嵌入式开发常用的C语言工具代码

sunsili

嵌入式开发常用的C语言工具代码

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）：

1. typedef struct {
   
2.     int buffer[SIZE];
   
3.     int head;
   
4.     int tail;
   
5.     int count;
   
6. } CircularBuffer;
   
7. 
   
8. void push(CircularBuffer *cb, int data) {
   
9.     if (cb->count < SIZE) {
   
10.         cb->buffer[cb->head] = data;
    
11.         cb->head = (cb->head + 1) % SIZE;
    
12.         cb->count++;
    
13.     }
    
14. }
    
15. 
    
16. int pop(CircularBuffer *cb) {
    
17.     if (cb->count > 0) {
    
18.         int data = cb->buffer[cb->tail];
    
19.         cb->tail = (cb->tail + 1) % SIZE;
    
20.         cb->count--;
    
21.         return data;
    
22.     }
    
23.     return -1; // Buffer is empty
    
24. }

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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）：

1. #define assert(expression) ((void)0)
   
2. #ifndef NDEBUG
   
3. #undef assert
   
4. #define assert(expression) ((expression) ? (void)0 : assert_failed(__FILE__, __LINE__))
   
5. #endif
   
6. 
   
7. void assert_failed(const char *file, int line) {
   
8.     printf("Assertion failed at %s:%d\n", file, line);
   
9.     // Additional error handling or logging can be added here
   
10. }

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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）：

1. unsigned int reverse_bits(unsigned int num) {
   
2.     unsigned int numOfBits = sizeof(num) * 8;
   
3.     unsigned int reverseNum = 0;
   
4. 
   
5.     for (unsigned int i = 0; i < numOfBits; i++) {
   
6.         if (num & (1 << i)) {
   
7.             reverseNum |= (1 << ((numOfBits - 1) - i));
   
8.         }
   
9.     }
   
10.     return reverseNum;
    
11. }

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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）：

1. typedef int16_t fixed_t;
   
2. 
   
3. #define FIXED_SHIFT 8
   
4. #define FLOAT_TO_FIXED(f) ((fixed_t)((f) * (1 << FIXED_SHIFT)))
   
5. #define FIXED_TO_FLOAT(f) ((float)(f) / (1 << FIXED_SHIFT))
   
6. 
   
7. fixed_t fixed_multiply(fixed_t a, fixed_t b) {
   
8.     return (fixed_t)(((int32_t)a * (int32_t)b) >> FIXED_SHIFT);
   
9. }

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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）：

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

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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）：

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

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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）：

1. #include <avr/io.h>
   
2. 
   
3. void setup_timer() {
   
4.     // Configure timer settings
   
5. }
   
6. 
   
7. uint16_t read_timer() {
   
8.     return TCNT1;
   
9. }

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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）：

1. int binary_search(int arr[], int size, int target) {
   
2.     int left = 0, right = size - 1;
   
3. 
   
4.     while (left <= right) {
   
5.         int mid = left + (right - left) / 2;
   
6.         if (arr[mid] == target) {
   
7.             return mid;
   
8.         } else if (arr[mid] < target) {
   
9.             left = mid + 1;
   
10.         } else {
    
11.             right = mid - 1;
    
12.         }
    
13.     }
    
14.     return -1; // Not found
    
15. }
    
16. 用于在已排序的数组中执行二进制查找的函数。
    
17. 
    
18. 9.位集合（Bitset）：
    
19. 
    
20. #include <stdint.h>
    
21. 
    
22. typedef struct {
    
23.     uint32_t bits;
    
24. } Bitset;
    
25. 
    
26. void set_bit(Bitset *bitset, int bit) {
    
27.     bitset->bits |= (1U << bit);
    
28. }
    
29. 
    
30. int get_bit(Bitset *bitset, int bit) {
    
31.     return (bitset->bits >> bit) & 1U;
    
32. }

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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。

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