嵌入式杂记 -- MCU的大小端模式

在进行MCU开发的时候，我们需要注意MCU的数据存储模式，在嵌入式中有两种不同的存储模式，分别是 大端模式和小端模式。

大端模式

所谓的大端模式，意思就是高字节的数据存储在低位，低字节数据存储在高位。具体的表示方式如下图所示

小端模式

所谓的小模式，意思就是低字节的数据存储在低位，高字节数据存储在高位。具体的表示方式如下图所示

大小端模式测试

针对不同的MCU，我们都需要分清其数据的存储方式，如果存储方式不对，那么在不同的MCU之间进行通信时，就会因为数据格式的不对导致通信错误。那么当我们拿到一个MCU后，又该如何知道其存储模式呢，我们可以使用C语言中的联合体进行区分。

联合体概念

联合体是C语言中的一种数据结构，它的定义方式跟结构体类似，但是跟结构体不同的是，联合体中的所有成员变量都使用同一块存储空间，存储空间的大小由联合体中最大的成员变量的数据类型决定。

union test
{
	unsigned char a;
	unsigned short b;
	unsigned int c;
};
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在上面的程序中，定义了一个联合体，里面有3个成员变量，因为联合体中的成员变量是共用同一个存储空间的，所以上面的联合体中的存储空间就由最大的成员变量决定，也就是unsigned int类型。

MCU大小端模式测试

对于市面上的常用MCU，Crotex-M系列的MCU其存储格式是小端模式，而51内核的MCU其存储格式是大端模式，这两种MCU我们都可以使用Keil软件进行测试。

大端模式测试

要测试大端模式，我们需要先安装Keil的C51编译器，安装好之后我们打开软件。编写一段测试程序。

union test
{
	unsigned char mychar[4];
	unsigned long mylong;
};
  

void main()
{
	union test test1;
	
	test1.mychar[0] = 0x12;
	test1.mychar[1] = 0x34;
	test1.mychar[2] = 0x56;
	test1.mychar[3] = 0x78; 
	
	
}


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测试程序编写好之后，我们打开Keil的软件仿真界面
我们打开Options for Target->Debug->Use Simulator


配置好之后，点击仿真按键进入仿真模式

从keil的变量地址中我们可以看到，mychar[0]的值为0x12，但是在mylong变量中，0x12被放到了高位，所以从上面测试可以看出，C51内核的MCU是大端模式

小端模式测试

小端模式的测试跟大端模式的测试差不多，但是要安装Keil的ARM编译器。安装好之后我们打开软件，编写一段测试程序。

union test
{
	unsigned char mychar[4];
	unsigned int myint;
};
  

void main()
{
	union test test1;
	
	test1.mychar[0] = 0x12;
	test1.mychar[1] = 0x34;
	test1.mychar[2] = 0x56;
	test1.mychar[3] = 0x78; 
	
	
}
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测试程序编写好之后，我们打开Keil的软件仿真界面
我们打开Options for Target->Debug->Use Simulator

从keil的变量地址中我们可以看到，mychar[0]的值为0x12，在myint变量中，0x12被放到了低位，所以从上面测试可以看出，Crotex-M内核的MCU是小端模式。

大小端模式转换

对于需要在不同架构的MCU之间进行通信的场景来说，通常都需要进行大小端的转换，下面就给出常用的大小端转换的代码

static unsigned int little1,big1,little2,big2;
unsigned int swap_unsigned_int(unsigned int in_32)
{
	unsigned int out_32;
	
	out_32 = ((in_32 & 0xFF) << 24) | (((in_32 >> 8) & 0xFF) << 16) | (((in_32 >> 16) & 0xFF) << 8) | (((in_32 >> 24) & 0xFF));
	
	return out_32;
}

void main()
{
	// 大端转小端
	big1 = 0x78563412;
	little1 = swap_unsigned_int(big1);
	
	// 小端转大端
	little2 = 0x12345678;
	big2 = swap_unsigned_int(little2);
}

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