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嵌入式C编程

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Embedded Programming in COutline •软件架构•内存操作•屏幕操作•键盘操作•性能优化模块划分•模块即是一个.c文件和一个.h文件的结合，头文件(.h)中是对于该模块接口的声明；•某模块提供给其它模块调用的外部函数及数据需在.h中文件中冠以extern关键字声明；•模块内的函数和全局变量需在.c文件开头冠以static关键字声明；•永远不要在.h文件中定义变量！定义变量和声明变量的区别在于定义会产生内存分配的操作，是汇编阶段的概念；而声明则只是告诉包含该声明的模块在连接阶段从其它模块寻找外部函数和变量。

/*module1.h*/int a = 5;/*module1 .c*/#include"module1.h" /*module2 .c*/#include"module1.h" /*module3 .c*/#include "module1.h"/*module1.h*/extern int a; /* 在模块1的.h文件中声明int a *//*module1 .c*/#include "module1.h"int a = 5; /* 在模块1的.c文件中定义int a *//*module2 .c*/#include "module1.h"/*module3 .c*/#include "module1.h"•这样如果模块1、2、3操作a，对应的是同一内存单元。

一个嵌入式系统通常包括两类模块：（1）硬件驱动模块，一种特定硬件对应一个模块；（2）软件功能模块，其模块的划分应满足低偶合、高内聚的要求。

多任务还是单任务嵌入式多任务OS的典型例子有Vxworks、ucLinux等。

例如，绝大多数手机程序都是多任务的，但也有一些小灵通的协议栈是单任务的，没有操作系统，它们的主程序轮流调用各个软件模块的处理程序，模拟多任务环境。

单任务程序典型架构（1）从CPU复位时的指定地址开始执行；（2）跳转至汇编代码startup处执行；（3）跳转至用户主程序main执行，在main中：a.初试化各硬件设备；b.初始化各软件模块；c.进入死循环（无限循环），调用各模块的处理函数用户主程序中的死循环•while(1){}•for(;;){}几个"著名"的死循环•操作系统是死循环；•WIN32程序是死循环；•嵌入式系统软件是死循环；•线程程序的线程处理函数是死循环。

中断服务程序•中断是嵌入式系统中重要的组成部分，但是在标准C中不包含中断。

许多编译开发商在标准C上增加了对中断的支持，提供新的关键字用于标示中断服务程序(ISR)，类似于__interrupt、#program interrupt等。

当一个函数被定义为ISR的时候，编译器会自动为该函数增加中断服务程序所需要的中断现场入栈和出栈代码。

中断服务程序需要满足如下要求：(1)不能返回值；(2)不能向ISR传递参数；(3) ISR应该尽可能的短小精悍；(4) printf(char* lpFormatString,…)函数会带来重入和性能问题，不能在ISR中采用。

Example of ISR•/* 存放中断的队列*/typedef struct tagIntQueue{int intType; /* 中断类型*/struct tagIntQueue*next;}IntQueue;IntQueue lpIntQueueHead;__interrupt ISRexample(){int intType;intType= GetSystemType();QueueAddTail(lpIntQueueHead, intType)；/* 在队列尾加入新的中断*/}•在主程序循环中判断是否有中断：While(1){If( !IsIntQueueEmpty() ){intType= GetFirstInt();switch(intType) /* 是不是很象WIN32程序的消息解析函数? */{/* 对，我们的中断类型解析很类似于消息驱动*/case xxx: /* 我们称其为"中断驱动"吧？*/…break;case xxx:…break;…}}}硬件驱动模块一个硬件驱动模块通常应包括如下函数：（1）中断服务程序ISR（2）硬件初始化a.修改寄存器，设置硬件参数（如UART应设置其波特率，AD/DA设备应设置其采样速率等）；b.将中断服务程序入口地址写入中断向量表：/* 设置中断向量表*/m_myPtr= make_far_pointer(0l); /* 返回void far型指针void far * */ m_myPtr+= ITYPE_UART; /* ITYPE_UART：uart中断服务程序*//* 相对于中断向量表首地址的偏移*/*m_myPtr= &UART _Isr; /* UART _Isr：UART的中断服务程序*/（3）设置CPU针对该硬件的控制线a.如果控制线可作PIO（可编程I/O）和控制信号用，则设置CPU内部对应寄存器使其作为控制信号；b.设置CPU内部的针对该设备的中断屏蔽位，设置中断方式（电平触发还是边缘触发）。

（4）提供一系列针对该设备的操作接口函数。

例如，对于LCD，其驱动模块应提供绘制像素、画线、绘制矩阵、显示字符点阵等函数；而对于实时钟，其驱动模块则需提供获取时间、设置时间等函数。

C的面向对象化•#ifndef C_Class#define C_Class struct#endifC_Class A{C_Class A *A_this; /* this指针*/void (*Foo)(C_Class A *A_this); /* 行为：函数指针*/int a; /* 数据*/int b;};Outline •软件架构•内存操作•屏幕操作•键盘操作•性能优化•在嵌入式系统的编程中，常常要求在特定的内存单元读写内容，汇编有对应的MOV 指令，而除C/C++以外的其它编程语言基本没有直接访问绝对地址的能力数据指针•在嵌入式系统的编程中，常常要求在特定的内存单元读写内容，汇编有对应的MOV指令，而除C/C++以外的其它编程语言基本没有直接访问绝对地址的能力。

在嵌入式系统的实际调试中，多借助C语言指针所具有的对绝对地址单元内容的读写能力。

以指针直接操作内存多发生在如下几种情况：(1) 某I/O芯片被定位在CPU的存储空间而非I/O空间，而且寄存器对应于某特定地址；(2) 两个CPU之间以双端口RAM通信，CPU需要在双端口RAM的特定单元（称为mail box）书写内容以在对方CPU产生中断；(3) 读取在ROM或FLASH的特定单元所烧录的汉字和英文字模。

example•unsigned char *p = (unsigned char *)0xF000FF00;*p=11;•以上程序的意义为在绝对地址0xF000+0xFF00(80186使用16位段地址和16位偏移地址)写入11。

在使用绝对地址指针时，要注意指针自增自减操作的结果取决于指针指向的数据类别。

上例中p++后的结果是p= 0xF000FF01•若p指向int，即：int*p = (int*)0xF000FF00;p++(或++p)的结果等同于：p =p+sizeof(int)，而p-(或-p)的结果是p = p-sizeof(int)。

•若p指向long，即：long int*p = (long int*)0xF000FF00;则p++(或++p)的结果等同于：p =p+sizeof(long int) ，而p-(或-p)的结果是p = p-sizeof(long int)。

•CPU以字节为单位编址，而C语言指针以指向的数据类型长度作自增和自减。

理解这一点对于以指针直接操作内存是相当重要的。

函数指针首先要理解以下三个问题：（1）C语言中函数名直接对应于函数生成的指令代码在内存中的地址，因此函数名可以直接赋给指向函数的指针；（2）调用函数实际上等同于“调转指令＋参数传递处理＋回归位置入栈”，本质上最核心的操作是将函数生成的目标代码的首地址赋给CPU的PC寄存器；（3）因为函数调用的本质是跳转到某一个地址单元的code去执行，所以可以“调用”一个根本就不存在的函数实体？请往下看：任何一本大学《微型计算机原理》教材书都讲到，186 CPU启动后跳转至绝对地址0xFFFF0（对应C语言指针是0xF000FFF0，0xF000为段地址，0xFFF0为段内偏移）执行，请看下面的代码：•typedef void (*lpFunction) ( ); /* 定义一个无参数、无返回类型的*//* 函数指针类型*/lpFunction lpReset=(lpFunction)0xF000FFF0; /* 定义一个函数指针，指向CPU启动后所执行第一条指令的位置*/lpReset(); /* 调用函数*/数组vs.动态申请在嵌入式系统中动态内存申请存在比一般系统编程时更严格的要求，这是因为嵌入式系统的内存空间往往是十分有限的，不经意的内存泄露会很快导致系统的崩溃。

所以一定要保证你的malloc和free成对出现，如果你写出这样的一段程序：•char * function(void){char *p;p = (char *)malloc(…);if(p==NULL)…;…/* 一系列针对p的操作*/return p;}•在某处调用function()，用完function中动态申请的内存后将其free，如下：•char *q = function();…free(q);•上述代码明显是不合理的，因为违反了malloc和free成对出现的原则，即"谁申请，就由谁释放"原则。

不满足这个原则，会导致代码的耦合度增大，因为用户在调用function函数时需要知道其内部细节！正确的做法是在调用处申请内存，并传入function函数，如下：•char *p=malloc(…); if(p==NULL)…;function(p);…free(p);p=NULL;•而函数function则接收参数p，如下：void function(char*p){…/* 一系列针对p的操作*/}•基本上，动态申请内存方式可以用较大的数组替换。

1）尽可能的选用数组，数组不能越界访问2）如果使用动态申请，则申请后一定要判断是否申请成功了，并且malloc和free应成对出现！关键字const •const意味着“只读”。

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如何使用C语言进行嵌入式系统开发

如何使用C语言进行嵌入式系统开发

如何使用C语言进行嵌入式系统开发第一章：引言嵌入式系统是一种专门设计用于特定应用领域的计算机系统，它通常由硬件平台和软件系统组成。

C语言作为一种高级编程语言，广泛应用于嵌入式系统开发中。

本文将介绍如何使用C语言进行嵌入式系统开发。

第二章：了解嵌入式系统在使用C语言进行嵌入式系统开发之前，我们需要了解嵌入式系统的基本概念和特点。

嵌入式系统通常运行在资源受限的环境中，因此需要对系统资源的管理和利用进行精确控制。

嵌入式系统的开发过程需要考虑实时性、可靠性、功耗等因素。

第三章：基础知识在使用C语言进行嵌入式系统开发之前，我们需要掌握一些基础知识。

首先是C语言的基本语法和特性，包括数据类型、运算符、控制语句等。

其次是嵌入式系统开发中常用的硬件知识，例如芯片架构、外设接口等。

还需要了解一些常用的嵌入式开发工具，如编译器、调试器等。

第四章：选择适合的开发平台嵌入式系统开发需要选择适合的开发平台。

常见的开发平台包括单片机、嵌入式Linux系统、实时操作系统等。

根据具体应用需求选择合适的开发平台，同时要考虑开发工具的可用性和便利性。

第五章：编写嵌入式系统应用程序使用C语言进行嵌入式系统开发的核心是编写应用程序。

在编写应用程序时，需要根据系统需求设计合适的算法和数据结构，实现功能模块。

同时要考虑资源的合理利用和性能的优化，以保证系统的稳定运行。

第六章：调试和测试嵌入式系统开发过程中，调试和测试是至关重要的环节。

通过调试和测试可以发现和解决系统中的问题，保证系统的可靠性和稳定性。

在调试和测试过程中，可以使用一些专业的嵌入式开发工具，如JTAG、Logic Analyzer等，来辅助分析和调试。

第七章：性能优化嵌入式系统通常具有资源受限的特点，因此性能优化是非常重要的。

通过代码优化、算法改进、资源管理等手段，可以提高系统的实时性、运行速度和功耗效率。

在进行性能优化时，需要仔细分析系统的瓶颈和热点，针对性地进行优化操作。

粤嵌知识：嵌入式C编程技巧

粤嵌知识：嵌入式C编程技巧

粤嵌知识：嵌入式C编程技巧预处理器（Preprocessor）1 . 用预处理指令#define 声明一个常数，用以表明1年中有多少秒（忽略闰年问题）#define SECONDS_PER_YEAR (60 * 60 * 24 * 365)UL●#define 语法的基本知识（例如：不能以分号结束，括号的使用，等等）●懂得预处理器将为你计算常数表达式的值，因此，直接写出你是如何计算一年中有多少秒而不是计算出实际的值，是更清晰而没有代价的。

●意识到这个表达式将使一个16位机的整型数溢出-因此要用到长整型符号L,告诉编译器这个常数是的长整型数。

●如果你在你的表达式中用到UL（表示无符号长整型），那么你有了一个好的起点。

记住，第一印象很重要。

2 . 写一个“标准”宏MIN ，这个宏输入两个参数并返回较小的一个。

#define MIN(A,B) （（A）<= (B) ? (A) : (B))这个测试是为下面的目的而设的：●标识#define在宏中应用的基本知识。

这是很重要的，因为直到嵌入(inline)操作符变为标准C的一部分，宏是方便产生嵌入代码的唯一方法，对于嵌入式系统来说，为了能达到要求的性能，嵌入代码经常是必须的方法。

●三重条件操作符的知识。

这个操作符存在C语言中的原因是它使得编译器能产生比if-then-else更优化的代码，了解这个用法是很重要的。

●懂得在宏中小心地把参数用括号括起来●我也用这个问题开始讨论宏的副作用，例如：当你写下面的代码时会发生什么事？least = MIN(*p++, b);3. 预处理器标识#error的目的是什么？死循环（Infinite loops）4. 嵌入式系统中经常要用到无限循环，怎么样用C编写死循环呢？这个问题用几个解决方案。

首选的方案是：while(1){}一些程序员更喜欢如下方案：for(;;){}这个语法没有确切表达到底怎么回事。

第三个方案是用gotoLoop:...goto Loop;这是一个汇编语言程序员的思路。

1-5章《ARM嵌入式C编程标准教程》

1-5章《ARM嵌入式C编程标准教程》

火龙果整理
高等学校嵌入式系统设计教材
ARM9处理器C语言编程标准教程
侯殿有 才华 编著
人民邮电出版社
第一章 ARM技术简介
1.1 ARM处理器简介
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ARM处理器是一种低功耗高性能的32位RISC (精简指令系统) 处理器。本章将其从结构入手进行分析，基于目前流行的 ARM920T核详细描述其硬件结构和编程。 ARM处理器共有31个32位寄存器，而其中16个可以在任何模 式下看到。它的指令为简单的加载与存储指令（从内存加载某个 值，执行完操作后再将其放回内存）。ARM一个有趣的特点是 它所有的指令都带有条件。例如用户可以测试某个寄存器的值， 但是直到下次使用同一条件进行测试时，才能有条件地执行这些 指令。另一个特征是可以在加载数值的同时进行算术和移位操作。 它可以在几种模式下操作，包括通过使用SWI（softwarinterrupt 软件中断）指令从用户模式进入到系统模式。

火龙果整理





· 5级流水线结构，即取指（F）、指令译码（D）、 执行（E）、数据存储访问（M）和写寄存器 （W）。 · 16K字节数据缓存，16K字节指令缓存。 · 写缓冲器：16字的数据缓冲器，4地址的地址 缓冲器，软件控制消耗。 · 标准的ARMv4存储器管理单元（MMU）： 区域访问许可，允许以1/4页面大小对页面进行访 问，16个嵌入域，64个输入指令TLB及64个输入 数据TLB。 · 8位、16位、32位的指令总线与数据总线。
1.1.1 ARM7系列微处理器
火龙果整理
ARM7系列微处理器是低功耗的32位RISC处理器，最适合用于 对价位和功耗要求较低的消费类应用。ARM7系列有如下特点： ·具有嵌入式ICE—RT (Internet Communications Engine-Route 因特网通信)逻辑，调试开发方便。 ·极低的功耗，适合对功耗要求较低的应用，如便携式产品。 ·能够提供0.9MIPS(Million Instructions Per Second百万条/ 秒)/MHz的三级流水线结构。 ·对操作系统的支持广泛，如Windows CE、Linux、Palm OS等。 ·指令系统与ARM9系列、ARM9E系列和ARM10E系列兼容，便 于用户的产品升级换代。 ·主频最高可达130MHz，高速的运算处理能力能胜任绝大多数 的复杂应用。
嵌入式c语言

嵌入式c语言

嵌入式c语言嵌入式C语言是一种面向计算机硬件的编程语言，主要用于开发嵌入式系统。

嵌入式系统是一种集成电路或微处理器芯片上的计算机系统，常用于各种电子设备和工业控制系统中。

嵌入式C语言的特点是紧凑高效，能够充分利用有限的硬件资源，执行速度快，适合对计算性能要求较高的嵌入式应用。

嵌入式C语言的语法与传统的C语言相似，但有一些特殊的标准和限制。

由于嵌入式系统的特殊性，对于嵌入式C语言的开发，需要对硬件有一定的了解，包括具体的硬件平台、寄存器、外设等。

在嵌入式C语言中，我们可以直接访问硬件的IO端口和内存地址，以实现对硬件的控制。

嵌入式C语言中的数据类型与传统C语言相似，包括整型、浮点型、字符型等。

在嵌入式C语言中，整型数据通常占用较少的字节，以节省内存空间；浮点型数据一般需要通过协处理器来进行运算；而字符型数据则主要用于处理文本和字符输入输出。

嵌入式C语言提供了一系列的语句和函数，用于控制程序的执行流程和实现各种功能。

例如，条件语句（if-else、switch-case）可以根据条件选择执行不同的代码块；循环语句（for、while）用于重复执行一段代码；函数用于封装一段可重用的代码，并实现模块化开发。

嵌入式C语言中的输入输出操作与传统C语言类似，主要通过标准库函数来实现。

例如，scanf函数用于从标准输入读取数据，printf函数用于向标准输出打印数据。

在嵌入式系统中，由于硬件资源有限，通常需要优化输入输出操作，以提高系统的效率和响应速度。

嵌入式C语言中的内存管理也是一个重要的问题。

由于嵌入式系统的内存资源有限，需要合理地利用内存并避免内存泄漏。

在嵌入式C语言中，我们可以使用关键字来指定变量的存储位置，例如，使用auto关键字将变量存储在栈中，使用static关键字将变量存储在静态存储区中。

嵌入式C语言的开发工具有很多种，例如Keil MDK、IAR Embedded Workbench等。

这些工具提供了丰富的功能和调试工具，可以帮助开发者进行程序的编译、调试和测试。