Visits: 2128
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
- Real-time music visualization technologyVisits: 78 Music visualization technology in real time (RTMV-technology). Я не музикант і я не маю спеціальної музичної освіти, я інженер розробник вбудованих систем. Але моє хобі розроблення технології візуалізації …
- DS18B20 – удаленный контроль температурыVisits: 3007 Контроль температуры с использованием датчиков температуры DS18B20 и платы ILLISSI-4B-09-primum Проект позволяет подключать к плате ILLISSI-4B-09-primum до 16 датчиков температуры DS18B20, удаленных более 300 метров, и выводить информацию …
- TDA7294 part 1Visits: 197 TDA7294 має унікальні дані для створення підсилювачів звукової частоти HI-FI класу. Варіант застосування є конфігурація BRIDGE (мостова схема включення), де використовуються два TDA7294, як показано на схематичній діаграмі …
- MPLAB® Code Configurator and EncoderVisits: 1389 Еще раз про энкодер… Для некоторых приложений очень удобно и экономически выгодно, для настройки и управления использовать энкодер. Такие энкодеры имеют строенную тактовую кнопку которую можно применить для выбора …
- Analog-to-Digital Converter with Computation Technical BriefVisits: 1208 Аналого-цифровой преобразователь с вычислительным модулем. ВВЕДЕНИЕ Аналого-цифровой преобразователь (ADC) с вычислительным модулем (ADC2) в 8-разрядном микроконтроллере Microchip имеет встроенные вычислительные функции, которые обеспечивают функции пост-обработки, такие как передискретизация, …
- MPLAB® Harmony – или как это просто! Часть 2.Visits: 2642 Часть вторая – Первая программа на PIC32. Музыкальная тема к статье, слушаем: Для начала изучения PIC32 надо иметь или демоплату или самому её изготовить имея микроконтроллер. Начнем из …
- TDA7294 part 2Visits: 210 Це друга частина проекту TDA7294, початок дивись тут. Тут ви знайдете повністю проект високоякісного підсилювача на TDA7294, схема, 3D моделі, гербер файли для виготовлення друкованої плати. І звичайно …
- TM1650 драйвер LED семисегментного индикатораVisits: 17673 Китайский производитель Shenzhen Titan Micro Electronics Co., Ltd. Выпускает широкую линейку драйверов управления светодиодными дисплеями, которые позволяют разгрузить микроконтроллер для основной работы, главная особенность этих драйверов не только …
- MPLAB X IDE – управление проектамиVisits: 893 Среда MPLAB X IDE позволяет оперативно работать с несколькими проектами, например, если у вас в работе несколько проектов: Для того чтобы переключиться достаточно выбрать другой проект: Для выбора …
- Одноканальный емкостной сенсор – AT42QT1012Visits: 2313 Описание сенсора [wpdm_file id=242] Незаконченный проект, так-как сенсор не оправдал своего назначения, не рекомендую, просто выброшенные деньги. Особенности. • Количество сенсоров – один, режим переключения ( touch-on/touch-off ), а также программируемая …