每节课都是一个项目 手把手用STM32打造联网气象站-2-从点灯到volatile

1. 抛出问题

在学习C语言，或者面试C语言的时候，常常会遇到这样一个问题：

请解释一下volatile关键词的含义，以及它起到什么作用？

百度出来的答案往往是这样的

但是这个答案究竟在代码中起到什么作用？有什么意义？

2. 背景介绍

我们知道单片机代码中，一般有两种方式：带系统的和不带系统的。在稍微简单一些的项目，或者对时序要求很高的项目中，多采用不带系统的方式开发。在带有4G NBIOT 这些通信应用的项目中，由于往往会用到多个线程进行同步，采用带系统的居多。

不带系统的代码包含初始化部分和大循环部分。

在这个简单点灯代码中，初始化部分，完成了LED的初始化。大循环部分，不断调用LED(ON)和LED(OFF)，中间加上SOFT_DELAY的延时，实现LED点亮和熄灭的效果。

SOFT_DELAY是通过Delay函数来定义的。

而Delay函数中，用到了__IO, 也就是volatile关键词修饰的变量。

下面问题来了：如果去掉这个volatile关键词修饰，LED闪烁频率会如何？

动画1：LED快速闪烁的效果

 

动画2：LED闪烁速度明显变慢

下面，具体的问题来了：

动画1和动画2中的代码，唯一的改变就是：其中一个注释掉了__IO，请问具体是哪一个注释掉了IO?快的那个，还是慢的那个？

3. 分析与解答

要回答这个问题，显然不能靠猜测。我们需要深入理解volatile关键词究竟起到什么作用才行。

当C编译器看到volatile关键词修饰的变量时，它就会知道，这个变量的值是常常会发生变化的(volatile英文含义为易变的)。因此，它就会试图从内存中，去操作和读取这个变量。而当这个词没有被修饰时，它会从寄存器中，直接操作这个变量。

由于寄存器的操作读取速度是大于内存操作读取速度的，因此当去掉关键词volatile之后，就会提高灯闪烁频率。

因此，闪灯慢的是volatile, 闪灯快的不带volatile。

4. 进一步探讨：编译优化

当我们在编译时，选择不同的优化选线，可能会导致LED闪烁频率变化。但是在实际测试中，肉眼并未发现具体的变化，估计可能需要用示波器才能够看出波形的变化。在这里就不展开了。可以从下面的链接进一步查看。

keil优化等级影响STM32 GPIO速度变化 - 知乎 (zhihu.com)

 5. 题外话-学习嵌入式的正确姿势

很多人觉得，多敲代码就可以提高学习嵌入式的效率。如果多敲代码能够改善学习效率的话，那最好的程序员应该是打字员。

学习嵌入式或者其他编程技术的最佳方式是：

1. 多做实验，将不同的代码功能实际运行一下，看看效果；

2. 多做代码整理：实验好的结果，一定要有条不紊的整理好，特别是代码模块的接口尽量单独列出来；

3. 多做代码复用：好的工程师是敲代码快么？不是的。好的工程师是在大脑里，还有电脑里，建议了很多功能模块，遇到问题后，可以非常方便的拿出模块，解决问题。学习编程的路径，不仅仅是学习语言，或者学习驱动，而是不断积累功能模块，并把功能模块反复复用，解决问题。

关注我，手把手带你完成智能气象站的设计。

  现在就动手，把对应工程编译下载试试看吧。

(24条消息) led点灯代码。代码简单，主要用来验证开发环境。开发环境采用vscode+keil，详见博文-嵌入式文档类资源-优快云文库

纸上得来终觉浅,绝知此事要躬行！

接下来会一步一步带你完成家庭气象站的开发工作，敬请收藏关注，以免下次找不到了。