C语言是单片机开发中的必备基础知识，本文列举了部分STM32学**比较常见的一些C语言基础知识，希望能对大家有所帮助。

( Z) ~; P2 l, O6 J3 H8 N

01 位操作

下面我们先讲解几种位操作符，然后讲解位操作使用技巧。C语言支持以下六种位操作：
（六种位操作）
6 b+ `0 j/ {2 n0 k- Z
下面，重点讲解一下位操作在单片机开发中的一些实用技巧。
/ |, |* t' }/ X3 H8 ~4 @1.1 在不改变其他位的值的状况下，对某几个位进行设值。
这个场景在单片机开发中经常使用，方法就是我们先对需要设置的位用&操作符进行清零操作，然后用 | 操作符设值。
7 B0 P% [- [+ k2 e; h* V; q
+ m* u! Y6 ^. Y, k# G6 O- |比如，我要改变GPIOA的状态,可以先对寄存器的值进行&清零操作：
1 T$ N3 u% R$ ~' S7 }


然后再与需要设置的值进行|或运算：
/ |0 t1 O. \+ i1 |

" e% W9 b4 p* h8 L8 s
7 i* k! @# a6 A9 p6 t6 V! T, u' ^" e1.2 移位操作提高代码的可读性。
移位操作在单片机开发中非常重要，下面是delay_init函数的一行代码：

1. SysTick->CTRL |= 1 << 1;

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+ I7 \" u( z' E# s$ Q这个操作就是将CTRL寄存器的第1位（从0开始算起）设置为1，为什么要通过左移而不是直接设置一个固定的值呢？

  j) Y# X4 d2 d% w其实这是为了提高代码的可读性以及可重用性。这行代码可以很直观明了的知道，是将第1位设置为1。如果写成：

1. SysTick->CTRL |= 0X0002;

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: h) V/ |% F: Y) T& h
& N) u% X6 I' A
+ H3 X" m3 @. o- \& o这个虽然也能实现同样的效果，但是可读性稍差，而且修改也比较麻烦。
9 [. K7 B9 Q( x' g1.3 ~按位取反操作使用技巧
+ @4 ?5 M; q- n+ W. Q按位取反在设置寄存器的时候经常被使用，常用于清除某一个/某几个位。下面是delay_us函数的一行代码：

1. SysTick->CTRL &= ~(1 << 0) ;    /* 关闭SYSTICK */

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1 a4 C4 F4 p3 F! f8 `/ w, R
2 [2 y; _6 }' M, e% T; y) o2 t) y
该代码可以解读为：仅设置CTRL寄存器的第0位（最低位）为0，其他位的值保持不变。
' V6 i2 T/ S* w/ u% G. _. X
$ X( J. \! v5 u  C: x* s同样我们也不使用按位取反，将代码写成：

$ c/ d" ?5 Z/ Q" ?& Z
1. <div><font face="Tahoma"><font size="3"><font color="#000000">SysTick->CTRL &= 0XFFFFFFFE;        /* 关闭SYSTICK */</font></font></font></div><div></div>
复制代码

可见，前者的可读性及可维护性都要比后者好很多。
+ U# J; x9 c1 N1 m
! }1 n. \* N5 g/ t2 @- g1.4 ^按位异或操作使用技巧
, j; F7 Z7 U$ ?$ W该功能非常适合用于控制某个位翻转，常见的应用场景就是控制LED闪烁，如下：

1. GPIOB->ODR ^= 1 << 5;

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. q' y+ S! P4 n. {1 _1 G% m/ s执行一次该代码，就会使PB5的输出状态翻转一次，如果我们的LED接在PB5上，就可以看到LED闪烁了。

02define宏定义

define是C语言中的预处理命令，它用于宏定义（定义的是常量），可以提高源代码的可读性，为编程提供方便。常见的格式：


& {" }9 }' [0 V5 }
“标识符”为所定义的宏名。“字符串”可以是常数、表达式、格式串等。例如：

+ e# L% C# q$ D  [4 ]5 `3 m* u5 v' _
. s8 o" g' J+ |9 a0 o定义标识符HSE_VALUE的值为8000000，数字后的U表示unsigned的意思。至于define宏定义的其他一些知识，比如宏定义带参数，这里就不多讲解了。

( u! }' G1 _. Y4 n- y
+ t# @  {8 z! K
; \* D. l5 W5 L. r- H- P
2 y5 |# P: e3 \) R8 u* Y

03ifdef条件编译

单片机程序开发过程中，经常会遇到一种情况，当满足某条件时对一组语句进行编译，而当条件不满足时则编译另一组语句。
条件编译命令最常见的形式为：

1. #ifdef 标识符    程序段1#else    程序段2#endif

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它的作用是：当标识符已经被定义过(一般是用#define命令定义)，则对程序段1进行编译，否则编译程序段2。

6 x( L1 `/ v' h+ c! `# z, {其中#else部分也可以没有，即：

1.   #ifdef
   
2.     程序段1
   
3.     #endif

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条件编译在HAL库里面是用得很多，在stm32mp1xx_hal_conf.h这个头文件中经常会看到这样的语句：

1. #if !defined  (HSE_VALUE)      #define HSE_VALUE            24000000U    #endif

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, v* U, B7 O* }8 J; r/ K

如果没有定义HSE_VALUE这个宏，则定义HSE_VALUE宏，并且HSE_VALUE的值为24000000U。条件编译也是C语言的基础知识吧。

这里提一下，24000000U中的U表示无符号整型，常见的，UL表示无符号长整型，F表示浮点型。

9 S* R: u( v( f这里加了U以后，系统编译时就不进行类型检查，直接以U的形式把值赋给某个对应的内存，如果超出定义变量的范围，则截取。

) d9 E8 p& ]6 D3 i, U! H9 Z# D

04extern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。在我们的代码中你会看到看到这样的语句：

1. extern uint16_t g_usart_rx_sta;

复制代码

3 F8 g) }% {2 @% \: e5 G! U

这个语句是申明g_usart_rx_sta变量在其他文件中已经定义了，在这里要使用到。
所以，你肯定可以找到在某个地方有变量定义的语句：

1. uint16_t g_usart_rx_sta;

复制代码

8 {! r; S9 W; n9 x
0 _  e' ^# Q8 i- W9 m2 vextern的使用比较简单，但是也会经常用到，需要掌握。
& \  o2 Q* U5 d6 e1 d) W

05typedef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HAL库用得最多的就是定义结构体的类型别名和枚举类型了。

1.     struct _GPIO
   * c' x$ d) Z; d) V7 R, Y
2.     {
   % n# v/ v, V1 r1 H% `+ b
3.         __IO uint32_t CRL;
   $ S7 x' y* `# \8 t! l
4.         __IO uint32_t CRH;
   
5.         …
   
6.     };

复制代码

定义了一个结构体GPIO，这样我们定义结构体变量的方式为：

1. struct  _GPIO  gpiox;       /* 定义结构体变量gpiox */

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) i7 C- ]6 g: g/ k! e; k8 e8 q但这样很繁琐，HAL库中有很多这样的结构体变量需要定义。
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：
  Z) {2 z% O$ x

1.     typedef struct
   
2.     {
   
3.             __IO uint32_t CRL;
   ' c7 [1 D$ G2 q4 O! M" }$ T7 F
4.             __IO uint32_t CRH;
   
5.             …
   
6.     } GPIO_TypeDef;

复制代码

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 gpiox;

% u6 @4 r  Q+ e这里的GPIO_TypeDef就跟struct _GPIO是等同的作用了，但是GPIO_TypeDef使用起来方便很多。

% Q' P' m  \# @6 w: l: V7 m