乾貨|手把手教你寫單片機的結構體

嵌入式linux 發佈 2022-11-03T05:53:06.371667+00:00

指針和結構體是學單片機必須要掌握的,如果你C語言掌握的不牢,單片機根本學不到精髓,只能完成一些低級的項目。

摘要:聽說還有好多學單片機的小夥伴不會用結構體?指針和結構體是學單片機必須要掌握的,如果你C語言掌握的不牢,單片機根本學不到精髓,只能完成一些低級的項目。看得懂結構體並且能夠靈活運用結構體才能說你入門了單片機。本篇將以最通俗的方式結合STM32單片來講講結構體的運用。解決你學完C語言、考過了計算機二級還是看不懂單片機結構體的苦惱。寶藏文章,記得點讚轉發收藏

大家知道指針和結構體是單片機的難點,所以就去學習C語言,找視頻看書......

這裡面每一個視頻的播放量都非常高。對於單純的學習C語言,這裡講的很清楚。看完你不禁在下面評論一句:哇!講的真的太清楚了吧!但是等你真正的學單片機的時候,你會發現我不是學過C語言嗎?計算機二級我也過了啊!怎麼這個指針和結構體都不懂啊?難道我學了一個假的C語言?

其實這不是你的錯,也不是單片機的錯,而是在C語言和單片機之間需要一個過渡!這個需要過渡的點在很多單片機視頻教程中並沒有去講解。因為教育機構默認你是知道的,所以在講流水燈時他們並不會講解GPIO初始化這個結構體,因為默認你是知道如何操作的。

申明一個GPIO_Inittypedef的結構體,然後在LED_Init(void)函數中定義一個GPIO_Initstructure的變量GPIO_InitStructure,那麼這個變量就可以設置這個GPIO_InitTypeDef的結構體中的成員。這裡先做了解,請接著往下看。

1、為什麼需要結構體

這裡先不說什麼是結構體,說說為什麼需要結構體?只有知道為什麼需要,才能按照你的需要去學習,這樣效率才會高。你才知道在什麼情況下我們需要寫一個結構體,怎麼樣去用結構體。

這裡我們以一個智能家居的項目為例。

先來看一個實際的問題

話說有一個項目上有4個傳感器:光照傳感器、煙霧傳感器、酒精傳感器、濕度傳感器。然後這四個各個傳感器還有設置報警的閾值範圍。

一般都是這樣寫

#include "sys.h"
#include "delay.h"
#include "usart.h"

/*記錄傳感器的數值*/
float temperature; //溫度
char  humidity;  //濕度
char  alcohol;  //酒精濃度
int   illumination; //光照強度

/*記錄傳感器高低閾值*/
float temperature_threshold[2];
float humidity_threshold[2];
float alcohol_threshold[2];
float illumination_threshold[2];

int main(void)
{ 
 uart_init(115200);//串口初始化
 delay_init();
    while(1)
 { 
 } 
}

當然你做一個項目肯定還定義了很多其他的變量,還需要記錄其它變量

然後過了幾天又增加了個一氧化碳傳感器

然後過了幾天,每個傳感器還需要加個是否正常工作的標誌位

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因為項目的需要,然後又增加了4個相同的傳感器:溫濕度、光照強度、煙霧濃度、酒精濃度。

然後又增加了4個相同的傳感器:溫濕度、光照強度、煙霧濃度、酒精濃度。

截圖截不開了....

滿屏的變量......

滿屏的變量......

滿屏的變量......

在項目剛開始做的時候如果不能未雨綢繆,接著幹下去整個程序代碼別說維護了,就是接著寫都讓人頭疼!

滿屏的變量...

滿屏的變量...

2、結構體閃亮登場

然後搞C語言那幫傢伙就造了個功能struct

1、結構體就是可以把變量包含到裡面的東西

struct就代表要定義一個結構體,sensors是這個結構體的名字, 然後是一個大括號 { }

大括號裡面就隨意定義變量啦~

怎麼使用裡面的變量呢?

注意結構體是一個數據類型就像是int和char一樣的這種類型

既然是一種數據類型, 那麼就可以用這個數據類型定義變量

定義一個該結構體的變量

為啥要那樣子定義啊?

答:你去問造C語言的那幫傢伙去!問問他們為啥要設計成這樣子!

然後操作結構體變量裡面的成員變量。當我們定義好結構體變量後,在初始化變量裡面的成員變量時就會自動出現結構體裡面的成員變量,如果這個代碼是你一個一個敲出來的話,你就會感嘆結構體在單片機中是那麼的奇妙!

有人會問為啥是結構體變量中間加個點?

答:你去問造C語言的那幫傢伙去!問問他們為啥要設計成這樣子。

2、其實定義結構體變量可以下面這樣子

也可以定義多個

發現了沒,每個結構體變量都是單獨擁有結構體裡面的全部成員變量。

就像是最開始說的,如果再增加一套傳感器:溫濕度、光照強度、煙霧濃度、酒精濃度。

使用結構體的話只需要再定義一個結構體變量即可

但是很多時候我們在單片機中見到的結構體並不是上面那樣定義的,而是在前面加了一個typedef 關鍵字。

這樣的例子在庫函數的頭文件中我們經常會看到如下結構體

3、typedef關鍵字

先看一下百度百科對typedef的定義

總結一句就是:typedef可以把一個數據類型取一個別的名字

typedef {數據類型} {別的名字}

#include "sys.h"
#include "delay.h"
#include "usart.h"

typedef int zhjiguoxin;//zhjiguoxin就是int

zhjiguoxin value = 0;

int main(void)
{ 
 uart_init(115200);//串口初始化
 delay_init(); 

 printf("value=%d\r\n",value);
 
    while(1)
 { 
 } 
}

雖然typedef可以給變量取別名,但是沒有誰會像上面那樣取名字,我這裡只是舉一個例子。

4、結構體的精髓

注意下:

1、下面的代表了這個結構體數據類型

2、給這個數據類型起一個別名

注意是三部分, typedef {數據類型} {別的名字}。所以sensor就代表了這個結構體了。

建議初學者把下面這張圖保存到你的電腦,這樣你就永遠也不會忘記typedef在結構體中的用法了,也能很快的記住結構體這個東東。

3、以後定義結構體變量的時候就不需要像最開始那樣struct sensors sen;這樣的定義結構體變量了,只需要sensor sen;即可。

4、結構體名字可以省略

注意結構體定義可以不寫結構體名,對C語言來說,那個sensors不叫結構體名,而是叫標籤(tag)。C語言結構體名是struct關鍵字 + tag。所以為了簡便我們看到的單片機中的結構體都是寫成如下的形式。

5、結構體的變量可以放任何變量

1、結構體變量可以放任何變量(int型指針)

#include "sys.h"
#include "delay.h"
#include "usart.h"
typedef struct 
{
 float temperature; //溫度
 char  humidity;    //濕度
 char  alcohol;    //酒精濃度
 int   illumination;//光照強度
 char  CO;  //一氧化碳濃度
 int   *p;  //int型的指針變量
} sensor;
sensor sen;
int value =0;
int main(void)
{
 uart_init(115200);//串口初始化
 delay_init(); 
 sen.p=&value;//把value的地址賦值 
 //列印p代表的地址裡面的值(其實就是列印value的值)
 printf("value=%d\r\n",*(sen.p)); 
    while(1)
 { 
 } 
}

既然是指針變量,所以給指針變量賦值時當然是賦值的是一個地址。

2、結構體變量可以放任何變量(函數指針)

#include "sys.h"
#include "delay.h"
#include "usart.h"
typedef struct 
{
 float temperature; //溫度
 char  humidity;    //濕度
 char  alcohol;    //酒精濃度
 int   illumination;//光照強度
 char  CO;  //一氧化碳濃度
 int   *p;  //int型的指針變量
 void (*fun)();
} sensor;
sensor sen;
void function()
{
 printf("zhiguoxin\r\n");
}
int value =0;
int main(void)
{ 
 uart_init(115200);//串口初始化
 delay_init(); 
 sen.fun=function; 
 sen.fun(); 
    while(1)
 { 
 } 
}

既然是函數指針變量,所以給函數指針變量賦值時當然是賦值的也是地址,並且還要是一個函數的地址,而一個函數的函數名就是該函數的地址。所以才會有下面的把函數function();的地址function賦值給函數指針fun。這樣大家是不是很清楚了。如果不清楚建議看個3遍以上!

3、結構體變量可以放任何變量(結構體變量)

這就是結構體嵌套,在一個結構體內包含了另一個結構體作為其成員。當出現結構體嵌套時,必須以級聯方式訪問結構體成員,即通過成員選擇運算符逐級找到最底層的成員時再引用。

#include "sys.h"
#include "delay.h"
#include "usart.h"

typedef struct 
{
  int i;
}zhiguoxin;

typedef struct 
{
 float temperature; //溫度
 char  humidity;    //濕度
 char  alcohol;    //酒精濃度
 int   illumination;//光照強度
 char  CO;  //一氧化碳濃度
 int   *p;  //int型的指針變量
 void (*fun)(); 
 zhiguoxin guougo; 
}sensor;

sensor sen;

int main(void)
{ 
 uart_init(115200);//串口初始化
 delay_init();
 
 sen.guougo.i=100;
 printf("i=%d\r\n",sen.guougo.i);
  
    while(1)
 { 
 } 
}

4、結構體變量可以放任何變量(結構體指針)

結構體是一個數據類型。數據類型當然也可以定義對應的指針變量啦。

就像是int 類型可以定義 int *p; 一樣

所以當大家如果發現你的代碼中結構體是通過—>訪問的話,那麼這個結構體變量一定是指針類型的變量。同理如果代碼中結構體是通過.訪問的話,那麼這個結構體變量就不是指針變量,而是一般的變量。

總結:到這裡結構體在單片機中的應用你已經掌握的差不多了,大家可能感覺本期講的內容太簡單了,不過只有你把這個簡單的基礎性知識打牢,你就會進步的更快。否則你總感覺你的代碼差點意思。

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轉載自:痞子衡嵌入式

文章來源:果果小師弟 ,作者智果芯

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