STM32常用C语言知识总结
目录
一、引言
二、C 语言基础
1.数据类型
2.变量与常量
3.控制结构
4.数组与指针
5.字符串
6. extern变量声明
7.内存管理
三、STM32 中的 C 语言特性
1.位操作
2.寄存器操作
一、引言
STM32 作为一款广泛应用的微控制器，其开发离不开 C 语言的支持。C 语言凭借其高效、灵活和可移植性，成为了嵌入式系统开发的首选语言。本文将对 STM32 开发中涉及的 C 语言知识点进行详细总结，帮助大家更好地掌握 STM32 的开发。
二、C 语言基础
1.数据类型
基本数据类型：包括整型（int、short、long）、浮点型（float、double）、字符型（char）等。
stdint.h中的类型：在STM32开发中，经常使用stdint.h头文件中的类型定义，如int8_t、uint16_t、int32_t等，以确保数据类型的跨平台一致性。
派生数据类型：指针（*）、数组（[]）、结构体（struct）、共用体（union）等。
示例：
int num = 10;float pi = 3.14;char ch = 'A';int8_t=10;struct Point {int x;int y;};union Data {int i;float f;};
2.变量与常量
- 变量的定义和初始化：变量在使用前必须先定义，并可以在定义时进行初始化。
- 常量的定义：使用
#define宏定义或const关键字定义常量。
示例：
int a = 5; // 定义并初始化变量#define PI 3.14 // 宏定义常量const float E = 2.718; // 使用 const 定义常量3.控制结构
- 顺序结构：程序按照语句的书写顺序依次执行。
- 选择结构：包括
if-else语句和switch-case语句。 - 循环结构：
for循环、while循环和do-while循环。
示例：
int num = 10;if (num > 5) {printf("Num is greater than 5\n");} else {printf("Num is less than or equal to 5\n");}int choice = 2;switch (choice) {case 1:printf("Choice is 1\n");break;case 2:printf("Choice is 2\n");break;default:printf("Invalid choice\n");break;}for (int i = 0; i < 5; i++) {printf("%d ", i);}4.数组与指针
- 数组的定义、初始化和访问：数组是一组相同类型元素的集合。
- 指针的概念和操作：指针是一个变量，其值为另一个变量的地址。
指针与数组的关系：
数组名在很多情况下会被当作指向数组首元素的指针来使用。例如，当将数组名传递给函数时，实际上传递的是一个指向数组首元素的指针。
通过指针的算术运算，可以实现类似数组下标的操作来访问数组元素。例如，如果有一个指针
p指向一个数组的首元素，那么p + i就指向了数组的第i个元素。
示例：
#include <stdio.h>int main() {int arr[] = {1, 2, 3, 4, 5};int *ptr = arr; // 此时数组名相当于指向首元素的指针printf("%d\n", arr[0]); // 通过数组下标访问printf("%d\n", *(ptr + 0)); // 通过指针的算术运算访问ptr = &arr[2]; // 指针可以改变指向printf("%d\n", *ptr); // 输出 3// 不能修改数组名的指向// arr = &arr[1]; // 这是错误的return 0;
}素5.字符串
- 字符串的表示：使用字符数组或字符指针。
- 字符串操作函数：如
strcpy、strcat、strcmp等。
示例：
char str1[] = "Hello";char *str2 = "World";strcpy(str1, str2); // 复制字符串6. extern变量声明
extern 声明只是告诉编译器该变量在其他地方已经定义，并不为变量分配内存空间，通常用于在多个源文件之间共享全局变量。
示例：
假设有两个源文件 file1.c 和 file2.c 。
在 file1.c 中定义一个全局变量：
int global_variable = 10; // 定义并初始化全局变量在 file2.c 中使用 extern 声明来访问这个全局变量：
extern int global_variable; // 声明该变量在其他文件中已定义int main() {printf("%d\n", global_variable); // 可以使用该全局变量return 0;
}这样，在 file2.c 中就可以通过 extern 声明来使用在 file1.c 中定义的全局变量 global_variable 。
需要注意的是，使用 extern 声明变量时，要确保在其他地方确实有该变量的定义，否则会导致链接错误。
7.内存管理
malloc、memset 和 free 是三个常用的库函数，用于动态内存管理。
(1) malloc 函数：
malloc 函数用于在堆上动态分配内存。它的函数原型为：
void *malloc(size_t size);size 参数指定要分配的字节数。malloc 函数返回一个指向分配的内存块的指针，如果分配失败则返回 NULL 。
示例：
int *ptr = (int *)malloc(sizeof(int) * 10); // 分配 10 个整数大小的内存
(2)memset 函数：
memset 函数用于将一段内存空间设置为指定的值。它的函数原型为：
void *memset(void *str, int c, size_t n); str 是要设置的内存块的指针，c 是要设置的值（以 int 形式传递，实际设置时会转换为 unsigned char 类型），n 是要设置的字节数。
示例：
memset(ptr, 0, sizeof(int) * 10); // 将之前分配的内存初始化为 0
(3)free 函数：
free 函数用于释放之前由 malloc 等函数分配的内存。它的函数原型为：
void free(void *ptr);ptr 是要释放的内存块的指针。
示例：
free(ptr); // 释放之前分配的内存
三、STM32 中的 C 语言特性
1.位操作
- 位域：用于定义结构体中的位变量。
- 位运算：与（
&）、或（|）、异或（^）、取反（~）、左移（<<）、右移（>>）。
示例：
struct Flags {unsigned int flag1 : 1;unsigned int flag2 : 1;};unsigned int num = 5;num = num << 2; // 左移操作2.寄存器操作
- 直接访问寄存器：通过指针或宏定义来访问寄存器地址。
- 寄存器位操作：使用位掩码和位运算进行寄存器位的设置和清除。
volatile 关键字用于修饰可能被意外修改的变量，数据每次从内存中直接读取，不会被编译器优化导致数据不同步的问题。
示例：
#define GPIOA_BASE (0x40020000UL)#define GPIOA_MODER (*((volatile unsigned int *)(GPIOA_BASE + 0x00)))GPIOA_MODER |= (1 << 10); // 设置 GPIOA 引脚 5 的模式