h>#include<string>struct Student{ char name[100]; int score; };

void Print(Student one){ printf(“%s \\r\\n”, one.name);

printf(“%d \\r\\n”, ++one.score);

//在Print函数中,对score进行加一 }

int main(){ Student one; strcpy( one.name,"千手"); one.score=99; Print(one); printf(“%s \\r\\n”, one.name);

printf(“%d \\r\\n”, one.score);

return 0;}这种方式值采取的“值传递”的方式,将结构体变量所占的内存单元的内存全部顺序传递给形参。在函数调用期间形参也要占用内存单元。这种传递方式在空间和实践上开销较大,如果结构体的规模很大时,开销是很客观的。并且,由于采用值传递的方式,如果在函数被执行期间改变了形参的值,该值不能反映到主调函数中的对应的实参,这往往不能满足使用要求。因此一般较少使用这种方法。

(2)用指向结构体变量的指针作为函数参数

#include<stdio.h>#include<string.h>struct Student{ string name; int score; };

void Print(Student *one){ printf(“%s \\r\\n”, one->name);

printf(“%d \\r\\n”, one->score++);

//在Print函数中,对score进行加一 }

int main(){ Student one; one.name="千手"; one.score=99; Student *p=&one; Print(p);

printf(“%s \\r\\n”, one.name);

printf(“%d \\r\\n”, one.score);

return 0;}这种方式虽然也是值传递的方式,但是这次传递的值却是指针。通过改变指针指向的结构体变量的值,可以间接改变实参的值。并且,在调用函数期间,仅仅建立了一个指针变量,大大的减小了系统的开销。

7、IMPORT 伪指令

IMPORT伪指令用于通知编译器要使用的标号在其他的源文件中定义,但要在当前源文件中引用,而且无论当前源文件是否引用该标号,该标号均会被加入到当前源文件的符号表中。

在ST的工程建立当中,会有两种方式,一种是寄存器版本,一种是固件库版本。

寄存器版本在新建的过程中就有一些功能和文件不需要添加到。

在寄存器版本新建工程后,添加启动文件startup_stm32f10x_hd.s (堆栈、PC初始化,向量异常地址入口初始化、调用MAIN函数),其中,教程里要求注释掉下面几行(绿色部分):

Reset_Handler PROC

EXPORT Reset_Handler [WEAK]

IMPORT __main

;寄存器版本代码,因为没有用到 SystemInit 函数,所以注释掉

;库函数版本代码,建议加上这里(外部必须实现 SystemInit 函数),以初始化 stm32 时钟等。

;IMPORT SystemInit 调用SystemInit这个函数

;LDR R0, =SystemInit

;BLX R0

LDR R0, =__main

BX R0

ENDP

当报找不到 SystemInit 函数时,解决的办法有下面三个

①在外部(其他任何.c文件里面)定义SystemInit这个函数,空函数也可以。 ②把 IMPORT SystemInit LDR R0, =SystemInit BLX R0 这两句话注释掉或者去掉。

③可以添加system_stm32f10x.c这个库文件,到工程里面,也可以解决。 但是第三种方法比较麻烦,因为如果你自己定义了一些函数,也许和system_stm32f10x.c有冲突。

8、文件的包含问题

#include操作是,若后面带的是<>,则文件在安装路径中找;

若后面带的是“”,则文件在源目录中找。

9、Volatile 语句

变量前若有加volatile 这个关键字,则每当系统用到这个变量时,则必须重新读取这个变量的值。

这种语句被大量用来描述一个对应于内存映射的输入输出端口,或者寄存器,如IO口的寄存器等。

如下:

int flag = 0;

void car_action ()

{

while(1)

{

if (flag) car_go( );

}

}

void car_stop( )

{

flag = 1;

}

在上述例子中,car_action 没有更改flag 的操作,所以可能只有第一次执行car_action 才会读取flag的值。后续都直接采用第一次读取的值。而实际上在car_stop中,flag的值已经变化。

在这种情况下,car_action函数的执行结果就可能出错。

但若在定义中采用 volatile int flag的写法,则每次要识别flag时,就会追溯到源地址中存储的数据去取数据,程序就能正常执行。

未完待续,敬侯更新…………..

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