嵌入式C語言的編程基礎(chǔ)知識講解

流水線被指令填滿時(shí)才能發(fā)揮最大效能，即每時(shí)鐘周期完成一條指令的執(zhí)行(僅指單周期指令)。

如果程序發(fā)生跳轉(zhuǎn)，流水線會被清空，這將需要幾個(gè)時(shí)鐘才能使流水線再次填滿。因此，盡量少的使用跳轉(zhuǎn)指令可以提高程序執(zhí)行效率，解決發(fā)案就是盡量使用指令的“條件執(zhí)行”功能。

在LPC2200系列中：

可以通過過下面的程序延遲10毫秒：

for(i=0;i<200;i++){for(j=0;j<200;j++);}

通過下面語句將一個(gè)16位的變量放在兩個(gè)8位的變量中

//IP數(shù)據(jù)報(bào)總長度高字節(jié) IpHeadUint8[10]=(IpHead.e_ip.Crc&0xff00)>>8;//IP數(shù)據(jù)報(bào)總長度低字節(jié)IpHeadUint8[11]=IpHead.e_ip.Crc&0x00ff;

在對全部數(shù)組元素賦初值時(shí)，可以不指定數(shù)組長度

inta[]={1,2,3,4,5};

但如果當(dāng)輸出第a[5]以上的元素時(shí)，系統(tǒng)回輸出隨機(jī)數(shù)值，所以使用此方法時(shí)，不能使用超過初始值元素以上的元素。

由于ADS先天性的對printf不支持;因此不便于我們調(diào)試，可以利用串口輸出來代替printf來調(diào)試。

用或運(yùn)算，可使某位置為1，其它位不變

PINSEL0 |= 0x00000005; //設(shè)置串口引腳

使第0位和第二位置一，其他位不變。

函數(shù)指針

C語言中函數(shù)名直接對應(yīng)于函數(shù)生成的指令代碼在內(nèi)存中的地址，因此函數(shù)名可以直接賦給指向函數(shù)的指針

調(diào)用函數(shù)實(shí)際上等同于“調(diào)用指令+參數(shù)傳遞處理+回歸位置入?！?，本質(zhì)上最核心的操作是將函數(shù)生成的目標(biāo)代碼的首地址賦給CPU的PC寄存器。

因?yàn)楹瘮?shù)調(diào)用的本質(zhì)是跳轉(zhuǎn)到某一個(gè)地址單元的code去執(zhí)行，所以可以“調(diào)用一個(gè)根本就不存在在函數(shù)實(shí)體

int (*p)();定義p是一個(gè)指向函數(shù)的指針變量，次函數(shù)返回帶回整型的返回值。*P兩側(cè)的括號不能省略，表示p先于*結(jié)合，是指針變量，然后再與后面的()結(jié)合，表示此指針指向函數(shù)。

區(qū)別：int *p()表示這個(gè)函數(shù)的返回值是指向整型變量的指針。

說明：

(1) 指向函數(shù)的指針變量的一般定義形式為：

數(shù)據(jù)類型 (*指針變量名)();

1> 此處的“數(shù)據(jù)類型”是指函數(shù)返回值的類型

(2) 返回指針值的函數(shù)：

類型名 *函數(shù)名(參數(shù)表)

int * func(int x,int y)

func是函數(shù)名，調(diào)用它以后能返回一個(gè)指向整型數(shù)據(jù)的指針。x,y是func的形參。

區(qū)別方法：

從右往左找第一個(gè)括號，括號里面的是函數(shù)的形參。

括號外面的第一個(gè)標(biāo)識符是函數(shù)的名字，函數(shù)前面的表示函數(shù)的返回?cái)?shù)值。

數(shù)組指針

1>int (*p)[4]

表示*p有4個(gè)元素，每個(gè)元素為整型。也就是p所指的對象有4個(gè)整型元素的數(shù)組，既P是行指針。

2> 指針數(shù)組

? 一個(gè)數(shù)組，其元素均為指針類型數(shù)據(jù)，稱為指針數(shù)組;即指針數(shù)組中的每一個(gè)元素都相當(dāng)于一個(gè)指針變量。

? 一維指針數(shù)組的定義形式為：

類型名 *數(shù)組名[數(shù)組長度]

int*p[4];

作用：它用于指向若干個(gè)字符串，使字符串處理更加方便靈活。適用于一個(gè)二維字符串?dāng)?shù)組，其中每一行的字符數(shù)組的長度各不相同。

char * name[]={“Follow me”,”BASIC”,”GreatWall”};

結(jié)構(gòu)體

1> 可以用結(jié)構(gòu)體變量做實(shí)參。但是用結(jié)構(gòu)體變量作實(shí)參時(shí)，采取的是“值傳遞”的方式，將結(jié)構(gòu)體變量所占的內(nèi)存單元的內(nèi)容全部順序遞給形參。形參也必須是同類型的結(jié)構(gòu)體變量。

pint(su);//注在此處su為結(jié)構(gòu)體

注：這種傳遞方式在空間和時(shí)間上開銷較大，如果結(jié)構(gòu)體的規(guī)模較大時(shí)，開銷是很可觀的。

2> 用直向結(jié)構(gòu)體變量(或數(shù)組)的指針作實(shí)參，將結(jié)構(gòu)體變量(或數(shù)組)的地址傳給形參

print(&su);//注在此處su為結(jié)構(gòu)體

共用體

1> 共用體把幾種不同數(shù)據(jù)類型的變量存放在同一塊內(nèi)存里。公用體中的變量共享同一塊內(nèi)存。

2> 定義公用體類型變量的一般形式為：

union 共用體名{成員列表;}變量列表;

3>在共體中同一塊內(nèi)存可以用來存放幾種不同類型的數(shù)據(jù)，但在某一時(shí)刻只能在其中存放一個(gè)成員變量。共用體變量中起作用的成員是最后一次存入的數(shù)據(jù)。

union data{int i;char c;double d;};union data a;

共用體變量a中的成員i,c,d三個(gè)變量在內(nèi)存中從同一個(gè)地址開始存儲。如進(jìn)行如下賦值：

a.i = 100;a.c = ‘A’;

那么此時(shí)共用體變量a中的成員i已經(jīng)沒有值了，因?yàn)榇鎯υ撝档膬?nèi)存現(xiàn)在已經(jīng)被用來存儲成員c的值了。

3> 共用體變量的長度取決于其成員的最大長度：

說明：結(jié)構(gòu)體變量所占內(nèi)存的長度是各個(gè)成員的總和，每個(gè)成員分別占有自己的存儲空間。共用體變量所占內(nèi)存的長度是其最長成員的長度。當(dāng)然，編譯器出于提高訪問效率的目的，在編譯分配存儲空間時(shí)往往要進(jìn)行對齊操作。

對齊操作以最大基本類型為準(zhǔn)。即以最大基本類型為基本單元。若按實(shí)際算下的長度不是基本單元的整數(shù)倍，則其實(shí)際長度應(yīng)該是基本單元的整數(shù)倍。在TurboC中不進(jìn)行對齊，在Linux中進(jìn)行對齊。

CPU字長與存儲器位寬不一致處理

例如：使用共用體來解決這一沖突：

union send_temp{uint16 words;uint8 bytes[2];}send_buff;eg:send_buff.bytes[0]=a;//此處a 是8位send_buff.bytes[1]=b;//此處 b 是8位;

此時(shí)就將8位字拼成了16位字存儲了。

發(fā)送時(shí)send(send_buff.words)就可以每次發(fā)送一個(gè)16位的數(shù)據(jù)了。

C語言符號優(yōu)先級：

1>復(fù)合賦值運(yùn)算符號：

a+=3*5;

等價(jià)于a=a+(3*5);

一個(gè)常見的調(diào)試策略是把一些printf函數(shù)的調(diào)用散布于程序中，確定錯(cuò)誤出現(xiàn)的具體位置

但是，這些函數(shù)調(diào)用的輸出結(jié)果被寫入到緩沖區(qū)中，并不立即顯示于屏幕上。事實(shí)上，如果程序失敗，緩沖輸去可能不會被實(shí)際寫入，因此得到的錯(cuò)誤位置就是錯(cuò)誤的。解決的方法是在每個(gè)用于調(diào)試的printf函數(shù)之后立即調(diào)用fflush函數(shù)即可得到。

printf(“something or other”);fflush(stdout);

關(guān)鍵volatile的用法

volatile變量可能用于如下幾種情況：

1>設(shè)備的硬件寄存器(如：狀態(tài)寄存器)

2>一個(gè)中斷服務(wù)子程序中會訪問到的全局變量

3>多線程應(yīng)用中被幾個(gè)任務(wù)共享的變量。

關(guān)鍵字register的用法：

當(dāng)對一個(gè)變量頻繁被讀寫時(shí)，需要反復(fù)訪問內(nèi)存，從而花費(fèi)大量的存取時(shí)間。為此，C語言提供了一種變量，即寄存器變量。這種變量存放在CPU的寄存器中，使用時(shí)，不需要訪問內(nèi)存，而直接從寄存器中讀寫，從而提高效率。寄存器變量的說明符是register。對于循環(huán)次數(shù)較多的循環(huán)控制變量及循環(huán)體內(nèi)反復(fù)使用的變量均可定義為寄存器變量，而循環(huán)計(jì)數(shù)是應(yīng)用寄存器變量的最好候選者。

(1) 只有局部自動變量和形參才可以定義為寄存器變量。因?yàn)榧拇嫫髯兞繉儆趧討B(tài)存儲方式，凡需要采用靜態(tài)存儲方式的量都不能定義為寄存器變量，包括：模塊間全局變量、模塊內(nèi)全局變量、局部static變量;

(2) register是一個(gè)"建議"型關(guān)鍵字，意指程序建議該變量放在寄存器中，但最終該變量可能因?yàn)闂l件不滿足并未成為寄存器變量，而是被放在了存儲器中，但編譯器中并不報(bào)錯(cuò)，在C++語言中有另一個(gè)"建議"型關(guān)鍵字：inline。

對于程序代碼，已經(jīng)被燒錄在FLASH或ROM中，我們可以讓CPU直接從其中讀取代碼執(zhí)行，但通常這不是一個(gè)好辦法，我們最好在系統(tǒng)啟動后將FLASH或ROM中的目標(biāo)代碼拷貝入RAM中后再執(zhí)行以提高取指令速度。

CPU對各種存儲器的訪問速度，基本上是：

CPU內(nèi)部RAM>外部同步RAM>外部異步RAM>FLASH/ROM

宏定義

在C語言中，宏是產(chǎn)生內(nèi)嵌代碼的唯一方法。對于嵌入式系統(tǒng)而言，為了能達(dá)到性能要求，宏是一種很好的代替函數(shù)的方法。

宏定義“像”函數(shù);

宏定義不是函數(shù)，因而需要括上所有“參數(shù)”;

宏定義可能產(chǎn)生副作用。因而不要給宏定義傳入有副作用的"參數(shù)"。