单片机之从C语言基础到专家编程 - 4 C语言基础 - 4.11函数

在单片机开发中，一般使用C语言进行编程，C语言提供了一种结构化的编程方法，能有效地管理和控制硬件资源。函数是C语言中的一个基本构建块，它允许开发者将程序分解成更小、更易于管理的部分。

1 函数的基本概念

1）定义

函数是一段执行特定任务的代码块，它可以接受输入（称为参数），并可以返回一个结果。函数的主要目的是提高代码的可重用性和模块性。

2）声明

函数在使用前必须被声明。声明通常包括函数的返回类型、函数名和参数列表。这告诉编译器函数的存在，其具体实现可以在别处。

和变量类似，一般在源文件中对函数进行定义，在头文件中对需要对外提供的函数进行声明，如某函数不需要对外提供，但又需要在其他函数中提前使用，请在源文件头部对函数进行声明。

3）调用

当需要执行函数中的代码时，会进行函数调用。调用函数时，需要按照声明时的参数列表提供相应的参数。

4）参数

函数可以有参数，这些参数为函数提供了执行操作所需的数据。参数在函数调用时指定，并在函数执行期间使用。为了编译器的兼容性，如果函数没有参数，也最好将参数类型设为void。

5）返回类型

函数可以有一个返回类型，指定了函数执行完成后返回给调用者的数据类型。如果函数不返回任何值，则其返回类型为void。

2 函数在单片机开发中的应用

在STM32等单片机开发中，函数的使用非常广泛，例如：

1）标准库函数

STM32提供了一套标准库，里面提供了单片机底层硬件的访问和控制，如GPIO、FLASH、IIC、USART等，如在stm32f10x_gpio中，GPIO_SetBits用于将某GPIO口的引脚电平拉高（置1，输出高电平），GPIO_ResetBits用于将某GPIO口的引脚电平拉低（置0，输出低电平）。

2）硬件抽象层（HAL）函数

STM32提供了一套硬件抽象层库，这些库的函数简化了对底层硬件的访问和控制。例如，HAL_GPIO_TogglePin()函数用于切换GPIO引脚的状态。

3）中断服务例程（ISR）

中断服务例程是特殊的函数，用于响应硬件中断。例如，当外部设备（如按钮）生成中断信号时，相应的ISR会被执行，以处理该中断。

4）用户定义函数

开发者可以定义自己的函数来执行特定的任务，比如数据处理、通信协议的实现等。这些函数增加了代码的模块性和可读性。

5）回调函数

在某些异步操作中，可以使用回调函数来处理完成后的事件。例如，在完成异步串行通信后，可以通过回调函数来处理接收到的数据。

3 函数的好处

1）可重用性

通过函数，可以将常用的代码封装起来，以便在多个地方重用，减少代码冗余。

2）模块化

函数允许开发者将复杂的程序分解成更小的、易于管理的单元，每个单元执行特定的任务。

3）易于维护

当程序逻辑需要更改或修复时，有了函数划分，开发者只需关注与问题相关的部分，而不必梳理整个程序代码。

4 函数的语法结构

返回类型 函数名(参数声明)

{

​ 函数体;

}

返回类型：void、char、unsigned char、int、unsigned int、float、double、uint8_t、uint16_t、uint32_t等

函数名：由英文字母、数字、下划线组成。函数名的起始位只能为字母或下划线

参数声明：可以是多个参数或void

函数体：由多个语句或代码段组成。

5 函数的使用举例

1）标准库函数的使用

#include "stm32f10x.h"
#include "stdbool.h"

#define LED_DEBUG_PORT				GPIOA
#define LED_DEBUG_PIN				GPIO_Pin_10

void LED_DebugSetOn(void) 
{
	GPIO_SetBits(LED_DEBUG_PORT , LED_DEBUG_PIN);			// 打开
}

void LED_DebugSetOff(void) 
{
	GPIO_ResetBits(LED_DEBUG_PORT , LED_DEBUG_PIN);			// 关闭
}

void LED_DebugSet(bool value) 
{
	if(value == false)
	{
		GPIO_ResetBits(LED_DEBUG_PORT , LED_DEBUG_PIN);			// 关闭
	}	
	else
	{
		GPIO_SetBits(LED_DEBUG_PORT, LED_DEBUG_PIN);			// 点亮
	}	
}


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2）自定义函数的使用

void DELAY_1us(void)
{
	uint32_t ticks;
	
	//MCU执行1us所走的时钟步数
	ticks = (SystemCoreClock / 1000000);
	//非精确延时等待
	while (ticks--);
}

void DELAY_Nus(uint16_t nus)
{
	 while(nus--)
	 {
		  DELAY_1us();
	 }
}

void DELAY_1ms(void)
{
	for (int i = 0;i < 1000; i++)
	{
		  DELAY_1us();
	}
}
 
void DELAY_Nms(uint16_t nms)
{
	 while(nms--)
	 {
		  DELAY_1ms();
	 }
}
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