共享几个我用了很久的宏

2019-10-16 01:55发布

我的与或非等等各种逻辑计算一直不好,以前学51单片机的时候每次要配置寄存器的时候,虽然都知道看着器件手册去写,
但是我还是觉得很痛苦,
后来就有了这些宏,阅读起来会直观一点,不过敲的代码也得多一点,我后来写的代码都是用这些宏来封装寄存器操作的。

第一个比较好理解的 例如 BIT(0) == 0X01, BIT(1) == 0X02:
#define BIT(x)     (0x01L<<(x))
#define Bit    BIT

第二个:
#define BitFromTo(h, l) ((h > l)? ((BIT(h) - BIT(l) + BIT(h))): (BIT(l) - BIT(h) + BIT(l)) )
打个比方,BitFromTo(3, 0) 的结果就是 0x0f
BitFromTo(7, 4)的结果是0xf0
(注意:虽然宏内部有运算,但是如果你给的参数是常量(一般都是这样的),编译器是会自动优化的,不需要你去担心效率问题)


注:我后面的解释得可能不够详细,但是附件里有源代码,源代码里面都有详细的说明。)
第三个:
#define SetBit(type, flag, which_bit)   ((flag) | ((type)which_bit))
这个是用来置位一个变量的某几个位的。
type是用来指明类型的,是因为在另外一个宏用的时候会有安全问题(我的意思是不加可能会出错),为了统一风格,所以这里也有这个。然后就得几敲几个字了。。。
比如:u32 a = 0;
那么 a = SetBit(u32, a, Bit(0) |Bit(4));  的结果会是 a == 0x00000011;  就是把0号位(第1个位为0号位)和4号位置1了。

第四个:
#define AssignBit(type ,flag , which_bit, val) ((((type)which_bit)&((type)val)) | ((flag)&(~((type)which_bit))))
一开始写这个宏的时候是没有type这个参数的,type是从通用性和安全上考虑的,不过又要多打几个字,不爽,如果C/C++能够支持typeof操作符就好了 
(注:用C++的template的语法特性也是可以解决这个问题的,附件里的template.h是我后来拓展到C++的方式,用C++开发STM32的比较少见,
只是个人喜欢罢了,如果有人有兴趣,再单独开帖讨论)
比如说我要把变量u8 a 的 6号位到4号位的值设置为 101,我就可以
a = AssignBit(u8, a, BitFromTo(6, 4), BIT(6) | BIT(4));
这样多直观呀,
本来是要这样写的,不仅不好懂,还容易出错
a &= 0x8f;
a |= 0x50;

第五个
#define ClearBit(type, flag, which_bit) ((flag) & (~((type)which_bit)))
呵呵,这个是用来把一个变量的某些位清零的
比如把变量u8 a = 0xf4;的2号位清零
a = ClearBit(u8, a, BIT(2));
现在 a == 0xf0 了

然后是这个
#define BByte(b) (     
(((( 0x##b##L )   ) & 1 )<<0) | 
(((( 0x##b##L ) >>4  ) & 1 )<<1) | 
(((( 0x##b##L ) >>8  ) & 1 )<<2) | 
(((( 0x##b##L ) >>12 ) & 1 )<<3) | 
(((( 0x##b##L ) >>16 ) & 1 )<<4) | 
(((( 0x##b##L ) >>20 ) & 1 )<<5) | 
(((( 0x##b##L ) >>24 ) & 1 )<<6) | 
(((( 0x##b##L ) >>28 ) & 1 )<<7)  
)
这个是用来写一个最多8位的二进制变量的,16位,32位也可以,附件里面有相关的宏,位数多了阅读性不太好。
比如:BByte(01011010) == 0x5a

接下来是:
#define AssignBitSection(type, var, LSB, length, value)  AssignBit(type, var, ((1<<(length)) - 1)*LSB, (value)*LSB)
比如:我要把寄存器a的 [7:4] 位赋值为 0101b
a = AssignBitSection(u32, a, 4, 4, BByte(0101));   偶尔会有寄存器是连在一起的几个用来配置某些功能的嘛。

然后。。。好像也就这么多了。
写个注意吧,C语言的宏也是有它的问题的,多次求值的问题,
比如: a = AssignBit(u32, a++, Bit(5)|Bit(6), Bit(5) );   如果你把它当成函数看,严重性就比较大了!!!这个是基础的语法问题,我不作解释。

为了解决这些问题,使用 __inline 不仅保证了效率,同时解决了多次求值的问题。但是我没作这个拓展。
我是以这些为基础,用C++去拓展的,刚才也说了,附件里的template.h里的内容就是我后来拓展到C++的方式,
只是个人喜欢罢了,我现在对于C++还遇到一些没有解决的问题,如果有人有兴趣,再单独开帖讨论。

附件里面的macro_function.h就是这个帖子讲的宏的源代码,然后其它的几个文件,是使用这些宏来封装寄存器的例子,
有部分已经用开始用C++的方式拓展了,有此地方和C是不兼容的,如果想拿来用,麻烦自己删改了,如果只是看看,忽略它们即可。
友情提示: 此问题已得到解决,问题已经关闭,关闭后问题禁止继续编辑,回答。
该问题目前已经被作者或者管理员关闭, 无法添加新回复
29条回答
lixupeng
1楼-- · 2019-10-16 18:23
mark
mbass51
2楼-- · 2019-10-16 19:56
good
Pony279
3楼-- · 2019-10-16 22:24
我发现STM32的3.5版的官方库也有这些宏的,哈哈,这种实现和我早期在51上的实现是一样的
因为后来我觉得在宏内部不应该对变量赋值,
(学JAVA的时候受到讲师一句话的影响,在讲函数设计思想的时候,说函数应该做些什么,不应该做些什么,"这样的代码的设计思想有问题")
所以后来全部重写了
想起一句话,
"如有雷同,你抄我的~",呵呵,不过人家3.5版的库发布的时候我还不怎么会51呢。。。所以还得算是我抄他们的。。。

#define SET_BIT(REG, BIT)     ((REG) |= (BIT))

#define CLEAR_BIT(REG, BIT)   ((REG) &= ~(BIT))

#define READ_BIT(REG, BIT)    ((REG) & (BIT))

#define CLEAR_REG(REG)        ((REG) = (0x0))

#define WRITE_REG(REG, VAL)   ((REG) = (VAL))

#define READ_REG(REG)         ((REG))

#define MODIFY_REG(REG, CLEARMASK, SETMASK)  WRITE_REG((REG), (((READ_REG(REG)) & (~(CLEARMASK))) | (SETMASK)))
lkl10800139
4楼-- · 2019-10-17 01:43
 精彩回答 2  元偷偷看……
Pony279
5楼-- · 2019-10-17 05:25
刚刚在封装STM32的USART的寄存器,写的时候没有留意太多,
因为有些寄存器是连续几位统一表示一个值的,然后我写的时候就随手用了BitFromTo。。。
然后。。。我发现当我想设置寄存器的时候我居然没有配套的宏来操作这东西。。。
我定义了这个。。。
enum USART_CR2{
...
, STOP = BitFromTo(13, 12) // stop bits
...
};
enum StopBits{
_1StopBit = BByte(00),    //一个停止位
...
}
虽然我的代码里有assignbs和assignb,但是都不适合用这些来解决,

写好的代码。。。我可不想删啊。。。再写个函数来支持这个吧,反正也能方便以后的寄存器封装
这个是用C++模板的方式写的,测试通过了

//说明:
//得到变量的连续几个位被赋值后的值,这个函数本身不会改变传入的变量的值
//参数:
// flag 变量
// bits 连续的几个位
// val 那几个位要被赋的值
//注意:
// val 不需要预先移位,这个函数和assignb的使用不同。
//示例:
// u16 a = 0; a = assignbs(a, BitFromTo(11, 4), 0x5a); //那么执行完后,a = 0x05a0;
template<class Flag_Type, class BITS, class V>
finline Flag_Type assignbs(Flag_Type flag, BITS bits, V val)
{ return assignb(flag, bits, (((Flag_Type)val)*((Flag_Type)( ((bits<<1)|bits) -(bits<<1) )))); }
Pony279
6楼-- · 2019-10-17 07:00
回复【12楼】Pony279:
---------------------------------
{ return assignb(flag, bits, (((Flag_Type)val)*((Flag_Type)( ((bits<<1)|bits) -(bits<<1) )))); }


这个算法貌似使用异或效果可能会更好一点呢,在编译器没法自动优化的时候,逻辑运算应该比加减要快一点吧。
{ return assignb(flag, bits, (((Flag_Type)val)*((Flag_Type)( ((bits<<1)|bits) ^ (bits<<1) )))); }

里面的
( (bits << 1) | bits) ^ (bits<<1))
是想得到连续的几个位中的最低位,
比如如果bits == BByte(00111000);
那么上面的式子到的就是
BByte(00001000)

一周热门 更多>