PIC 18F45K42：如何将4个字节组合为Int？

Question

我正在为 PIC 18F45K42 编写代码，以从 HCSD 卡读取 .wav 文件。我正在使用 MPLAB X IDE v5.20 和 XC v2.05。我正在使用 FATF 库从卡上读取数据。

我可以从卡上读取数据并获得良好的结果，直到组合代表 .wav 文件大小的 4 个字节。

#define BYTE_TO_BINARY_PATTERN "%c%c%c%c%c%c%c%c"
#define BYTE_TO_BINARY(byte)  \
(byte & 0x80 ? '1' : '0'), \
(byte & 0x40 ? '1' : '0'), \
(byte & 0x20 ? '1' : '0'), \
(byte & 0x10 ? '1' : '0'), \
(byte & 0x08 ? '1' : '0'), \
(byte & 0x04 ? '1' : '0'), \
(byte & 0x02 ? '1' : '0'), \
(byte & 0x01 ? '1' : '0') 

UINT actualLength;
UINT br;
char contents[44]; // Buffer
uint32_t file_size;
char result;

printf("Checking media\n\r");
if( SD_SPI_IsMediaPresent() == false)
{
    printf("No media\n\r");
    return;
}

 if (f_mount(&drive,"0:",1) == FR_OK)
    {
    if (f_open(&file, "P.WAV", FA_READ) == FR_OK){

        result = f_read(&file, contents, 44, &br);
        if ( result == FR_OK){
            printf("%c%c%c%c", contents[0],contents[1],contents[2],contents[3]);
            printf("\n\r");
            printf("contents 4-7: %u %u %u %u", contents[4],contents[5],contents[6],contents[7]);
            printf("\n\r");
            printf(""BYTE_TO_BINARY_PATTERN, BYTE_TO_BINARY(contents[7]));
            printf(""BYTE_TO_BINARY_PATTERN, BYTE_TO_BINARY(contents[6]));
            printf(""BYTE_TO_BINARY_PATTERN, BYTE_TO_BINARY(contents[5]));
            printf(""BYTE_TO_BINARY_PATTERN, BYTE_TO_BINARY(contents[4]));
            file_size = (contents[7] << 24) | (contents[6] << 16) | (contents[5] << 8) | contents[4];
            int kb = file_size/1024;
            printf("\n\r");
            printf("Size: %u kB: %u", file_size, kb);
            printf("\n\r");
// . . . OMITTED . . .

我正在打印二进制文件，以确保从卡中写入的数据是正确的。我得到的输出是

Checking media
RIFF
contents 4-7: 4 122 18 0
00000000000100100111101000000100
Size: 31254 kB: 0

该二进制文件为我提供了正确的文件大小数字，1210884，因此我尝试通过组合字节获得的大小是错误的。我认为这是因为我收到以下编译器警告：

main.c:108:42: warning: shift count >= width of type [-Wshift-count-overflow]
            file_size = (contents[7] << 24) | (contents[6] << 16) | (contents[5] << 8) | contents[4];
                                     ^  ~~
main.c:108:64: warning: shift count >= width of type [-Wshift-count-overflow]
            file_size = (contents[7] << 24) | (contents[6] << 16) | (contents[5] << 8) | contents[4];

我已经搜索了这些警告并尝试了一些推荐的修复方法，但到目前为止我还没有找到任何适用于这种情况的方法。我必须补充一点，我的 C 知识有限，并且我不能 100% 确定位移表达式在做什么。我天真的理解是最右边的位contents[7]应该移到32位整数的第24位，contents[6]最右边的位应该转移到第 16 位等。不知何故，可能是由于某种数据类型问题，这没有正确发生。但我当然不知道，也不确定 Microchip XC 编译器有什么限制。

除了建议我最终学习一门好的 C 课程之外，有人可以建议我出了什么问题以及如何通过正确组装 4 个文件大小字节来获得正确的值。

非常感谢您的浏览。

Answer 1

一些基本的事情：

• 在对嵌入式系统进行编程时，切勿使用 C 的默认类型。stdint.h代替使用。该char类型尤其存在问题，因为它具有实现定义的符号。
• 在 8 位 MCU 上对小整数类型进行算术运算很困难。至少，您必须了解隐式类型提升规则。
• 32 位算术在 PIC 上非常慢，应尽可能避免。在这种特定情况下可能不是一个选择。
• PIC 是 8 位，有 16 位int。

弄清楚这一点后，我们可以注意到这些转变都是错误的：

file_size = (contents[7] << 24) | (contents[6] << 16) | (contents[5] << 8) | contents[4];

contents[i]是类型char（或者uint8_t如果您将代码修复为适当的类型）。这是一个小整数类型。正如上面链接中所解释的，它将int通过整数提升隐式提升为。这就是编译器向您发出警告的原因。您需要uint32在移位之前将每个操作数转换为。

file_size = ( ((uint32_t)contents[7] & 0xFF) << 24) | 
            ( ((uint32_t)contents[6] & 0xFF) << 16) | 
            ( ((uint32_t)contents[5] & 0xFF) <<  8) | 
            ( ((uint32_t)contents[4] & 0xFF) <<  0) ;

（在带符号和负数的情况下，需要使用 0xFF 进行字节掩码char，在这种情况下，转换为 uint32_t 将“符号扩展”该值。TL;DR 只需char按照上面的建议保持清除即可。）

请注意，这会uint32_t根据某种字节顺序（从 7 到 4，无论您的情况意味着什么）对数据进行排序，这可能是一个问题，特别是如果您将结果放入某些数据通信协议中。理论上，8 位比特不使用字节顺序，但实际上，只要核心中有双累加器或 16 位索引寄存器之类的东西，它们就会使用字节顺序。在这种情况下，PIC 是 Little Endian。

另请注意，%u假设unsigned intPIC 上的类型为 16 位。要打印 a，uint32_t您应该使用"%"PRIu32inttypes.h 中的内容，不过%lu也可以。