《 C 語言的一些“騷操作”及其深層理解》之巧取數值的各位數碼與 printf 的實質與使用技巧
一、取出數值的各位數碼
在實際項目中,我們經常需要提取一個數值的某些位的數碼,比如用數碼管來顯示數值或將一個數值轉成字符串,都會涉及到這一操作。
那如何實現這一操作呢?雖然這個問題看似很簡單,但提出這一問題的人還不在少數。請看下面的函數。
它的主要操作就是除法和取余。這個函數只是取出一個整型數各位的數碼,那浮點呢?其實一樣的道理,請看下面函數(我們默認整數與小數部分均取4位)。
有人說,我更喜歡用sprintf函數,直接將數值格式化打印到字符串里,各位數碼自然就得到了。
沒問題。但是在嵌入式平臺上使用sprintf函數,通常代價是較大的。作為嵌入式工程師,一定要惜字如金,尤其是在硬件資源相對較為緊張的情況下。sprintf非常強大,我們只是一個簡單的提取數值數碼或將數值轉為相應的字符串的操作,使用它有些暴殄天物。這種時候,我通常選擇寫一個小函數或者宏來自己實現。
二、printf的實質與使用技巧
上面說到spintf,那我們順便提一下printf。printf是我們非常熟悉的一個入門級的標準庫函數,每當我們說出計算機金句”Hello World!”時,其實無意中就提到了它:printf(“hello world!”);
它可以某種特定的格式、進制或形式輸出任何變量、常量和字符串,為我們提供了極大的方便,甚至成為了很多人調試程序時重要的Debug手段。我們并不太了解printf函數的具體實現細節(jié),并認為無需關心這些。但是在嵌入式中,我們就需要剖析一下它的實質了。
printf函數的底層是基于一個fputc的函數,它用于實現單個字符的具體輸出方式,比如是將字符顯示到顯示器上,或是存儲到某個數組中(類似sprintf),或者是通過串口發(fā)送出去,甚至不是串口,而是以太網、CAN、I2C等接口。
以下是一個STM32項目中fputc函數的實現:
fputc中將ch通過USART1發(fā)出。這樣,我們在調用printf的時候,相應的信息就會從USART1打印出來。
“上面你說的這些,我都知道,有什么新鮮的!”確實,通過串口打印信息是我們司空見慣的。那么下面的fputc你見過嗎?
這個fputc將字符顯示在了液晶上(同時維護了字符的顯示位置信息),這樣當我們調用printf的時候,信息會直接顯示在液晶上。
說白了,fputc 就是對數據進行了定向輸出。這樣我們可以把printf變得更靈活,來應對更多樣的應用需求。
在振南經歷的項目中,曾經有過這樣的情況:單片機有多個串口,串口1用于打印調試信息,串口2與ESP8266 WIFI模塊通信,串口3與SIM800 GPRS模塊通信。3個串口都需要格式化輸出,但是printf只有一個,這該怎么辦?我們解決方法是,修改fputc使得printf可以由3個串口分時復用。具體實現如下。
在調用的時候,根據需要將us賦以不同的值,printf就歸誰所用了。