Kinetis单片机——结构体相关

最新推荐文章于 2025-01-31 07:56:37 发布

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分类专栏： Kinetis单片机文章标签：单片机

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本文介绍了Kinetis单片机中UART0的寄存器结构体及其宏定义，讲解了如何使用结构体声明、定义及通过指针访问结构体成员。特别强调了在单片机头文件中，使用`typedef`和`volatile`关键字定义寄存器结构的重要性，并解析了如何通过基址转换为结构体指针，以便于访问和操作寄存器。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

typedef struct UART0_MemMap {
  uint8_t BDH;            /**< UART Baud Rate Register High, offset: 0x0 */
  uint8_t BDL;            /**< UART Baud Rate Register Low, offset: 0x1 */
  uint8_t C1;             /**< UART Control Register 1, offset: 0x2 */
  uint8_t C2;             /**< UART Control Register 2, offset: 0x3 */
  uint8_t S1;             /**< UART Status Register 1, offset: 0x4 */
  uint8_t S2;             /**< UART Status Register 2, offset: 0x5 */
  uint8_t C3;             /**< UART Control Register 3, offset: 0x6 */
  uint8_t D;              /**< UART Data Register, offset: 0x7 */
  uint8_t MA1;            /**< UART Match Address Registers 1, offset: 0x8 */
  uint8_t MA2;            /**< UART Match Address Registers 2, offset: 0x9 */
  uint8_t C4;             /**< UART Control Register 4, offset: 0xA */
  uint8_t C5;             /**< UART Control Register 5, offset: 0xB */
} volatile *UART0_MemMapPtr;

/* UART0 - Peripheral instance base addresses */
/** Peripheral UART0 base pointer */
#define UART0_BASE_PTR                 ((UART0_MemMapPtr)0x4006A000u)

#define UART0_C2                       UART0_C2_REG(UART0_BASE_PTR)

#define UART0_C2_REG(base)             ((base)->C2)

以上代码段是KL05中UART0的寄存器结构体，以及一些用到的宏定义，这种定义方式在官方给的MKL05Z4.h文件中很常用，我在这里举出一个例子进行说明。

首先说明一下结构体：
结构体在定义之前，首先要建立结构声明，然后再定义结构变量，如下程序：

struct book{
    char titile[40];
    char author[20];
    float value;
};

struct book library, * ptbook;

首先建立了一个结构布局，标记名为book，然后定义了一个使用struct book结构布局的结构变量library，并且定义了一个 指向struct book结构类型的指针 ptbook。
&为地址运算符：后跟一个变量名时，&给出该变量的地址。
* 为地址运算符：后跟一个指针名或地址时，* 给出储存在指针指向地址上的值。

ptbook = &library;

和数组不同，结构名并不是结构体的地址，因此要在结构名前面加上&运算符。
当我想用指针访问结构体成员时，可以有两种方法：

第一种：使用->运算符。
->运算符叫做“指向结构体成员运算符”，一个指针当用来指向一个结构体时，称之为结构体指针。结构体指针中的值是所指向的结构体的首地址。通过结构体指针即可访问该结构体。
即如果ptbook == &library，那么ptbook->value即是library.value。

第二种：采用如下方式进行替代

library.value == (*ptbook).value

本文开头所提到的结构体定义是利用typedef将UART0_MemMapPtr定义成一个指向UART0_MemMap结构类型的数据指针，在这里需要注意的是：UART0_MemMapPtr并不是一个变量，而是一个数据类型，类似于char，int的那种，所以之后可以利用UART0_MemMapPtr进行强制数据类型转换。

volatile * UART0_MemMapPtr；表示声明一个指向volatile型变量的指针，即该结构体中的寄存器都定义为volatile型的，这种用法常用于单片机头文件中定义寄存器使用。
我们可以看到头文件中一般还有如下定义：

/* UART0 - Peripheral instance base addresses */
/* Peripheral UART0 base pointer */
#define UART0_BASE_PTR                 ((UART0_MemMapPtr)0x4006A000u)

#define UART0_C2                       UART0_C2_REG(UART0_BASE_PTR)

#define UART0_C2_REG(base)             ((base)->C2)

((UART0_MemMapPtr)0x4006A000u)这句将0x4006A000这个数值强制装换为一个UART0_MemMap的一个指针。本质：从0x4006A000地址开始，为一个UART0_MemMap结构体！
0x4006A000u应该是系统UART0用的固定的基址，所以将其首先强转为指针，然后再定义成可读性强的base_pointer 宏。
而UART0_C2则表示：(UART0_BASE_PTR)->C2，即结构体中的C2寄存器，这就是头文件中寄存器定义的方法。