不可错过的嵌入式C语言工具代码合集

sunsili

不可错过的嵌入式C语言工具代码合集

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. {
   
10. if (cb->count < SIZE) {
    
11.         cb->buffer[cb->head] = data;
    
12.         cb->head = (cb->head + 1) % SIZE;
    
13.         cb->count++;
    
14.     }
    
15. }
    
16. 
    
17. int pop(CircularBuffer *cb)
    
18. {
    
19. if (cb->count > 0)
    
20. {
    
21. int data = cb->buffer[cb->tail];
    
22.         cb->tail = (cb->tail +1) % SIZE;
    
23.         cb->count--;
    
24. return data;
    
25.     }
    
26. return-1;
    
27. // Buffer is empty
    
28. }

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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. {
   
9. printf
   
10. ("Assertion failed at %s:%d\n", file, line);
    
11. // Additional error handling or logging can be added here
    
12. }

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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. {
   
3. unsigned int numOfBits = sizeof(num) * 8;
   
4. unsigned int reverseNum = 0;
   
5. 
   
6. for (unsigned int i = 0; i < numOfBits; i++)
   
7. {
   
8. if (num & (1 << i))
   
9. {
   
10.             reverseNum |= (1 << ((numOfBits - 1) - i));
    
11.         }
    
12.     }
    
13. return reverseNum;
    
14. }

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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-Poin 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. {
   
9. return (fixed_t)(((int32_t)a * (int32_t)b) >> FIXED_SHIFT);
   
10. }

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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)
   
2. {
   
3. return (value >> 8) | (value << 8);
   
4. }

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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))

复制代码

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、计数器计数（Timer Counting）

1. #include <avr/io.h>
   
2. 
   
3. void setup_timer()
   
4. {
   
5. // Configure timer settings
   
6. }
   
7. 
   
8. uint16_t read_timer()
   
9. {
   
10. return TCNT1;
    
11. }

复制代码

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）

1. #include <stdint.h>
   
2. 
   
3. typedef struct
   
4. {
   
5. uint32_t bits;
   
6. } Bitset;
   
7. 
   
8. void set_bit(Bitset *bitset, int bit)
   
9. {
   
10. bitset->bits |= (1U << bit);
    
11. }
    
12. 
    
13. int get_bit(Bitset *bitset, int bit)
    
14. {
    
15. return (bitset->bits >> bit) & 1U;
    
16. }

复制代码

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。

来源地址：https://zhuanlan.zhihu.com/p/653484840