高频使用的嵌入式 C 语言工具代码

嵌入式大杂烩 · 发表于 2024-1-28 17:50:00

我是老温，一名热爱学习的嵌入式工程师
关注我，一起变得更加优秀！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。
1.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。
2.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:%d
", 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
3.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。
4.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_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。
5.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。
6.位掩码（Bit Masks）：
#define BIT_MASK(bit) (1 用于创建一个只有指定位被置位的位掩码，可用于位操作。
7.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。
8.二进制查找（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。
9.位集合（Bitset）：
#include
typedef 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。
来源 | 知乎-晓亮Albert
排版 | strongerHuang
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