回调函数与位运算

1. 回调函数

在C语言中回调函数是函数指针的高级应用。所谓回调函数，一个笼统简单的介绍就是一个被作为参数传递的函数。从字面上看，回调函数的意思是：一个回去调用的函数，如何理解这句话呢？从逻辑上分析，要“回去”，必然存在着一个已知的目的地，然后在某一个时刻去访问；那么回调函数就是存在一个已知的函数体A，将这个函数体A的地址即函数名“A”（函数名即是这个函数体的函数指针，指向这个函数的地告知给另外某个函数B，当那个函数B执行到某一步的时候就会去执行函数A。

首先是GPIO的回调函数声明：

__weak void HAL_GPIO_EXTI_Callback(uint16_t GPIO_Pin)

可以看到其函数名是：HAL_GPIO_EXTI_Callback，形参是GPIO_Pin表示引脚号（Px0~Px15，x=A,B,C,D,E,F,G）,从这个函数的名称出发，可以大致明确这是一个引脚的外部中断（EXTI）的回调函数。

然后大家看到前面还有个“__weak”，这是“弱函数”的修饰符，告诉编译器如果用户在其它地方用void

HAL_GPIO_EXTI_Callback(uint16_t GPIO_Pin)重新定义了此回调函数那么优先调用用户定义的，否则调用这个弱函数修饰的回调函数。紧接着我们来看此回调函数是在哪里被调用的：

void HAL_GPIO_EXTI_IRQHandler(uint16_t GPIO_Pin)
{ 
 /* EXTI line interrupt detected */
 if (__HAL_GPIO_EXTI_GET_IT(GPIO_Pin) != 0x00u) 
 { 
 __HAL_GPIO_EXTI_CLEAR_IT(GPIO_Pin); 
 HAL_GPIO_EXTI_Callback(GPIO_Pin); 
 } 
} 

• 可以看到是在GPIO的外部中断服务函数中被调用的，与前面所说的这是一个外部引脚中断回调函数印证一致了。
• 
  
• GPIO的回调函数到此就说完了。其实STM32的HAL库中其它大多数的外设的回调函数基本都是如此，用户如果设计需求，就自己重定义需求的回调函数，然后在中断中被调用。
• 
  

2. 位运算

位运算是指二进制位之间的运算。在嵌入式系统设计中，常常要处理二进制的问题，例如将某个寄存器中的某一个位置1或者置0，将数据左移5位等。

1. 按位与运算符（&）

参与运算的两个操作数，每个二进制位进行“与”运算，若两个都为1，结果为1，否者为0。

例如，1011&1001，第一位都为1，结果为1；第二位都为0，结果为0；第三位一个为1，一个为0，结果为0；第四位都为1，结果为1。最后结果为1001。

2. 按位或运算符（|）

参与运算的两个操作数，每个二进制位进行“或”运算，若两个都为0，结果为1，否者为1。

例如，1011 | 1001，第一位都为1，结果为1；第二位都为0，结果为0；第三位一个为1，一个为0，结果为1；第四位都为1，结果为1。最后结果为1011。

3. 按位取反运算符（~）

按位取反运算符用于对一个二进制数按位取反。

例如，~1011，第一位为1，取反为0；第二位为0，取反为1；第三位为1，取反为0，结果为1；第四位为1，取反为0。最后结果为0100。

4. 左移（<<）和右移（>>）运算符

左移（<<）运算符用于将一个数左移若干位，右移（>>）运算符用于将一个数右移若干位。

例如，假设val为unsigned char型数据，对应的二进制数为10111001。若val=va<<3，表示val左移3位，然后赋值给val，左移过程中，高位移出去后被丢弃，低位补0，最后val结果为11001000；若val=val>>3，表示val右移3位，然后赋值给val，右移过程中，低位移出去后被丢弃，高位补0，最后val结果为00010111。

5. 清0或置1

在嵌入式中，经常使用位预算符实现清0或置1。

例如，MCU的ODR寄存器控制引脚的输出电平高低，寄存器为32位，每位控制一个引脚的电平。假设需要控制GPIOB的1号引脚输出电平的高低，设置该寄存器第0位为1，输出高电平，设置该寄存器第0位为0，输出低电平。

#define GPIOB_ODR (*(volatile unsigned int *)(0x40010C0C))
GPIOB_ODR &= ~(1<<0);
GPIOB_ODR |= (1<<0);

第一行：使用#define定义了GPIOB_ODR 对应的内存地址为0x40010C0C。该地址为MCU的ODR寄存器地址。

第三行：GPIOB_ODR &= ~(1<<0)实际是GPIOB_ODR = GPIOB_ODR &~(1<<0)，先将GPIOB_ODR和 ~(1<<0)的进行与运算，运算结果赋值给GPIOB_ODR。1<<0的值为00000000

00000000 00000000 00000001， 再取反为11111111 11111111 11111111 11111110，则GPIO_ODR的第0位和0与运算，结果必为0，其它位和1运算，由GPIO_ODR原来的值决定结果。这就实现了，只将GPIO_ODR的第0位清0，其它位保持不变的效果，实现了单独控制对应引脚电平输出低。

第四行：GPIOB_ODR |= (1<<0)实际是GPIOB_ODR = GPIOB_ODR | (1<<0)，先将GPIOB_ODR和(1<<0) 的进行或运算，运算结果赋值给GPIOB_ODR。1<<0的值为00000000

00000000 00000000 00000001，则 GPIO_ODR的第0位和0或运算，结果必为1，其它位和0运算，由GPIO_ODR原来的值决定结果。这就实现了，只将GPIO_ODR的第0位置1，其它位保持不变的效果，实现了单独控制对应引脚电平输出高。

内容来源：百问网