Question

我是ARM LPC2148微控制器的新手，也是StackOverflow的新手。我刚刚在其中一个评估板上看到了一段代码。我正在粘贴，因为它在下面。

端口引脚P0.19至P0.22映射到LCD的D4至D7。以下功能用于向以4位模式操作的LCD发送命令：

void LCD_Command(unsigned int data)     // This function is used to send LCD commands
{
 unsigned int temp=0;
 EN_LOW();                      // Set EN pin of LCD to to Low
 COMMAND_PORT();
 WRITE_DATA();

 temp=data;
 IO0PIN&=0xFF87FFFF;
 IO0PIN|=(temp & 0xF0) << 15;

 EN_HI();   // Give strobe by enabling and disabling En pin of LCD
 EN_LOW();

 temp=data & 0x0F;
 IO0PIN&=0xFF87FFFF;
 IO0PIN|=(temp) << 19;

 EN_HI();
 EN_LOW();
 while(Busy_Wait());
 Delay(10);
}

我的问题是：

变量＆＃34;数据＆＃34;已经是32位宽。以这种方式转移数据是否有效？编码器可以通过32位数据然后屏蔽（＆amp;）/ ORed（|）。或者还有其他影响吗？
如果我们使用unsigned char而不是unsigned int，我们是否在LPC21xx中保存任何内存？由于寄存器是32位宽，我不确定是否在内部进行了任何分段以节省内存。
有没有什么方法可以轻松地将8位数据映射到32位数据的8位部分之一？在上面的代码中，通过硬编码（<<15或<<19等）完成移位。我们可以避免这种硬编码并使用一些#defines来映射这些位吗？

Answer 1

如果我们使用unsigned char而不是unsigned int，我们是否在LPC21xx中保存任何内存？

仅在将它们存储到RAM中时，一旦优化器打开，这个小功能将无法执行。请注意，使用char类型可能会引入其他代码，以便正确处理溢出。

[...]我们可以避免这种硬编码并使用一些#defines来映射这些位吗？

易：

#define LCD_SHIFT_BITS 19

void LCD_Command(unsigned int data)     // This function is used to send LCD commands
{
 unsigned int temp=0;
 EN_LOW();                      // Set EN pin of LCD to to Low
 COMMAND_PORT();
 WRITE_DATA();

 temp=data;
 IO0CLR = 0x0F << LCD_SHIFT_BITS;
 IO0SET = (temp & 0xF0) << (LCD_SHIFT_BITS - 4);

 EN_HI();   // Give strobe by enabling and disabling En pin of LCD
 EN_LOW();

 temp=data & 0x0F;
 IO0CLR = 0x0F << LCD_SHIFT_BITS;
 IO0SET = temp << LCD_SHIFT_BITS;

 EN_HI();
 EN_LOW();
 while(Busy_Wait());
 Delay(10);
}

我也更改了针脚设置并清除为原子。

Answer 2

变量＆＃34;数据＆＃34;已经是32位宽。以这种方式转移数据是否有效？编码器可以通过32位数据然后屏蔽（＆amp;）/ ORed（|）。或者还有其他影响吗？



如果我们使用unsigned char而不是unsigned int，我们是否在LPC21xx中保存任何内存？由于寄存器是32位宽，我不确定是否在内部进行了任何分段以节省内存。

由于您使用的是32位MCU，因此减小可变大小不会使代码更快。它可能会使它变慢，即使你也可以通过这种方式节省几个字节的RAM。

然而，这些都是您不应该关注的微观优化。启用优化并将它们留给编译器。如果由于某种原因，未知的必须微观优化您的代码，那么您可以使用uint_fast8_t代替。它是一个至少为8位的类型，编译器将选择最快的类型。

在32位CPU上尽可能多地使用32位整数通常是一个好主意，以避免C语言中各种复杂的隐式类型提升规则引起的众多细微错误。特别是在嵌入式系统中，整数提升和类型平衡因引起许多微妙的错误而臭名昭着。（MISRA-C检查员可以帮助防范这种情况。）

有没有什么方法可以轻松地将8位数据映射到32位数据的8位部分之一？在上面的代码中，通过硬编码（＆lt;＆lt; 15或＆lt;＆lt; 19等）完成移位。我们可以避免这种硬编码并使用一些#defines来映射这些位吗？

一般来说，你应该避免＆＃34;魔术数字＆＃34;等等。不是出于性能原因，而是出于可读性。

最简单的方法是使用预制的寄存器映射表，如果你有一个编译器。如果没有，您必须手动#define注册：

#define REGISTER (*(volatile uint32_t*)0x12345678)
#define REGISTER_SOMETHING 0x00FF0000 // some part of the register

然后定义所有可能的值，例如

#define REGISTER_SOMETHING_X 0x00010000
#define REGISTER_SOMETHING_Y 0x00020000
...

REGISTER = REGISTER_SOMETHING & REGISTER_SOMETHING_X;
// or just:
REGISTER |= REGISTER_SOMETHING_X;

REGISTER = REGISTER_SOMETHING_X | REGISTER_SOMETHING_Y;
// and so on

或者，如果寄存器的一部分是可变的：

#define REGISTER_SOMETHING_VAL(val) \
  ( REGISTER_SOMETHING & ((uint32_t)val << 16) )
...
REGISTER = REGISTER_SOMETHING_VAL(5);

您可以通过多种方式编写此类宏以及使用它们的代码。专注于打开调用代码可读，没有＆＃34;魔术数字＆＃34;。对于更复杂的东西，请考虑使用内联函数而不是类似函数的宏。

对于嵌入式系统，如果所有寄存器部分都是通过一次访问写入，请考虑它是否有任何区别。在某些情况下，如果您不这样做，可能会遇到严重错误，具体取决于特定寄存器的性质。清除中断掩码等时需要特别小心。最好总是反汇编这些代码并查看最终的机器代码。

一般建议：

始终考虑结束，对齐和可移植性。您可能认为您的代码永远不会被移植，但可移植性可能意味着在其他项目中重用您自己的代码。

如果对任何形式的硬件或数据传输协议映射使用结构/联合，则必须使用static_assert以确保没有填充或其他对齐技巧。 Do not use struct bit-fields在任何情况下都可以！由于种种原因，它们很糟糕，无法在任何形式的程序中可靠地使用，尤其是嵌入式微控制器应用程序。

Answer 3

三个问题，许多编程风格。

此代码绝对是错误代码。没有原子访问权限......请帮助自己，不要将其作为参考。

变量“data”已经是32位宽。它有效吗......

没有其他影响。程序员在函数内部使用了额外的4byte局部变量。

如果我们使用unsigned char而不是unsigned int，我们是否在LPC21xx中保存任何内存？

通常，您只能在RAM中保存内存。大多数链接脚本将数据对齐为4或8个字节。当然，您可以使用结构来绕过RAM和Flash。如需考虑：

// ...
struct lala {
   unsigned int  a  :12;
   unsigned int  b  :20;
   long          c;
   unsigned char d;
};
const struct lala l1;   // l1 is const so it lives in Flash.
// Also l1.d is 8byte long ;)
// ...

最后一个问题将我们带到问题3。

有没有什么方法可以轻松地将8位数据映射到32位数据的8位部分之一？ ...

恩智浦的LPC2000是一个小端CPU see here for details。这意味着您可以以成员适合您要访问的内存位置的方式创建结构。要实现这一点，您必须先放置低内存地址。例如：

// file.h
// ...
#include <stdint.h>
typedef volatile union {
   struct {
      uint8_t  p0  :1;
      uint8_t  p1  :1;
      uint8_t  p2  :1;
      uint8_t  p3  :1;
      ...
      uint8_t  p30 :1;
      uint8_t  p31 :1;
   }pin;
   uint32_t port;
}port_io0clr_t;
// You have to check it make sure

// Now we can "put" it in memory.
#define REG_IO0CLR    ((port_io0clr_t *) 0xE002800C)
   //!< This is the memory address of IO0CLR in address space of LPC21xx

现在我们可以使用REG_IO0CLR指针。例如：

// file.c
// ...
int main (void) {
   // ...
   REG_IO0CLR->port = 0x0080;   // Clear pin P0.7
   // or even better
   REG_IO0CLR->pin.p4 = 1;      // Clear pin p0.4
   // ...

return 0;
}

在ARM中使用32位数据类型和8位数据类型

3 个答案: