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。

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。

断言（Assertion）

#define assert(expression) ((void)0)#ifndef NDEBUG#undef assert#define assert(expression) ((expression) ? (void)0 : assert_failed(__FILE__, __LINE__))#endifvoid assert_failed(const char *file, int line) { printf("Assertion failed at %s:%dn", 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

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。

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_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。

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。

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。

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。

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。

位集合（Bitset）

#includetypedef 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。