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C语言基础/逻辑运算/按位运算

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dspmana|  楼主 | 2025-4-26 10:00 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
在单片机开发中,总有一些C语言基础知识是常常用到的而我们又不易掌握的,今天以STM32单片机为例,总结一下那些常用的C语言基础知识,例如逻辑运算符,结构体,宏定义以及按位运算符。



逻辑运算符



结构体是32单片机开发中最常用的数据结构了,整个库函数包都是以结构体为基石搭建起来的,因此熟练掌握结构体的使用非常有必要。这里我们就以单片机中最常见到的算法:PID算法来进行示例。
声明结构体的一般形式为:
            { 成员表列 } ;
例如声明一个包含PID成员变量的结构体:
struct  PID
{
float P;
float I;
float D;
};             //全局变量
此外还可以在声明结构体时直接定义结构体变量:
在结构体定义完后,可以采用两种方式进行初始化:
方法一:在声明时直接初始化
struct  PID
{
      float P;
      float I;
     float D;
} PID_X={1.1,2.0,3.4},PID_Y={2.3,4.2,6.2}  ;   
方法二:在声明后进行额外初始化



至于结构体变量的引用,就用点(.)运算符就好了:
typedef声明



typedef声明可以定义新的类型名来取代已有的类型名,在STM32单片机开发时常用到的u8 , u16就是这么来的,我们可以双击u8 选中并查看它的定义:



1:使用简单的类型名代替复杂的类型名:如上图中的
2:定义一个新的类型名来代替结构体类型:
#define  PI    3.1415926
在程序中用3.1415926 原封不动的替换掉 PI 。
原封不动,就是直接替换,不会隐形的添加括号,例如语句:
那么程序中 a*a是什么呢?是 3+3*3+3;而非(3+3)*(3+3)。
没有值的宏
没有值的宏常常用来做条件编译宏,比如在程序中我们来检测是否存在该宏,若没有则执行某程序,若有则执行另外的程序。



C语言的按位运算符已经非常接近底层操作了,包含六个基本运算符号:
  • &  按位与
  • |    按位或
  • ~  按位取反
  • ^  按位异或
  • <<   左移
  • >>   右移
上图中红框区域,大家可以这样理解:
将00000010 与00000001进行按位或操作,得到的为00000011,在寄存器中因为第七位和第八位(分别控制P6,P7引脚)变为1,则相应引脚被置高。上图红圈一行可以简化a = b | c  ;  ,在实际应用中,我们也会见到类似于 a |= b ( a=a | b ) 这样的式子。
按位异或运算便是将两个数的二进制相对应的位比较,相同为0,不同为1,如下图:



13<<3 ;
腾出的位置用0填充,超出边界的位被丢弃。
也可以和赋值运算符相结合:
int x = 13 ;
在STM32单片机开发时,左移右移运算符更常用于寄存器开发方式。
常用按位运算符技术
1:打开位
下面两项操作打开lottabits中对应于bit表示的位:
2:切换位下面两项操作切换lottabits中 对 应 于bit表 示 的 位 。也就是说,如果位是关闭的,则将被打 开;如果位是打开的,将被关闭 :
3 . 关闭位下面的操作将关闭lottabits中对应于bit表示的位 :lottabits = lot t a b i t s & - b i t ;该语句关闭相应的位,而不管它以前的状态如何。首先,运算符〜bit将 原來为1的位设置为0, 原来为0的位设置为1。对0和任意值执行AND操作都将得到0 , 因此关闭相应的位。lottabits中其他所有位都保持不变,这是因为对 1和任意值执行AND操作时,该位的值将保持不变。下面足一种更简洁的方法:
lottabits & = - b i t ;

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