嵌入式开发常用的C语言工具代码

时间:2024-01-30来源:

嵌入式开发中常用的C语言工具代码确实很重要。以下是一些利剑级别的C语言工具代码示例,以及它们的简要讲解。

循环队列(Circular Buffer)

typedef struct {
   int buffer[SIZE];
   int head;
   int tail;
   int count;
} CircularBuffer;
void push(CircularBuffer *cb, int data) {
   if (cb->count < SIZE) {
       cb->buffer[cb->head] = data;
       cb->head = (cb->head + 1) % SIZE;
       cb->count++;
   }
}
int pop(CircularBuffer *cb) {
   if (cb->count > 0) {
       int data = cb->buffer[cb->tail];
       cb->tail = (cb->tail + 1) % SIZE;
       cb->count--;
       return data;
   }
   return -1; // Buffer is empty}

循环队列是一种高效的数据结构,适用于缓冲区和数据流应用,例如串口通信接收缓冲。

断言(Assertion)

#define assert(expression) ((void)0)
#ifndef NDEBUG
#undef assert
#define assert(expression) ((expression) ? (void)0 : assert_failed(__FILE__, __LINE__))
#endif

void assert_failed(const char *file, int line) {
   printf("Assertion failed at %s:%dn", file, line);
   // Additional error handling or logging can be added here}

断言用于在程序中检查特定条件是否满足,如果条件为假,会触发断言失败,并输出相关信息

位域反转(Bit Reversal)

unsigned int reverse_bits(unsigned int num) {
   unsigned int numOfBits = sizeof(num) * 8;
   unsigned int reverseNum = 0;
   for (unsigned int i = 0; i < numOfBits; i++) {
       if (num & (1 << i)) {
           reverseNum |= (1 << ((numOfBits - 1) - i));
       }
   }
   return reverseNum;
}

该函数将给定的无符号整数的位进行反转,可以用于某些嵌入式系统中的位级操作需求。

固定点数运算(Fixed-Point Arithmetic)

typedef int16_t fixed_t;
#define FIXED_SHIFT 8
#define FLOAT_TO_FIXED(f) ((fixed_t)((f) * (1 << FIXED_SHIFT)))
#define FIXED_TO_FLOAT(f) ((float)(f) / (1 << FIXED_SHIFT))

fixed_t fixed_multiply(fixed_t a, fixed_t b) {
   return (fixed_t)(((int32_t)a * (int32_t)b) >> FIXED_SHIFT);
}

在某些嵌入式系统中,浮点运算会较慢或不被支持。因此,使用固定点数运算可以提供一种有效的浮点数近似解决方案。

字节序转换(Endianness Conversion)

uint16_t swap_bytes(uint16_t value) { return (value >> 8) | (value << 8); }

用于在大端(Big-Endian)和小端(Little-Endian)字节序之间进行转换的函数。

位掩码(Bit Masks)

#define BIT_MASK(bit) (1 << (bit))

用于创建一个只有指定位被置位的位掩码,可用于位操作。

计时器计数(Timer Counting)

#include void setup_timer() {
   // Configure timer settings}
uint16_t read_timer() {
   return TCNT1;
}

在AVR嵌入式系统中,使用计时器(Timer)来实现时间测量和定时任务。

二进制查找(Binary Search)

int binary_search(int arr[], int size, int target) {
   int left = 0, right = size - 1;
   while (left <= right) {
       int mid = left + (right - left) / 2;
       if (arr[mid] == target) {
           return mid;
       } else if (arr[mid] < target) {
           left = mid + 1;
       } else {
           right = mid - 1;
       }
   }
   return -1; // Not found}

用于在已排序的数组中执行二进制查找的函数。

位集合(Bitset)

#includetypedef struct {
   uint32_t bits;
} Bitset;
void set_bit(Bitset *bitset, int bit) {
   bitset->bits |= (1U << bit);
}
int get_bit(Bitset *bitset, int bit) {
   return (bitset->bits >> bit) & 1U;
}

实现简单的位集合数据结构,用于管理一组位的状态。

这些代码示例代表了嵌入式开发中常用的一些利剑级别的C语言工具代码。它们在嵌入式系统开发中具有广泛的应用,有助于优化性能、节省资源并提高代码的可维护性。

关键词: 嵌入式 C语言 代码

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