嵌入式系统C源文件结构

pfs122 c语言例程PFS122 C语言例程详解引言：PFS122是一种基于C语言的编程语言，它主要用于嵌入式系统的开发。

本文将详细介绍PFS122 C语言例程的用法，帮助读者更好地理解和运用该编程语言。

一、PFS122 C语言例程的概述PFS122 C语言例程是一套已经编写好的C语言程序，旨在帮助开发者快速上手PFS122编程。

这些例程覆盖了PFS122的各个方面，包括输入输出、变量定义、条件判断、循环控制等。

通过学习和运行这些例程，开发者可以更好地理解PFS122编程的基本原理和特点。

二、PFS122 C语言例程的基本结构每个PFS122 C语言例程都由多个C语言源文件组成，其中最重要的是主文件main.c。

主文件是整个程序的入口，负责调用其他源文件中的函数，并进行整个程序的控制流程。

除了主文件外，还有一些辅助文件，包括头文件（.h文件）和函数文件（.c文件）。

头文件用于声明函数的原型和全局变量，而函数文件则定义了各个函数的具体实现。

三、如何使用PFS122 C语言例程使用PFS122 C语言例程非常简单。

首先，需要将例程的源代码下载到本地计算机中。

然后，使用C语言编译器（如GCC）对源代码进行编译，生成可执行文件。

最后，运行可执行文件即可看到程序的运行结果。

四、PFS122 C语言例程的实例分析以一个简单的LED灯控制程序为例，介绍PFS122 C语言例程的使用方法。

该程序的功能是通过按键控制LED灯的开关。

（1）首先，在主文件main.c中，需要包含头文件，并定义全局变量和函数的原型。

例如，可以定义一个全局变量state表示LED的状态，并声明函数void toggleLED()用于切换LED的状态。

此外，还需要设置相应的IO口作为输入和输出。

（2）接下来，在函数文件中，实现toggleLED()函数的具体逻辑。

例如，可以使用if语句判断当前LED的状态，如果是亮则关闭，如果是灭则打开。

单片机习题参考答案第1章概述习题参考答案1．嵌入式系统的基本含义是什么？为什么说单片机是典型的嵌入式系统？答：即MCU的含义是：在一块芯片上集成了中央处理单元（CPU）、存储器（RAM/ROM 等）、定时器/计数器及多种输入输出（I/O）接口的比较完整的数字处理系统。

大部分嵌入式系统以MCU为核心进行设计。

MCU从体系结构到指令系统都是按照嵌入式系统的应用特点专门设计的，它能很好地满足应用系统的嵌入、面向测控对象、现场可靠运行等方面的要求。

因此以MCU为核心的系统是应用最广的嵌入式系统。

简述嵌入式系统的特点以及应用领域。

答：嵌入式系统属于计算机系统，但不单独以通用计算机的面目出现;嵌入式系统开发需要专用工具和特殊方法;使用MCU设计嵌入式系统，数据与程序空间采用不同存储介质;开发嵌入式系统涉及软件、硬件及应用领域的知识;嵌入式系统的其他特点,比如紧张的资源，较高稳定性要求，低功耗，低成本等。

一般用于工业控制，智能家电，日常电子等领域。

3．比较MCU与CPU的区别与联系。

答：CPU是一个单独的PC处理器。

而MCU，则有微处理器，存储器（RAM/ROM等）、定时器/计数器及多种输入输出（I/O）接口的比较完整的数字处理系统。

所以可以这么说，MCU 是一个包含微处理器的嵌入式系统，而CPU紧紧是一个处理器而已。

4．举例说明嵌入式系统在日常生活中的应用。

答：日常数码产品：手机，MP3，U盘，相机等。

日常工业类：冰箱，空调，微波炉，汽车等。

5．C语言的那些特性使得它成为嵌入式系统中使用频率最高的高级语言。

答：相比底端汇编，更简单易学；与高级语言如（C++，C#，java等）相比，执行效率高，编译后的编码体积小，而且支持好的编译器还支持嵌入汇编代码；对位的操纵能力很强。

6．阅读光盘中【第01章(概述)阅读资料】中的“嵌入式C语言工程简明规范”，用一页纸给出嵌入式C语言工程简明规范的要点。

答：此规范主要针对单片机编程语言和08编译器而言，包括命名、注释、编码规范性等内容。

嵌入式系统设计在线考试复习题一单选题1. 在中断服务程序中,至少应有一条( )A. 传送指令B. 转移指令C. 加法指法D. 中断返回指令2. 嵌入式系统的三要素下面哪一个不是：（）。

A. 嵌入B. 存储器C. 专用D. 计算机3. MCS－51有中断源（）A. 5个B. 2个C. 3个D. 6个4. 整流电路是利用二极管的（）特性。

A. 单向导电B. 稳压C. 保护D. 降压5. 以下不是构成的控制器部件（ )。

A. 程序计数器B. 指令寄存器C. 指令译码器D. 存储器6. 下列不是单片机总线是（）。

A. 地址总线B. 控制总线C. 数据总线D. 输出总线7. 十进制29的二进制表示为原码（）。

A. 11100010B. 10101111C. 00011101D. 000011118. 用MCS-51串行接口扩展并行IO口时,串行接口工作方式应选择( )A. 方式0B. 方式1C. 方式2D. 方式39. 在微型计算机中，采用中断方式的优点之一是( )。

A. 简单且容易实现B. CPU可以不工作C. 可实时响应突发事件D. 传送速度最快10. 计算机内部，一切信息的存取，处理和传递的形式是（）。

A. ASCII码B. BCD码C. 二进制数D. 十六进制数11. MOV C，00H的寻址方式是（）。

A. 位寻址B. 直接寻址C. 立即寻址D. 寄存器寻址12. 若某数真值为–0.1010,在计算机中该数表示为1.0110,则该数所用的编码为( )。

A. 原码B. 补码C. 反码D. 移码13. 控制串行口工作方式的寄存器是（）。

A. TCONB. PCONC. SCOND. TMOD14. c++源程序文件的默认扩展名为（）。

A. cppB. exeC. objD. lik15. 中断向量是指（）。

A. 中断断点的地址B. 中断向量表起始地址C. 中断处理程序入口地址D. 中断返回地址16. MOVX A,@DPTR指令中源操作数的寻址方式是（）。

c语言生成库文件过程C语言是一种高级编程语言，被广泛用于系统级编程和嵌入式系统开发。

为了提高代码的复用性和模块化程度，C语言提供了生成库文件的机制。

本文将详细介绍C语言生成库文件的过程，以及相关的概念和步骤。

一、库文件的概念库文件是一种二进制文件，包含一组函数、变量或者数据结构的实现。

它将一些常用的代码封装成一个独立的单元，供其他程序调用和使用。

库文件可以被静态链接到程序中，也可以被动态链接到程序中。

1. 静态库（Static Library）：静态库是将库文件的内容完全复制到程序中，程序在编译时需要将所有被引用的库文件的代码复制到最终生成的可执行文件中。

具体来说，静态库以归档（Archive）的形式存在，包含了一组目标文件（Object File）的集合。

静态库的文件名通常以“.a”（在GNU 编译器中）或“.lib”（在Windows中）结尾。

2. 动态库（Dynamic Library）：动态库是在程序运行时被动态加载到内存中的库文件，程序在编译时只需要引用库函数的签名，无需复制库文件中的代码。

不同的程序可以共享同一个动态库的实例，有效减小可执行文件的体积。

动态库的文件名通常以“.so”（在Unix/Linux中）或“.dll”（在Windows中）结尾。

在使用库文件时，程序需要链接器（Linker）的支持，将库文件的代码和程序的代码进行整合，生成最终的可执行文件。

二、生成静态库的过程下面将介绍生成静态库的过程，以GNU编译器为例。

1. 编写源代码首先，需要编写一组实现某些功能的源代码文件。

这些源代码文件可以包含函数的定义、变量的声明和实现，以及相关的头文件。

2. 编译为目标文件使用编译器将源代码文件编译为目标文件（Object File）。

目标文件是二进制文件，包含了源代码文件的机器代码表示和一些符号表信息。

使用gcc 命令可以进行编译，例如：gcc -c file1.c file2.c这将生成`file1.o`和`file2.o`两个目标文件。

0引言在开发嵌入式系统时,一般选择基于ARM和uC/OS-II的嵌入式开发平台,因为ARM 微处理器具有处理速度快、超低功耗、价格低廉、应用前景广泛等优点[1].将uC/OS-II移植到ARM系统之后,可以充分结合两者的优势.如果一个程序在一个环境里能工作,我们经常希望能将它移植到另一个编译系统、处理器或者操作系统上,这就是移植技术.移植技术可以使一种特定的技术在更加广泛的范围使用,使软件使用更加灵活,不局限于某一条件.uC/OS -II是由Jean brosse先生编写的完整的可移植、固化、裁剪的占先式实时多任务内核.uC/OS-II的源代码完全开放,这是其他商业实时内核无法比拟的[2].它是针对嵌入式应用设计的,在设计之初就充分考虑了可移植性,它的大部分源代码都是用高可移植性的ANSIC编写的[3].uC/OS-II可以移植到从8位到64位的不同类型、不同规模的嵌入式系统,并能在大部分的8位、16位、32位、甚至64位的微处理器和DSP上运行.由于uC/OS-II是一个实时操作系统,所以如果将它嵌入到ARM处理器上,就能够进一步简化ARM系统的开发.图1uC/OS-II文件体系结构1uC/OS-II的移植uC/OS-II的文件系统结构包括核心代码部分、设置代码部分、与处理器相关的移植代码部分[4].结构如图1所示.其中最上边的软件应用层是uC/OS-II上的代码.核心代码部分包括7个源代码文件和1个头文件.功能分别是内核管理、事件管理、消息队列管理、存储管理、消息管理、信号量处理、任务调度和定时管理.设置代码部分包括2个头文件,用来配置事件控制块的数目以及是否包含消息管理相关代码.而与处理器相关的移植代码部分则是进行移植过程中需要更改的部分,包括1个头文件OS CPU.H,1个汇编文件OS CPU A. S和1个C代码文件.实际上将uC/OS-II移植到ARM处理器上,需要完成的工作主要是以下三个与体系结构相关的文件:OS CPU.H,OS CPU.C以及OS CPU A.S[5].文件OS CPU.H中包括了用#define语句定义的与处理器相关的常数、宏以及类型.移植时主要修改的内容有:与编译器相关的数据类型的设定;用#define语句定义2个宏开关中断;根据堆栈的方向定义OS STK GROWTH等.在将uC/OS-II移植到ARM处理器上时,首先进行基本配置和数据类型定义.重新定义数据类型是为了增加代码的可移植性,因为不同的编译器所提供的同一数据类型的数据长度并不相同,例如int型,在有的编译器中是16位,而在另外一些编译器中则是32位.所以,为了便于移植,需要重新定义数据类型,如INT32U代表无符号32位整型.typedefunsigned int INT8U,就是定义一个8位的无符号整型数据类型.其次就是对ARM处理器相关宏进行定义,如ARM处理器中的退出临界区和进入临界区的宏定义,退出临界区宏定义[5]:#define OS EXITCRITICAL()ARMDisable Int()//关中断,进入临界区宏定义#define OS ENTER CRITICAL()AR2MEnableInt()//开中断.最后就是堆栈增长方向的设定.当进行函数调用时,入口参数和返回地址一般都会保存在当前任务的堆栈中,编译器的编译选项和由此生成的堆栈指令就会决定堆栈的增长方向[6],定义为#define OS STK GROWTH1.图2堆栈增长方向1.2OS CPU.C的移植OS CPU.C的移植包括任务堆栈初始化和相应函数的实现.在这里,共有6个函数:OSTaskStkInit(),OSSTaskCreateHook(),OSTaskDelHook(),OS2TaskSwHook() ,OSTaskStatHook(),OSTimeTickHook().其中后面的5个HOOK函数又称为钩子函数,主要是用来对uC/OS-II进行功能扩展.这些函数为用户定义函数,由操作系统调用相应的HOOK函数去执行,在一般情况下,他们都没有代码,所以实现为空函数即可.而函数OSTaskStkInit()对堆栈进行初始化,在ARM系统中,任务堆栈空间由高到低依次为PC,LR ,R12,R11, ,R1,R0,CPSR,SPSR.在进行堆栈初始化以后,OSTaskStkInit()返回新的堆栈栈顶指针.OS CPU A.S文件的移植需要对处理器的寄存器进行操作,所以必须用汇编语言来编写.这个文件的实现集中体现了所要移植到处理器的体系结构和uC/OS-II的移植原理[6].它包括4个子函数:OSStartHighRdy(),OSCtxSw(),OSIntCtxSw(),OSTick2ISR().其中难点在于OSIntCtxSw()和OSTickISR()函数的实现,因为这两个函数的实现与移植者的移植思路以及相关硬件定时器、中断寄存器的设置有关.在实际的移植工作中,这两处也是比较容易出错的地方.OSIntCtxSw()函数由OSIntExit()函数调用,而OSIntExit()函数又由OSTickISR()调用.OSIntCtxSw()函数最重要的作用就是它完成在中断ISR中直接进行任务切换,从而提高了实时响应的速度.它发生的时机是在ISR执行到OSIntExit()时,如果发现有高优先级的任务因为等待time tick的到来获得了执行•72•第4期李学桥等:uC/OS-II在ARM系统上的移植与实现的条件,就可以马上被调度执行,而不用返回被中断的那个任务之后再进行任务切换.实现OSIntCtxSw()的方法大致也有两种情况[7]:一是通过调整SP堆栈指针的方法,根据所用的编译器对于函数嵌套的处理,通过精确计算出所需要调整的SP位置来使得进入中断时所作的保护现场的工作可以被重用.二是设置需要切换标志位的方法,在OSIntCtxSw()里面不发生切换,而是设置一个需要切换的标志,等函数嵌套从进入OSIntExit ()=>OS ENTER CRITI2CAL()=>OSIntCtxSw()=>OS EXIT CRITICAL()=>OSIntExit()退出后,再根据标志位来判断是否需要进行中断级的任务切换.其次是对OSTickISR()修改.OSTickISR()首先在被中断任务堆栈中保存CPU寄存器的值,然后调用OSIntEnter().随后调用OSTimeTick(),检查所有处于延时等待状态的任务,判断是否有延时结束就绪的任务.最后调用OSIntExit().如果在中断中(或其他嵌套的中断)有更高优先级的任务就绪,并且当前中断为中断嵌套的最后一层,OSIntExit()将进行任务调度.如果进行了任务调度,OSIntExit()将不再返回调用者,而是用新任务的堆栈中的寄存器数值恢复CPU现场,然后实现任务切换.如果当前中断不是中断嵌套的最后一层,或中断中没有改变任务的就绪状态,OSIntExit()将返回调用者OSTickISR(),OSTickISR()返回被中断的任务.最后就是退出临界区和进入临界区函数.进入临界区时,必须关闭中断,用ARMDisableInt()函数实现.在退出临界区的时候恢复原来的中断状态,通过ARMEnableInt ()函数来实现[7].至于进行任务级上下文切换,则是由汇编子程序OSCtxSw实现.2在ARM系统上的实现以跑马灯和数码管为例,说明uC/OS-II的移植过程:跑马灯是4个小灯轮流变明变暗,很方便看出效果.跑马灯在日常中使用很多,比如状态栏跑马灯、文字跑马灯、图片跑马灯、单片机跑马灯等[8].本文采用的是单片机跑马灯.实现单片机跑马灯的程序中,只有地址口为低电平(接地)时,发光管才会亮.所以只要循环控制地址口的各个引脚的电平高低变化就可使LED循环点亮:首先是全不亮,接着第1个灯亮,第2个灯亮,第3个灯亮,第4个灯亮,第5个灯亮,最后所有的灯一起亮.笔者使用6个共阳极LED数码管来实现在7段数码管上循环显示0～9,A～F字符.每个显示位的段选线与一个8位并行口线对应相连,只要在显示位上的段选线上保持段码电平不变,则该位就能保持相应的显示字符.这里的8位并行口可以直接采用并行I/O口,也可以采用串入/并出的移位寄存器或是其他具有三态功能的锁存器等.当采用动态显示接口时,在多位LED显示时,为了简化电路,降低成本,将所有位的段选线并联在一起,由一个8位I/O 口控制.而共阴(或共阳)极公共端分别由相应的I/O线控制,实现各位的分时选通.由于各个数码管是共用同一个段码输出口分时轮流通电的,从而大大简化了硬件线路,降低了成本.对于数码管的实现分为3个步骤:1)制作LED字符与码段对应表2)扫描控制3((U83)0x02000006)=0x3E;/3使能第一个数码管3/3)段码输出((U83)0x02000004)=seg7table[0];根据上面的LED字符与码段对应表,控制相应的数字进行输出.数码管扫描控制地址为0x02000006,8位访问,比如Bit0控制数码管0,并且低电平有效,Bit5控制数码管5,低电平有效,数码管显示试验系统中采用的是动态显示接口,其中数码管扫描控制地址为0x02000006 ,位0—5分别对应一个数码管,将其中每位清0来选择相应的数码管;地址0x02000004为数码管的数据寄存器,控制数码管的段码输出.3多任务应用程序uC/OS-II的移植及跑马灯和数码管的实现如下[9]:首先是C语言入口函数Main(所有C程序的入口).它里面包括调用函数ARMTargetInit()初始化ARM处理器,调用OSInit ()进行uC/OS-II操作系统初始化,然后调用OSTaskCreate()函数创建任务TaskLED和TaskSEG,最后调用ARMTargetStart()函数启动时钟节拍中断,并且调用OSStart()启动系统任务调度,由于在程序当中使用for(;;),这是一个永无止境的回路,所以装置可以一直进行下去,直到关闭装置.void Main(void){ARMTargetInit();uHALr printf(″uC/OS-II#n″);OSInit();Sem1=OSSemCreate(0);Sem2=OSSemCreate(1);OSTaskCreate(TaskLED,(void3)&IdLED,(OS STK3)&StackLED[STACKSIZE-1],5);OSTaskCreate(TaskSEG,(void3)&IdSEG,(OS STK3)&StackSEG[STACKSIZE-1],6);ARMTargetStart();OSStart();return;}4结语使用创建好的模板Temp新建一个工程Temp,并将模板中的Core和Assemble文件夹中的文件加入到工程Temp中.1)新建一个文件Temp.c,并将其添加到Temp工程的App 文件夹中.2)打开Temp.c文件,添加两个任务,它们的任务处理函数分别为TaskLED()和TaskSEG().3)在TaskLED()函数中每隔50个时钟节拍使所有跑马灯闪烁一次(即按顺序亮,然后全亮,最后全灭,顺序循环).4)在TaskSEG()函数中每隔50个时钟节拍切换一次数码管显示(循环从0～F显示).5)编译工程Temp,如果出错,则进行修改后再编译.6)将Temp 下载并运行,看结果.正确的结果是将每隔1/2s切换一次数码管显示,每隔1/2s使所有跑马灯闪烁一次.经持续了2h试验,没有出现错误,跑马灯和数码管正常运转,结果证明移植成功.。

嵌入式C语言循环结构程序设计嵌入式系统是一种专门用于控制和监视设备、机器和系统的计算机系统。

循环结构是嵌入式C语言中的一种重要的程序设计模式。

在嵌入式系统中，循环结构通常用于实现任务的重复执行，周期性地对传感器进行采集和处理，以及驱动外设等操作。

本文将介绍嵌入式C语言中循环结构的基本原理和程序设计技巧。

循环结构是程序设计中的一种基本控制结构，用于实现多次重复执行段代码的功能。

在嵌入式C语言中，循环结构有三种常用的形式：for循环、while循环和do-while循环。

这些循环结构可以根据具体的需求选择使用，每种循环结构都有其独特的特点。

for循环是最常用的循环结构之一，用于实现已知循环次数的重复执行。

for循环的语法如下：```for (初始化表达式; 循环条件表达式; 更新表达式)//循环体代码```其中，初始化表达式用于初始化循环变量；循环条件表达式用于定义循环的终止条件；更新表达式用于更新循环变量的值。

循环体代码是需要重复执行的代码块。

例如，下面的例子演示了使用for循环计算1到10之间所有整数的和：```int sum = 0;for (int i = 1; i <= 10; i++)sum += i;```在这个例子中，循环变量i的初始值为1，每次循环后i的值加1，直到i的值大于10为止。

循环体代码中的sum += i语句用于计算累加和。

while循环是另一种常用的循环结构，用于实现未知循环次数的重复执行。

while循环的语法如下：```while (循环条件表达式)//循环体代码```其中，循环条件表达式用于定义循环的终止条件。

当循环条件表达式的值为真时，就执行循环体代码；否则，结束循环。

例如，下面的例子演示了使用while循环计算1到10之间所有整数的和：```int sum = 0;int i = 1;while (i <= 10)sum += i;i++;```在这个例子中，循环条件表达式i <= 10用于定义循环的终止条件；循环体代码中的sum += i和i++语句用于计算累加和和更新循环变量i 的值。

嵌入式c语言的通用数据结构和算法库嵌入式系统中的C语言通用数据结构和算法库，可以在多种场景下为开发者提供便利。

以下我们将介绍一些常见的数据结构和算法库，并分析它们的优缺点。

一、常见的数据结构在嵌入式系统中，常见的数据结构包括：1.数组：用于存储同一类型的数据，方便进行批量操作。

2.链表：用于存储不同类型的数据，动态扩展，插入和删除操作方便。

3.栈：遵循后进先出（LIFO）原则，适用于函数调用、表达式求值等场景。

4.队列：遵循先进先出（FIFO）原则，适用于任务调度、缓冲等场景。

5.哈希表：根据键值对进行存储和查找，适用于快速查找和排序场景。

6.树：用于构建层次结构，支持快速查找、插入和删除操作。

7.图：表示复杂的关系网络，支持最短路径、最小生成树等算法。

二、常见的算法库在嵌入式系统中，常见的算法库包括：1.排序算法：如快速排序、归并排序、堆排序等，用于对数据进行升序或降序排列。

2.查找算法：如二分查找、哈希查找等，用于在数据中查找特定值。

3.划分算法：如快排中的划分操作，用于将数据分成两部分。

4.压缩算法：如LZW、Huffman编码等，用于对数据进行压缩。

5.编码和解码算法：如Base64、ASCII码转换等，用于数据格式的转换。

6.图形算法：如最小生成树、最短路径等，用于解决图论问题。

3.优缺点分析嵌入式系统中的数据结构和算法库，具有一定的优势和局限性：1.优势：通用性：数据结构和算法库可以适用于多种场景，降低开发难度。

高效性：经过优化的算法库，可以提高嵌入式系统的性能。

易用性：开发者可以直接调用库函数，节省编写代码的时间。

2.局限性：资源占用：数据结构和算法库可能占用一定的内存和处理资源。

适应性：针对特定应用场景，可能需要定制化开发。

更新和维护：数据结构和算法库可能需要不断更新和维护，以适应新技术的发展。

综上所述，嵌入式系统中的C语言通用数据结构和算法库在实际应用中具有一定的优势和局限性。