Июл 172019
 

Язык Си (без ++) — один из основных языков для программирования микроконтроллеров, поскольку здесь требуется высокая скорость, а оперативной памяти не бывает много.

Пример простой программы на Си для микроконтроллера AVR

Это текст программы компиляторов типа AvrStudio, CodeVisionAVR и т.п.

 #include // заголовочный файл для ввода-вывода #include #define BV(x) (1 << x) int main(void) { DDRC=0xFF; // порт PORTC настроен на выход PORTC=0xFF; // установка уровней на порте PORTC while(1) // начало цикла { PORTC=~(BV(5)); // переключение 5-го бита порта PORTC _delay_ms(1000); // задержка 1 секунда PORTC=BV(5); // переключение 5-го бита порта PORTC обратно _delay_ms(1000); } return 0; }  

Функция main — это точка входа в программу, с которой компьютер начинает выполнение программы.

Допускается из main возвращать void, хотя это не по стандарту, так что лучше int.

В функцию main можно передавать аргументы командной строки:

int main(int argc, char* argv[]) { }  

Вообще говоря, мы можем писать программу для MK AVR также на языке Processing/Wiring. Это тот же Си, но упрощенный. Но компилироваться это будет только в Arduino IDE или т.п., а потом можно загружать полученный hex в наш микроконтроллер. При этом не обязательно, чтобы МК стоял на плате Arduino. Разницы то нет.

Вот так выглядит аналогичная программа на Processing/Wiring:

int ledPin = 13; void setup() { pinMode(ledPin, OUTPUT); } void loop() { digitalWrite(ledPin, HIGH); delay(1000); digitalWrite(ledPin, LOW); delay(1000); }  

Здесь не надо подключать хеддеры для МК, т.к. они подключатся автоматом. Но для внешних модулей могут понадобится. Короче, про Ардуино подробнее читайте здесь

http://ar.com/basic/uno

а пока мы вернемся к языку Си.

Общая структура памяти программы на Си

— куча — для динамического выделения памяти

— стек — локальные переменные класса памяти auto (включая аргументы функций)

— DATA — константы

— CODE — исполняемый код, инструкции процессора

Типы данных в Си

-Базовые типы данных: char, int, float, double.

-Модификаторы знака: signed, unsigned.

-Модификаторы знака: long, short.

void — тип без значения

При этом следущие типы равны:

int = signed int = signed // 16 или 32 бит (зависит от платформы ) unsigned = unsigned int char = signed char	// 8 бит (от -128 до 127) (ASCII) unsigned char // 8 бит (от 0 до 255) wchar_t // UNICODE  

В Си логический тип реализован неявно (с помощью int): false = нуль, true = не нуль.

Введение псевдонимов для ранее описанных типов данных:

typedef тип имя

где тип — любой существующий тип данных, имя — новое имя для этого типа.

Пример: typedef unsigned char byte;

Преобразование типов:

Если операнды операции имеют разные типы, то происходит неявное приведение типов:

double a = 1.222; int i = a; // дробная часть отсекается! double x = 2/5;	// результат будет 0 !  

(чтобы здесь получить 0.4 нужно было бы написать x=2.0/5 или 2/5.0)

Явное приведение типов:

int a=2, b=5; double b = (double)a / b;	// результат будет b=0.4  

Принудительное преобразование типов:

(тип) выражение;

(желательно вообще избегать преобразования типов)

Переменные и константы

Переменная представляет собой блок памяти, на который мы ссылаемся по её имени (идентификатору).

Декларация переменных (вместе с инициализацией):

[класс памяти] [квалификаторы] [модификаторы] тип идентификатор = инициатор;

Например,

static const unsigned char x = 100;  

Здесь «;» — составляющая часть конструкции, завершающая часть.

Допустима (хотя и редко используется) запись: const x = 100; (по умолчанию int).

Квалификаторы (или «модификаторы доступа»): const, volatile.

const — означает, что переменные не могут изменяться во время выполнения программы; инициалиировать можно только при декларации;

volatile — содержимое переменной может измениться само собой (используется в многопоточных программах при взаимодействии процессов)

Возможен вариант const volatile, когда писать могут только снаружи.

Спецификторы хранения (описатель класса памяти): auto, register, extern, static.

auto — локальные переменных (по умолчанию) — программный стек.

register — просьба компилятору положить переменную в регистр ЦПУ (но он эту просьбу редко выполняет);

extern — объявление (declaration) переменных, но не определение (definition) (определение где-то в другом месте); определение может идти ниже по файлу (но как глобальная) или в другом файле.

static — статические локальные переменные, которые хранят своё значение между вызовами функций (они предпочтильнее, чем глобальные переменные). Статические глобальные переменные видны только в пределах данного файла.

Внешние и статические объекты существуют и сохраняют свои значения на протяжении всего времени выполнения программы.

Автоматические и регистровые объекты создаются и существуют только внутри блока, в котором они описаны, и уничтожаются при выходе из этого блока.

Описание области действия идентификаторов (имен):

— внутреннее (локальное) — внутри блока {…}

— внешнее (глобальное) — вне всех блоков

Идентификатор, описанный внутри блока, известен только в этом блоке (локальный идентификатор).

Идентификатор, описанный на самом внешнем уровне, известен от места появления этого описания до конца входного файла, в котором он описан (глобальный идентификатор).

Стоит избегать использования глобальных имен.

Переменные с классом памяти static видны только в пределах текущего блока (для локальных) или в пределах файла (для объявленных глобально).

Статические переменные хранятся в сегменте данных (data) и по умолчанию инициализируются нулем. Т.е. память под static-переменные выделяется при старте программы и существует до конца программы.

Замечание: Инициализация выполняется одни раз при выделении памяти!

void f(void) { static int a = 1; /* - это инициализация (но не присваивание!), т. е. переменная инициализурется единицей только один раз при старте программы! (или 0 по умолчанию, т.е. если бы было просто static int a;) */ a++; }  

Статическими могут быть также функции. Такая ф-ция может исп-ся только внутри данного файла.

Следует различать присваивание и инициализацию:

— Присваивание: имя_переменной = выражение;

— Многочисленное присваивание: x = y = z = 0;

— Инициализация переменных: тип имя_переменной = константа;

Константы

Константы являются частью машинных команд и под них память не выделяется.

Константы бывают:

— целые:

10-я система: 127; -127; +127;

8-я система: 0127; (начинается с нуля — значит 8-ричная!)

16-я система: 0x7F; (x или X, f или F — регистр не влияет)

— вещественные: 3.14; 2. ; .25 (0 можно опускать); 2E3; 2e3; 2E-3; 2.0E+3;

— символьные: 8-битные ASCII: ‘A’, ‘=’, ‘\n’, ‘\t’, ‘\370’, ‘\xF8’ (символ градуса);

— строковые литералы (в двойных кавычках): «Hello, world!\n». Строки заканчиваются нулевым байтом — ‘\0’.

Макроопределения:

 #define WIDTH 80	//(подробнее ниже)  

Операции и операторы

Оператор (инструкция, англ. statement) — это единица выполнения программы.

В языке Си любое выражение, заканчивающееся символом «точка с запятой» (;), является оператором.

Фигурные скобки { } — это составной оператор.

Например,

{y = x; x++;}  

Кроме того { } является отдельным блоком и в нем можно определять локальные переменные.

; — пустой оператор.

Операции:

— Арифметические операторы: — + * / %

— Инкрименты и декрименты: ++a, —a, a++, a— (могут выполняться быстрее)

— Операторы сравнения (отн-ний): > >= < <= == != (возвращают 1 или 0)

— Логические операторы: && || ! (возвращают 1 или 0)

— Битовые операторы: & | ^ ~ >> <<

— Оператор ?: x ? y : z, напр.: r = 10>9 ? 100 : 200

sizeof — унарный оператор для вычисления размера переменной или типа

, — оператор запятая (последовательное вычисление): a = (b=3, b+2);

Порядок выполнения операторов:

— Унарные операторы выполняются справа-налево.

— Бинарные выполняются слева-направо.

— Присваивание выполняется справа-налево.

Порядок можно менять с помощью скобок!

Примеры:

a=10; r=!!a==a; // результат будет 0, т. к. !!a вернет 1;  

Выражение а + b + c интерпретируется как (а + b) + с.

r = (2==2==2); // результат будет 0, т. к. 2==2 вернет 1 и сравнит с 2; - и вычисляется слева направо. 5 < 3 < 2;	// результат будет 1, т. к. 5<3 вернет 0; a = b = c = 2;	// сначала c=2, потом b=c, потом a = b;  

sizeof() — возвращает длину в байтах переменной или типа; sizeof(int); sizeof(a);

sizeof выражение; — само выражение не вычисляется.

Оператор запятая:

x = (y = 3, y+1);  

левая сторона оператора вычисляется как void и не выдаёт значения, переменной x присвается значение выражения в правой стороне, т.е. y+1.

Указатели и ссылки в Си

& — оператор «получение адреса» объекта;

* — доступ к значению объекта по указанному адресу;

p = &number; // - получение адреса переменной number; q = *p; // - получение значения переменной по указанному адресу: st.a; // - обращение к полю структуры st; pst->a;	// - обращение к полю структуры по её указателю;  

Указатели:

Указатель

QR Code - Take this post Mobile!
Use this unique QR (Quick Response) code with your smart device. The code will save the url of this webpage to the device for mobile sharing and storage.
Понравилось? Поделитесь:

:

Sorry, the comment form is closed at this time.