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单片机编程必背50个代码，单片机编程50个核心代码清单

wzgly4周前 (07-30)编程语言14
《单片机编程必背50个代码》是一本专注于单片机编程实践的工具书，书中精选了50个在单片机编程中常用且重要的代码实例，涵盖了从基础操作到高级应用的各种场景，这些代码实例不仅详尽解释了每个代码的功能和实现原理，还提供了相应的硬件连接和应用案例，旨在帮助读者快速掌握单片机编程的核心技巧，提高编程效率和项目成功率，通过学习这些代码，读者可以快速提升在单片机领域的实战能力。

用户提问：单片机编程入门，有哪些代码是必须要掌握的？

解答：单片机编程作为嵌入式系统开发的基础，掌握一些经典的代码对于初学者来说至关重要，以下是我整理的50个必背代码，它们涵盖了单片机编程的多个方面，帮助你快速入门。

一：基本输入输出操作

  1. 初始化GPIO：void GPIO_Init(void)

    单片机编程必背50个代码
    • 解释：初始化GPIO端口，设置端口模式、速度等参数。

  2. 读取输入：int GPIO_ReadInputDataBit(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin)

    • 解释：读取指定GPIO引脚的电平状态。

  3. 写入输出：void GPIO_WriteBit(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin, BitAction BitVal)

    • 解释：设置指定GPIO引脚的电平状态。

  4. 切换引脚状态：void GPIO_ToggleBits(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin)

    • 解释：切换指定GPIO引脚的电平状态。

  5. 配置复用功能：void GPIO_PinAFConfig(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_PinSource, GPIO_AF_TypeDef* GPIO_AF)

    • 解释：配置GPIO引脚的复用功能，用于连接外部设备。

二：定时器与中断

  1. 定时器初始化：void TIM_TimeBaseInit(TIM_TypeDef* TIMx, TIM_TimeBaseInitTypeDef* TIM_TimeBaseInitStruct)

    单片机编程必背50个代码
    • 解释：初始化定时器的时钟源、分频系数、计数模式等参数。

  2. 启动定时器：void TIM_Cmd(TIM_TypeDef* TIMx, FunctionalState NewState)

    • 解释：启动或停止定时器。

  3. 设置中断优先级：void NVIC_SetPriorityGrouping(uint32_t PriorityGrouping)

    • 解释：设置中断优先级分组。

  4. 使能中断：void TIM_ITConfig(TIM_TypeDef* TIMx, TIM_IT TIM_IT, FunctionalState NewState)

    • 解释：使能或禁用定时器中断。

  5. 定时器中断服务程序：void TIMx_IRQHandler(void)

    • 解释：定时器中断服务程序，处理定时器中断事件。

三：串口通信

  1. 串口初始化：void USART_Init(USART_TypeDef* USARTx, USART_InitTypeDef* USART_InitStruct)

    单片机编程必背50个代码
    • 解释：初始化串口参数，如波特率、数据位、停止位等。

  2. 发送数据：void USART_SendData(USART_TypeDef* USARTx, uint16_t Data)

    • 解释：发送一个字节的数据。

  3. 接收数据：uint16_t USART_ReceiveData(USART_TypeDef* USARTx)

    • 解释：接收一个字节的数据。

  4. 串口中断使能：void USART_ITConfig(USART_TypeDef* USARTx, USART_IT USART_IT, FunctionalState NewState)

    • 解释：使能或禁用串口中断。

  5. 串口中断服务程序：void USARTx_IRQHandler(void)

    • 解释：串口中断服务程序，处理串口中断事件。

四：PWM控制

  1. PWM初始化：void TIM_PWM_Init(TIM_TypeDef* TIMx, TIM_OCInitTypeDef* TIM_OCInitStruct)

    • 解释：初始化PWM输出参数，如频率、占空比等。

  2. 启动PWM输出：void TIM_OCxPreloadConfig(TIM_TypeDef* TIMx, TIM_OCPreloadConfigTypeDef* TIM_OCPreloadConfigStruct)

    • 解释：配置PWM占空比预装载功能。

  3. 更新PWM占空比：void TIM_SetCompare1(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t Compare1)

    • 解释：更新PWM比较寄存器的值，改变占空比。

  4. PWM中断使能：void TIM_ITConfig(TIM_TypeDef* TIMx, TIM_IT TIM_IT, FunctionalState NewState)

    • 解释：使能或禁用PWM中断。

  5. PWM中断服务程序：void TIMx_IRQHandler(void)

    • 解释：PWM中断服务程序，处理PWM中断事件。

五：ADC与DAC

  1. ADC初始化：void ADC_Init(ADC_TypeDef* ADCx, ADC_InitTypeDef* ADC_InitStruct)

    • 解释：初始化ADC参数，如通道、采样时间等。

  2. 启动ADC转换：void ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC_TypeDef* ADCx, FunctionalState NewState)

    • 解释：启动或停止ADC转换。

  3. 读取ADC值：uint16_t ADC_GetConversionValue(ADC_TypeDef* ADCx)

    • 解释：读取ADC转换结果。

  4. DAC初始化：void DAC_Init(DAC_InitTypeDef* DAC_InitStruct)

    • 解释：初始化DAC参数，如通道、数据宽度等。

  5. 写入DAC值：void DAC_SetChannel1Data(DAC_TypeDef* DACx, uint16_t Data)

    • 解释：写入DAC通道的数据。

这些代码是单片机编程的基础,熟练掌握它们将有助于你更好地进行嵌入式系统开发，理论知识加实践操作是提高编程技能的关键。

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基础语法与结构

  1. 定义与初始化
    单片机编程的核心是寄存器操作，必须掌握#define宏定义和volatile关键字的使用。 

    #define LED_PIN GPIO_PIN_0  
volatile uint8_t flag = 0;

    这些代码用于简化寄存器访问并防止编译器优化错误。

  2. 数据类型与变量
    必须熟悉uint8_t、int16_t等嵌入式常用数据类型，以及变量作用域的定义。 

    static uint16_t counter = 0;  
extern int32_t global_value;

    静态变量用于局部变量的持久化，而extern变量常用于跨文件共享。

  3. 函数与结构体
    核心函数如main()、setup()和loop()必须掌握，结构体用于封装硬件配置。 

    typedef struct {  
    uint8_t pin;  
    uint8_t mode;  
} GPIO_Config;

    结构体能提升代码可读性和模块化程度。

常用外设控制

  1. GPIO控制
    必须掌握GPIO_Init()函数的配置参数，如模式、速度和上下拉电阻。 

    GPIO_InitStruct.Pin = LED_PIN;  
GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;  
GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;

    这些参数直接影响引脚功能，是外设操作的基础。

  2. 定时器配置
    定时器的初始化需包含TIM_TimeBaseInit()和TIM_OCInit()函数。 

    TIM_TimeBaseStructInit(&TIM_TimeBase);  
TIM_TimeBase.TIM_Prescaler = 8399;  
TIM_TimeBase.TIM_Period = 999;

    预分频器和周期值决定了定时器的计数频率。

  3. 串口通信
    串口初始化需包含USART_Init()和USART_Cmd()函数。 

    USART_InitStruct.USART_BaudRate = 9600;  
USART_InitStruct.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;  
USART_Cmd(USART1, ENABLE);

    波特率和数据位设置是串口通信的关键参数。

通信协议实现

  1. UART协议
    必须掌握HAL_UART_Transmit()和HAL_UART_Receive()函数的使用。 

    HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t*)"Hello", 6, 100);

    这是实现数据收发的常用函数，需注意阻塞与非阻塞模式的区别。

  2. I2C协议
    I2C通信需包含I2C_Init()和I2C_Write()函数。 

    I2C_InitStruct.I2C_ClockSpeed = 100000;  
I2C_Write(I2C1, 0x50, 0x00, data, 1);

    时钟速度和从设备地址是协议实现的核心。

  3. SPI协议
    SPI配置需包含SPI_Init()、SPI_Transmit()和SPI_Receive()函数。 

    SPI_InitStruct.SPI_BaudRatePrescaler = SPI_BAUDRATEPRESCALER_256;  
SPI_Transmit(SPI1, buffer, 10);

    波特率预分频器和数据缓冲区管理是SPI编程的关键。

中断与定时器应用

  1. 中断服务函数
    必须掌握void EXTI0_IRQHandler()和void TIM2_IRQHandler()的编写规范。 

    if(EXTI_GetITStatus(EXTI_Line0) != RESET) {  
    EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line0);  
}

    中断服务函数需快速响应并清除中断标志。

  2. 定时器中断
    定时器中断需配置TIM_ITConfig()和TIM_SetAutoreload()。 

    TIM_ITConfig(TIM2, TIM_IT_Update, ENABLE);  
TIM_SetAutoreload(TIM2, 999);

    自动重载值决定了中断触发频率。

  3. 外部中断
    外部中断需包含EXTI_InitStruct配置和EXTI_Enable()函数。 

    EXTI_InitStruct.EXTI_Line = EXTI_Line0;  
EXTI_InitStruct.EXTI_Mode = EXTI_Mode_Interrupt;  
EXTI_Enable(EXTI_InitStruct);

    线路选择和触发模式是外部中断的核心配置。

调试与优化技巧

  1. 调试方法
    必须掌握printf()调试和assert()断言。 

    assert_param(IS_GPIO_PIN(GPIO_PIN_0));

    断言能快速定位硬件配置错误。

  2. 代码优化
    优化需关注volatile关键字的使用和循环展开。 

    for(uint8_t i=0; i<100; i++) {  
    // 避免使用volatile变量在循环中  
}

    减少volatile变量的使用能提升代码执行效率。

  3. 内存管理
    必须掌握malloc()和free()函数的使用规范。 

    uint8_t* buffer = (uint8_t*)malloc(100);  
free(buffer);

    合理分配内存能避免系统崩溃。


单片机编程的50个必背代码涵盖基础语法、外设控制、通信协议、中断应用和调试优化五大领域。volatile、#define、typedef等关键字是代码稳定性的保障，而GPIO_Init()、TIM_TimeBaseInit()、USART_Init()等函数是硬件操作的核心，掌握这些代码能显著提升开发效率，例如在调试阶段，assert()能快速发现错误，printf()能实时监控程序运行状态，通信协议中的HAL_UART_Transmit()和I2C_Write()函数是数据交互的关键，需注意参数设置和时序控制，对于中断部分，EXTI0_IRQHandler()和TIM2_IRQHandler()的编写需遵循快速响应和清除标志的原则，内存管理中的malloc()和free()函数是资源优化的核心，需避免内存泄漏。这些代码不仅是学习的起点，更是实战的基石。

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