Cách hiệu quả nhất để tạo một mảng bool trong C - AVR

Tôi đang sử dụng Atmega32 để đọc các cảm biến khác nhau bằng cách sử dụng ADC của nó.

Sử dụng logic kỹ thuật số và một vài bộ ghép kênh, tôi đã ghép toàn bộ PORTA, sử dụng PA0: 6 cho địa chỉ và PA7 làm đầu vào. Do đó, tôi có thể có tối đa 128 đầu vào chỉ từ một PORT.

Bây giờ, vì người dùng sẽ vận hành hệ thống thông qua máy tính (sử dụng RS232), nên có thể thêm hoặc xóa cảm biến, vì vậy hệ thống phải theo dõi địa chỉ nào miễn phí để thêm cảm biến và địa chỉ nào cần đọc.

Tôi đã nghĩ đến việc sử dụng một mảng boolean 128 bit làm cờ để cho biết nếu có một cảm biến tại một địa chỉ nhất định.

Mặc dù C không có hỗ trợ riêng cho các biến bit đơn, nhưng có thể sử dụng bitfield để đóng gói tối đa 8 "biến bool" vào một char không dấu.

Vì vậy, tôi đã tạo cấu trúc sau:

typedef struct bool_s{
      uint8_t bit1:1;
}bool_t;

Sau đó, tôi đã tạo ra một mảng loại bool_t với kích thước 128, hy vọng rằng mọi thứ sẽ được đóng gói độc đáo với nhau, nhưng sizeof()cho tôi biết rằng kích thước mảng là 128 byte thay vì 16 byte tôi mong đợi.

Về mặt kỹ thuật, tôi có thể tạo một cấu trúc đơn với 128 biến 1 bit:

typedef struct Flag_s{
      uint8_t F1:1;
      uint8_t F2:1;
      uint8_t F3:1;
      [...]
      uint8_t F128:1;
}Flag_t;

Vấn đề với cách tiếp cận này là trong khi nó làm giảm việc sử dụng bộ nhớ, nó không thực tế để sử dụng và nó chiếm quá nhiều bất động sản trong mã.

Có cách nào dễ dàng để tạo ra một số lượng lớn cờ hoặc tôi yêu cầu quá nhiều không? Ý tôi là, không giống như việc tiết kiệm 112 byte sẽ tạo ra sự khác biệt lớn khi bạn có sẵn 2K, nhưng nếu tôi cần nhiều cờ hơn thì sao?

Các trường bit không hoạt động như thế. Câu trả lời của Cventu cho thấy một cách chính xác để sử dụng chúng, nhưng trong trường hợp này, tôi khuyên bạn nên tránh chúng hoàn toàn.

Thay vào đó, hãy tạo một mảng các giá trị 8 bit và sử dụng dịch chuyển và mặt nạ để truy cập nó:

uint8_t flags[16];

//Initialize the flags
void init_flags(void)
{
    for (i = 0; i < 16; i++)
    {
        flags[i] = 0x00;
    }
}

//Set one flag based on the address
void set_flag(uint8_t address)
{
    flags[address/8] |= 0x1 << (address % 8);
}

//Clear one flag based on the address
void clear_flag(uint8_t address)
{
    flags[address/8] &= ~(0x1 << (address % 8));
}

//Check whether a flag is set
bool get_flag_state(uint8_t address)
{
    return (flags[address/8] & (0x1 << (address % 0x8))) != 0x00;
}

Đây có lẽ là những gì trình biên dịch sẽ làm với truy cập trường bit và dù sao nó cũng dễ làm việc hơn. Một số trình tối ưu hóa rất tệ trong việc tối ưu hóa các trường bit, do đó trình biên dịch thậm chí có thể làm tồi tệ hơn. Tất cả các trình biên dịch tôi đã thấy phân chia lần lượt và mô đun bằng một công suất không đổi của hai thành các lệnh dịch chuyển phải và AND. Bạn có thể sử dụng các thao tác đó trực tiếp nếu bạn cảm thấy hoang tưởng:

flags[address>>3] |= 0x1 << (address & 0x7);

Các trường bit giống như các cấu trúc hơn là các mảng. Theo kinh nghiệm của tôi, chúng chỉ hữu ích cho những thứ có tên, như các trường đăng ký.

Nghe có vẻ hơi khó hiểu, nhưng có lẽ một cái gì đó như thế này có thể giúp:

struct bits_field {
                       unsigned char bit_7 :1;
                       unsigned char bit_6 :1;
                       unsigned char bit_5 :1;
                       unsigned char bit_4 :1;
                       unsigned char bit_3 :1;
                       unsigned char bit_2 :1;
                       unsigned char bit_1 :1;
                       unsigned char bit_0 :1;

                   };

union dt {
             struct bits_field a;
             unsigned char b;
         };

Sau khi xác định chúng, hãy khai báo biến sau:

union dt my_data;

Bạn sẽ có thể viết toàn bộ nhóm togheter tám bit bằng cách sử dụng: my_data.b

Hoặc bạn có thể viết từng bit riêng lẻ bằng cách sử dụng: my_data.a.bit_7 (hoặc 6,5,4,3,2,1,0)

Trong trường hợp phù hợp với bạn, hãy sao chép 16 lần này (sử dụng một mảng hoặc struct) và bạn sẽ có thể xử lý 128 bit riêng lẻ.

Cho chúng tôi biết nếu nó làm việc! Chúc may mắn

Tạo một cấu trúc trong đó bạn khai báo tám cờ bit cuối cùng là một byte. Sau đó tạo một mảng các cấu trúc 8 bit này.