干貨|手把手教你寫單片機的結(jié)構(gòu)體

西北望msm66g9f 2021-09-18

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摘要：聽說還有好多學(xué)單片機的小伙伴不會用結(jié)構(gòu)體？指針和結(jié)構(gòu)體是學(xué)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(xué)不到精髓，只能完成一些低級的項目?？吹枚Y(jié)構(gòu)體并且能夠靈活運用結(jié)構(gòu)體才能說你入門了單片機。本篇將以最通俗的方式結(jié)合STM32單片來講講結(jié)構(gòu)體的運用。解決你學(xué)完C語言、考過了計算機二級還是看不懂單片機結(jié)構(gòu)體的苦惱。寶藏文章，記得點贊轉(zhuǎn)發(fā)收藏。

大家知道指針和結(jié)構(gòu)體是單片機的難點，所以就去學(xué)習(xí)C語言，找視頻看書......

這里面每一個視頻的播放量都非常高。對于單純的學(xué)習(xí)C語言，這里講的很清楚?？赐昴悴唤谙旅嬖u論一句：哇！講的真的太清楚了吧！但是等你真正的學(xué)單片機的時候，你會發(fā)現(xiàn)我不是學(xué)過C語言嗎？計算機二級我也過了?。≡趺催@個指針和結(jié)構(gòu)體都不懂??？難道我學(xué)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并沒有去講解。因為教育機構(gòu)默認你是知道的，所以在講流水燈時他們并不會講解GPIO初始化這個結(jié)構(gòu)體，因為默認你是知道如何操作的。

申明一個GPIO_InitTypeDef的結(jié)構(gòu)體，然后在LED_Init(void)函數(shù)中定義一個GPIO_InitStructure的變量GPIO_InitStructure，那么這個變量就可以設(shè)置這個GPIO_InitTypeDef的結(jié)構(gòu)體中的成員。這里先做了解，請接著往下看。

1、為什么需要結(jié)構(gòu)體

這里先不說什么是結(jié)構(gòu)體，說說為什么需要結(jié)構(gòu)體？只有知道為什么需要，才能按照你的需要去學(xué)習(xí)，這樣效率才會高。你才知道在什么情況下我們需要寫一個結(jié)構(gòu)體，怎么樣去用結(jié)構(gòu)體。

這里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。然后這四個各個傳感器還有設(shè)置報警的閾值范圍。

一般都是這樣寫

#include 'sys.h'
#include 'delay.h'
#include 'usart.h'

/*記錄傳感器的數(shù)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(dāng)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

然后過了幾天又增加了個一氧化碳傳感器

然后過了幾天，每個傳感器還需要加個是否正常工作的標(biāo)志位

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

然后又增加了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......

在項目剛開始做的時候如果不能未雨綢繆，接著干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...

2、結(jié)構(gòu)體閃亮登場

然后搞C語言那幫家伙就造了個功能struct

1、結(jié)構(gòu)體就是可以把變量包含到里面的東西

struct就代表要定義一個結(jié)構(gòu)體，sensors是這個結(jié)構(gòu)體的名字，然后是一個大括號 { }

大括號里面就隨意定義變量啦~

怎么使用里面的變量呢?

注意結(jié)構(gòu)體是一個數(shù)據(jù)類型就像是int和char一樣的這種類型

既然是一種數(shù)據(jù)類型，那么就可以用這個數(shù)據(jù)類型定義變量

定義一個該結(jié)構(gòu)體的變量

為啥要那樣子定義啊？

答：你去問造C語言的那幫家伙去！問問他們?yōu)樯兑O(shè)計成這樣子！

然后操作結(jié)構(gòu)體變量里面的成員變量。當(dāng)我們定義好結(jié)構(gòu)體變量后，在初始化變量里面的成員變量時就會自動出現(xiàn)結(jié)構(gòu)體里面的成員變量，如果這個代碼是你一個一個敲出來的話，你就會感嘆結(jié)構(gòu)體在單片機中是那么的奇妙！

有人會問為啥是結(jié)構(gòu)體變量中間加個點？

答：你去問造C語言的那幫家伙去！問問他們?yōu)樯兑O(shè)計成這樣子。

2、其實定義結(jié)構(gòu)體變量可以下面這樣子

也可以定義多個

發(fā)現(xiàn)了沒，每個結(jié)構(gòu)體變量都是單獨擁有結(jié)構(gòu)體里面的全部成員變量。

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(jié)構(gòu)體的話只需要再定義一個結(jié)構(gòu)體變量即可。

但是很多時候我們在單片機中見到的結(jié)構(gòu)體并不是上面那樣定義的，而是在前面加了一個typedef 關(guān)鍵字。

這樣的例子在庫函數(shù)的頭文件中我們經(jīng)常會看到如下結(jié)構(gòu)體

3、typedef關(guān)鍵字

先看一下百度百科對typedef的定義

總結(jié)一句就是：typedef可以把一個數(shù)據(jù)類型取一個別的名字

typedef {數(shù)據(jù)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，我這里只是舉一個例子。

4、結(jié)構(gòu)體的精髓

注意下:

1、下面的代表了這個結(jié)構(gòu)體數(shù)據(jù)類型

2、給這個數(shù)據(jù)類型起一個別名

注意是三部分, typedef {數(shù)據(jù)類型} {別的名字}。所以sensor就代表了這個結(jié)構(gòu)體了。

建議初學(xué)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(jié)構(gòu)體中的用法了，也能很快的記住結(jié)構(gòu)體這個東東。

3、以后定義結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)體變量了，只需要sensor sen；即可。

4、結(jié)構(gòu)體名字可以省略

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

5、結(jié)構(gòu)體的變量可以放任何變量

1、結(jié)構(gòu)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 
 //打印p代表的地址里面的值(其實就是打印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(dāng)然是賦值的是一個地址。

2、結(jié)構(gòu)體變量可以放任何變量(函數(shù)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(shù)指針變量，所以給函數(shù)指針變量賦值時當(dāng)然是賦值的也是地址，并且還要是一個函數(shù)的地址，而一個函數(shù)的函數(shù)名就是該函數(shù)的地址。所以才會有下面的把函數(shù)function();的地址function賦值給函數(shù)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(jié)構(gòu)體變量可以放任何變量(結(jié)構(gòu)體變量)

這就是結(jié)構(gòu)體嵌套，在一個結(jié)構(gòu)體內(nèi)包含了另一個結(jié)構(gòu)體作為其成員。當(dāng)出現(xiàn)結(jié)構(gòu)體嵌套時，必須以級聯(lián)方式訪問結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)體變量可以放任何變量(結(jié)構(gòu)體指針)

結(jié)構(gòu)體是一個數(shù)據(jù)類型。數(shù)據(jù)類型當(dāng)然也可以定義對應(yīng)的指針變量啦。

就像是int 類型可以定義 int *p; 一樣

所以當(dāng)大家如果發(fā)現(xiàn)你的代碼中結(jié)構(gòu)體是通過—>訪問的話，那么這個結(jié)構(gòu)體變量一定是指針類型的變量。同理如果代碼中結(jié)構(gòu)體是通過.訪問的話，那么這個結(jié)構(gòu)體變量就不是指針變量，而是一般的變量。

總結(jié)：到這里結(jié)構(gòu)體在單片機中的應(yīng)用你已經(jīng)掌握的差不多了，大家可能感覺本期講的內(nèi)容太簡單了，不過只有你把這個簡單的基礎(chǔ)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。