这些工具代码助你嵌入式开发

原文：https://zhuanlan.zhihu.com/p/653484840

嵌入式开发中常用的C语言工具代码确实很重要。

今天分享一些利剑级别的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）：

typedefstruct {

int buffer[SIZE];

int head;

int tail;

int count;

} CircularBuffer;


voidpush(CircularBuffer 
*cb, 
int data) {

if (cb
->count 
< SIZE) {

 cb
->buffer[cb
->head] 
= data;

 cb
->head 
= (cb
->head 
+1) 
% SIZE;

 cb
->count
++;

 }

}


intpop(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


voidassert_failed(
constchar*file, 
int line) {

 printf(
"Assertion failed at %s:%d\n", 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）：

unsignedintreverse_bits(
unsignedint num) {

unsignedint numOfBits 
=sizeof(num) 
*8;

unsignedint reverseNum 
=0;


for (
unsignedint 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）：

typedefint16_t fixed_t;


#define FIXED_SHIFT 8

#define FLOAT_TO_FIXED(f) ((fixed_t)((f) * (1 << FIXED_SHIFT)))

#define FIXED_TO_FLOAT(f) ((float)(f) / (1 << FIXED_SHIFT))


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_tswap_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 << (bit))

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 <avr/io.h>

voidsetup_timer() {

// Configure timer settings

}


uint16_tread_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）：

intbinary_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;

 } 
elseif (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 <stdint.h>

typedefstruct {

uint32_t bits;

} Bitset;


voidset_bit(Bitset 
*bitset, 
int bit) {

 bitset
->bits 
|= (
1U<< bit);

}


intget_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。

END

官方站点：www.linuxprobe.com

Linux命令大全：www.linuxcool.com

刘遄老师QQ：5604215

Linux技术交流群：2636170

（新群，火热加群中……）

想要学习Linux系统的读者可以点击"阅读原文"按钮来了解书籍《Linux就该这么学》，同时也非常适合专业的运维人员阅读，成为辅助您工作的高价值工具书！

继续阅读

阅读原文

关键词

函数

数据结构

条件