Views: 2145
Какие задачи нам позволяют решать структуры и объединения?
Для разработчика встроенных систем эффективность и компактность кода всегда на первом месте. Если программировании на Ассемблере ты сам определяешь как и где располагаются данные, то при программировании на Си надо позаботиться, что бы объяснить компилятору как ты хочешь, что бы данные были расположены. Для чего это надо, в первую очередь, для удобства обработки и обращения к данным.
Например, мне необходимо, чтобы данные были расположены последовательно в памяти. Для этого я опишу структуру, например:
// struct { int16_t s_CLt; // данные в формате 16 байт со знаком int16_t s_tNd; // int16_t s_rEL; // uint8_t s_SEc; // данные в формате 8 байт без знака (только положит значение) uint8_t s_Nin; // unsigned Accident :2; // данные в формате 2 байта без знака (только положит значение) unsigned Freezing :1; // данные в формате 1 байта }EE; // данные подлежащие хранению в еепром //
Это будет гарантировано, что данные в памяти будут расположены последовательно и займут 9 байт (если система процессора микроконтроллера 8 битная) или 6 слов (если 16 битная). Один дополнительный байт будут занимать две переменные описанные как Accident и Freezing, они займут соответственно 0 – 1 байт (Accident ) и 2 байт (Freezing).
Обратиться т.е записывать данные и читать можно таким образом, например:
// // Для записи EE.s_CLt = 4562; EE.Accident = 2; // Для чтения temp = EE.s_CLt; temp1 = EE.s_Nin; //
Со структурами struct все довольно понятно, это расположение данных последовательно в памяти и удобный доступ к ним, особенно, если надо писать какие-то флаги управления и потом данные “скопом” передавать через какой либо интерфейс на другое устройство. Но часто возникает необходимость например иметь представление одних и тех же данных и в виде байта (или слова) и в виде бит. Как это сделать, для этого в Си есть гибкий механизм объединения union.
Например, для передачи данных через последовательный порт нам необходимо иметь доступ к данным ка к байту, а для эффективности управления флагами управления содержащимся в этом байте, и меть доступ как к биту. Вот такой фокус и позволяют делать объединения. Еще раз структуры последовательно располагать данные в памяти, объединения описывать одни и те же данные разными именами и при этом разными типа данными.
Например, мы имеем структуру данных:
// struct { int16_t s_CLt; // данные в формате 16 байт со знаком uint8_t s_SEc; // данные в формате 8 байт без знака (только положит значение) unsigned Accident :2; // данные в формате 2 байта без знака (только положит значение) unsigned Freezing :1; // данные в формате 1 байта }EE; // //
Визуально это выглядит так:
Вся структура занимает 4 байта. EE.s_CLt занимает 2 байта, EE.s_SEc занимает 1 байта, переменные Accident, Freezing (два и и один байт) будут размещены в 4 байте.
Теперь нам, например, необходимо работать с битами переменной s_CLt, можно конечно использовать операциями с битами, например, нам надо контролировать состояние бита 0 в этой переменной мы, можем вычислить так, выполняем побитовое “&” с переменной и в зависимости от состояния операции выполняет если true или falce:
// if(EE.s_CLt & 0b0000000000000001) ******; else *******; //
Но можно каждому биту присвоить свое имя, это улучшает понимание программы и не рисвоать, что нарисовано выше например писать просто так:
// if(EE.FLED1) ******; else *******; //
Где EE.FLED1 мы дали имя биту 0 переменной EE.s_CLt, как это сделать? В нашу структуру надо внедрить объединение. Структуры и объединения можно как угодно комбинировать для всевозможного описания данных в памяти для удобной последующей обработки. В нашем варианте это будет выглядеть так:
// struct { //- union { int16_t s_CLt; // данные в формате 16 байт со знаком struct { unsigned FLED1 :1;// название бита 0 unsigned FLED2 :1;// название бита 1 unsigned FLED3 :1;// название бита 2 //***** }; }; uint8_t s_SEc; // данные в формате 8 байт без знака (только положит значение) unsigned Accident :2; // данные в формате 2 байта без знака (только положит значение) unsigned Freezing :1; // данные в формате 1 байта }EE; // //
Переменную s_CLt мы помещаем, в обеднение в котором находиться эта переменная и новая внутренняя структура. Название ни объединению, ни структуре мы не даем. В этом варианте мы сможет обращаясь, например, к EE.FLED1 контролируя или изменяя состояние бита 0 переменной EE.s_CLt.
Как это выглядит визуально.
Еще раз к пониманию структур, это возможность “объяснения” компилятору, что данные надо расположить в памяти последовательно. А к пониманию объединений, что данные одни и те же могут иметь разное название. Надеюсь я смог “на пальцах” объяснить эти гибкие особенности Си.
И для окончания, например, мне необходимо обработать эти 4 байка как одно 32 битное слово, как это сделать? Это сделать просто если нашу структур поместить в объединение и добавит в ней нашу 32 битную переменную:
union { struct { //- union { int16_t s_CLt; // данные в формате 16 байт со знаком struct { unsigned FLED1 :1;// название бита 0 unsigned FLED2 :1;// название бита 1 unsigned FLED3 :1;// название бита 2 //***** }; }; uint8_t s_SEc; // данные в формате 8 байт без знака (только положит значение) unsigned Accident :2; // данные в формате 2 байта без знака (только положит значение) unsigned Freezing :1; // данные в формате 1 байта }; uint16_t s_32bit; // в ней все наши биты }EE; //
Теперь при необходимости можно обратиться к переменной EE.s_32bit и получить все данные или изменить одной операцией.
Визуально это можно представить так:
Файлы для загрузки
Просто о структурах и объединениях в Си 343.32 KB 165 downloads
Проект с примером организации данных ...Это может быть интересно
- УКВ – радиоприем, часть 2Views: 6188 Пришло свободное время решил вторую часть проекта реализовать (правда есть мысль и третью с использование цветного OLED и функцией ch-светомузыки, но это только задумка… Для понимания функций интегрального …
- I2C MODULE – PIC18F25K42 Device ID Revision = A001Views: 1061 I2C MODULE Обход ошибок в версии I2C MODULE – PIC18F25K42 Device ID Revision = A001 В Серии K42 применен совершенно новый модуль шины I2C, который позволяет поддерживать все …
- Moving average – скользящее среднееViews: 2202 Скользящая средняя, скользящее среднее (англ. moving average, MA) — общее название для семейства функций, значения которых в каждой точке определения равны среднему значению исходной функции за предыдущий период. Скользящие средние обычно используются с данными временных рядов для сглаживания …
- Проект с использованием MCC часть 02Views: 2255 Когда мы запустили конфигуратор, самое главное понять, что с этим делать и как проверить, то что мы делаем работает или нет. Для начала настроим регистры конфигурации микроконтроллера и настроем …
- Защита датчиков температуры DS18B20 от статического электричестваViews: 1812 Статья перепечатана с сайта http://svetomuzyka.narod.ru При удалении датчика на большие расстояния возникает опасность наведения импульсов высокого напряжения на кабель, который соединяет датчик с контролером. Если не принимать меры защиты, …
- Проект с использованием MCC часть 05Views: 1871 Эту часть назовем так как избавься от delay, там где а это реально не надо. Для это нам потребуется научиться использовать прерывания и работать с таймерами. Что такое …
- Дифференциальный терморегуляторViews: 3980 Дифференциальный терморегулятор ch-3020 Назначение. Ch-c3020 представляет собой дифференциальный терморегулятор. Основное назначение солнечные системы горячего водоснабжения, а также вентиляционные системы управление притоком свежего воздуха. Контроллер позволяет работать пяти режимах. …
- Мультимедийная сеть – AVC-LAN TOYOTAViews: 5679 AVC LAN – протокол обмена данными мультимедийных систем автомобиля. Кодирование данных. При кодировании различаться три типа данных : преамбула – её назначение, это сообщение устройствам на шине, что начинается передача данных. …
- LCD индикаторы на драйвере ML1001Views: 1854 ML1001 – статический LCD GOG (чип в стекле) драйвер для 40-сегментного LCD в позолоченном противоударном исполнении. На них можно каскадно строить цельные из 80 или 120 сегментов LCD индикаторы. …
- WiFi ESP8266 – AT команды связанные с функцией TCP/IP (v.1.6.1)Views: 5008 AT команды связанные с функцией TCP/IP В этом разделе описаны команды которые позволяют устанавливать соединения между серверами и клиентами в сети. Приведено описание команд и примеры их выполнения. …