Kaj je vdelani program C in njegova struktura za začetnike

Prej je bilo veliko vdelanih aplikacij razvitih s programiranjem na ravni sestavljanja. Niso pa zagotovili prenosljivosti. To pomanjkljivost je premagal pojav različnih jezikov na visoki ravni, kot so C, Pascal in COBOL. Vendar je bil jezik C tisti, ki je bil široko sprejet za vgrajene sisteme in to še naprej počne. Napisana koda C je bolj zanesljiva, razširljiva in prenosljiva, pravzaprav pa je veliko lažje razumljiva. Vgrajeno programiranje C je duša procesorja, ki deluje znotraj vsakega posebej vgrajeni sistem srečujemo v vsakdanjem življenju, kot so mobilni telefoni, pralni stroji in digitalni fotoaparati. Vsak procesor je povezan z vdelano programsko opremo. Prva in najpomembnejša stvar je vdelana programska oprema, ki se odloči za delovanje vdelanega sistema. Vgrajeni jezik C se najpogosteje uporablja programirajte mikrokrmilnik .

Kaj je jezik C?

Jezik C je razvil Dennis Ritchie leta 1969. Je zbirka ene ali več funkcij in vsaka funkcija je zbirka izjav, ki izvajajo določeno nalogo.
Jezik C je jezik srednje ravni, saj podpira aplikacije na visoki in nizki ravni. Preden se spustimo v podrobnosti vdelanega programiranja C, bi morali vedeti o organizaciji pomnilnika RAM.

Glavne značilnosti jezika C vključujejo naslednje.

• Jezik C je programska oprema, zasnovana z različnimi ključnimi besedami, vrstami podatkov, spremenljivkami, konstantami itd.
• Embedded C je splošni izraz za programski jezik, napisan v jeziku C, ki je povezan z določeno arhitekturo strojne opreme.
• Embedded C je razširitev jezika C z nekaterimi dodatnimi datotekami glave. Te datoteke glav se lahko spreminjajo od krmilnika do krmilnika.
• The mikrokrmilnik 8051 Uporablja se #include.

Kaj je vgrajeno programiranje C

V vseh vgrajenih sistemskih projektih ima programiranje Embedded C ključno vlogo, da mikrokrmilnik zažene in izvede prednostna dejanja. Trenutno običajno uporabljamo več elektronskih naprav, kot so mobilni telefoni, pralni stroji, varnostni sistemi, hladilniki, digitalni fotoaparati itd. Nadzor nad temi vgrajenimi napravami lahko opravimo s pomočjo vdelanega programa C. Na primer pri digitalnem fotoaparatu, če pritisnemo gumb kamere, da posnamemo fotografijo, bo mikrokrmilnik izvedel zahtevano funkcijo, da klikne sliko in jo shrani.

Programiranje vdelanega C

Vgrajeno programiranje C gradi z naborom funkcij, kjer je vsaka funkcija niz stavkov, ki se uporabljajo za izvajanje nekaterih določenih nalog. Oba vdelana jezika C in C sta enaka in se izvajata prek nekaterih temeljnih elementov, kot so spremenljivka, nabor znakov, ključne besede, tipi podatkov, izjava spremenljivk, izrazi, stavki. Vsi ti elementi igrajo ključno vlogo med pisanjem vdelanega programa C.

Oblikovalci vdelanega sistema morajo vedeti o arhitekturi strojne opreme za pisanje programov. Ti programi igrajo vidno vlogo pri spremljanju in nadzoru zunanjih naprav. Prav tako neposredno upravljajo in uporabljajo notranjo arhitekturo mikrokrmilnika, kot so obdelava prekinitev, časovniki, serijska komunikacija in druge razpoložljive funkcije.

Programiranje vgrajenega sistema

Kot smo že omenili, lahko vdelani sistem oblikujemo s pomočjo strojne in programske opreme. Na primer, v preprostem vgrajenem sistemu je procesor glavni modul, ki deluje kot srce sistema. Tu procesor ni nič drugega kot mikroprocesor, DSP, mikrokrmilnik, CPLD in FPGA. Vsi ti procesorji so programabilni, tako da določajo delovanje naprave.

Vgrajeni sistemski program omogoča strojni opremi, da ustrezno preveri vhode in nadzor izhodov. V tem postopku bo vdelani program morda moral neposredno nadzirati notranjo arhitekturo procesorja, kot so časovniki, obdelava prekinitev, vhodno / izhodna vrata, serijski komunikacijski vmesnik itd.

Torej je vgrajeno sistemsko programiranje zelo pomembno za procesor. Za vgrajene sisteme so na voljo različni programski jeziki, kot so C, C ++, montažni jezik, JAVA, skript JAVA, visual basic itd. Ta programski jezik ima ključno vlogo pri izdelavi vdelanega sistema, vendar je izbira jezika zelo pomembna.

Koraki za izdelavo vdelanega programa C.

Pri oblikovanju vdelanega programa c so na voljo različni koraki, kot so naslednji.

• Komentarji
• Direktive procesorja
• Konfiguracija vrat
• Globalne spremenljivke
• Osnovna funkcija / glavna funkcija
• Izjava o spremenljivki
• Logika programa

Komentarji

V programskih jezikih so komentarji zelo pomembni za opis funkcije programa. Koda komentarjev je neizvedljiva, vendar se uporablja za zagotavljanje programske dokumentacije. Če želite razumeti funkcijo programa, boste s tem naredili preprosto metodo za razumevanje funkcije programa. V vdelanem C so komentarji na voljo v dveh vrstah, in sicer v enovrstni in glavni vrstni komentar.

V vdelani programski jezik C lahko v našo kodo vstavimo komentarje, ki bralcu pomagajo k lažjemu razumevanju kode.

C = a + b / * dodajte dve spremenljivki, katerih vrednost je shranjena v drugi spremenljivki C * /

Enovrstični komentar

Na splošno so za programske jezike enovrstični komentarji zelo koristni za razjasnitev dela programa. Ti komentarji se začnejo z dvojno poševnico (//) in se lahko nahajajo kjer koli znotraj programskega jezika. Z uporabo tega lahko v programu prezrete celotno vrstico.

Komentar več vrstic

Komentarji z več vrsticami se začnejo z eno poševnico (/) in zvezdico (/ *) v programskih jezikih, kar pojasnjuje blok kode. Te vrste komentarjev je mogoče urediti kjer koli znotraj programskega jezika in jih v glavnem uporabiti za ignoriranje celotnega bloka kode v programu.

Direktive procesorja

Vrstice, vključene v programsko kodo, se imenujejo predprocesorske direktive, ki jim je mogoče slediti prek zgoščenega simbola (#). Te vrstice so direktive predprocesorja, vendar ne programirani stavki.
Kodo je mogoče pregledati prek predprocesorja, preden se začne resnično prevajanje kode in razreši te direktive, preden generira kodo z običajnimi stavki. Na voljo je več posebnih direktiv za predprocesor, čeprav sta dve direktivi zelo koristni v programskem jeziku

kot naslednje.

#include
#include
Sbit LED = P2 ^ 3
Glavna ()
{
LED = 0x0ff
Zamuda ()
LED = 0x00
}
#define
#include
#define LED P0
Glavna ()
{
LED = 0x0ff
Zamuda ()
LED = 0x00
}

V zgornjem programu se direktiva #include običajno uporablja za vključitev standardnih knjižnic, kot sta study in. h se uporablja za omogočanje vhodno / izhodnih funkcij s pomočjo knjižnice 'C'. Direktiva #define se običajno uporablja za opis niza spremenljivk in dodeljuje vrednosti z izvajanjem postopka v določenem navodilu, kot so makri.

Konfiguracija vrat

Mikrokrmilnik vključuje več vrat, kjer imajo vsa vrata različne zatiče. Ti zatiči se lahko uporabljajo za nadzor vmesniških naprav. Navedbo teh zatičev lahko v programu naredite s pomočjo ključnih besed. Ključne besede v vdelanem programu c so standardne in vnaprej določene kot bit, sbit, SFR, ki se uporabljajo za navedbo bitov in enega samega zatiča znotraj programa.

Nekatere besede so rezervirane za izvajanje določenih nalog. Te besede so znane kot ključne besede. V vdelanem C. so standardne in vnaprej določene. Ključne besede so vedno zapisane z malimi črkami. Te ključne besede je treba definirati pred pisanjem glavnega programa. Glavne funkcije ključnih besed vključujejo naslednje.

#include
Sbit a = P 2 ^ 2
SFR 0x00 = PoRT0
Bit C
glavni ()
{
…………… ..
…………… ..
}

sbit

To je ena vrsta podatkovnega tipa, ki se uporablja za dostop do enega bita v registru SFR.

Sintaksa tega podatkovnega tipa je: sbit ime spremenljivke = SFR bit

Primer: sbit a = P2 ^ 1

Če damo p2.1 kot spremenljivko 'a', potem lahko kjer koli v programu namesto p2.1 uporabimo 'a', kar zmanjša zapletenost programa.

Bit

Ta vrsta podatkov se v glavnem uporablja za omogočanje bitnega naslovljivega pomnilnika pomnilnika z naključnim dostopom, kot je 20h do 2fh.

Sintaksa tega podatkovnega tipa je: ime bitne spremenljivke

Primer: bit c

Gre za nastavitev bitnih serij v majhnem podatkovnem območju, ki se v glavnem uporablja s pomočjo programa, da si nekaj zapomni.

SFR

Ta vrsta podatkov se uporablja za pridobivanje zunanjih vrat registra SFR z dodatnim imenom. Torej, objava vseh registrov SFR se lahko opravi z velikimi tiskanimi črkami.

Sintaksa tega podatkovnega tipa je: ime spremenljivke SFR = naslov SFR za register SFR

Primer: SFR vrata0 = 0 × 80

Če dodelimo 0 × 80 kot »port0«, lahko nato uporabimo 0 × 80 namesto port0 kjer koli v programskem jeziku, da zmanjšamo težavnost programa.

SFR Register

SFR pomeni Register posebnih funkcij. V mikrokrmilnik 8051 vključuje pomnilnik RAM z 256 bajti, ki je razdeljen na dva glavna elementa: prvi element s 128 bajti se v glavnem uporablja za shranjevanje podatkov, drugi element s 128 bajti pa v glavnem za registre SFR. Vse zunanje naprave, kot so časovniki, števci in vhodno / izhodna vrata, so shranjene v registru SFR in vsak element vključuje en naslov.

Globalne spremenljivke

Ko je spremenljivka deklarirana, preden je funkcija ključa znana kot globalna spremenljivka. Ta spremenljivka je dovoljena za katero koli funkcijo v programu. Življenjska doba globalne spremenljivke je v glavnem odvisna od programiranja, dokler se ne konča.

#include
Nepodpisano int a, c = 10
Glavna ()
{
……………
………… ..
}

Osnovna funkcija / glavna funkcija

Glavna funkcija je osrednji del med izvajanjem katerega koli programa in se začne z glavno funkcijo preprosto. Vsak program uporablja samo eno glavno funkcijo, kajti če program vključuje zgoraj eno glavno funkcijo, bo naslednji prevajalnik zmeden pri začetku izvajanja programa.

#include
Glavna ()
{
……………
………… ..
}

Izjava o spremenljivki

Ime, kot je spremenljivka, se uporablja za shranjevanje vrednosti, vendar jo je treba najprej uporabiti, preden jo uporabimo v programu. V deklaraciji spremenljivke je navedeno njeno ime in vrsta podatkov. Tu podatkovni tip ni nič drugega kot predstavitev shranjevalnih podatkov. Pri vgrajenem programiranju C uporablja štiri temeljne vrste podatkov, kot so celo število, float in znak za shranjevanje podatkov v pomnilniku. Velikost podatkovnega tipa in obseg lahko določite glede na prevajalnik.

Podatkovni tip se nanaša na obsežen sistem za prijavljanje spremenljivk različnih vrst, kot so celo število, znak, float itd. Vdelana programska oprema C uporablja štiri podatkovne tipe, ki se uporabljajo za shranjevanje podatkov v pomnilnik.

Znak ‘char’ se uporablja za shranjevanje katerega koli posameznega znaka, ‘int’ se uporablja za shranjevanje celoštevilčne vrednosti, ‘float’ pa za shranjevanje katere koli natančnosti vrednosti s plavajočo vejico. Velikost in obseg različnih podatkovnih vrst na 32-bitnem računalniku sta podana v naslednji tabeli. Velikost in obseg se lahko razlikujeta pri strojih z različnimi velikostmi besed.

• Velikost podatkovnega tipa char / podpisan char je 1 bajt, njegov obseg pa je od -128 do +128
• Velikost nepodpisanega tipa char znaša 1 bajt in obseg je od 0 do 255
• Velikost podatkovnega tipa int / podpisanega int je 2 bajta in obseg je od -32768 do 32767
• Velikost nepodpisanega tipa podatkov je 2 bajta in obseg je od 0 do 65535

Glavna ()
{
Nepodpisani int a, b, c
}

Struktura vdelanega programa C je prikazana spodaj.

• komentarji
• predprocesorske direktive
• globalne spremenljivke
• funkcija main ()

{

• lokalne spremenljivke
• izjave
• ………… ..
• ………… ..

}

• zabavno (1)

{

• lokalne spremenljivke
• izjave
• ………… ..
• ………… ..

}

Logika programa

Logika programa je načrt pasu, ki se pojavlja v teoriji za & predvidljivimi rezultati ukrepov programa. Pojasnjuje izjavo sicer teorije o tem, zakaj bo vdelani program deloval, in prikazuje prepoznane učinke ukrepov, sicer virov.

Glavna
{
LED = 0x0f
zamuda (100)
LED = 0x00
zamuda (100)
}

Glavni dejavniki vdelanega programa C

Glavni dejavniki, ki jih je treba upoštevati pri izbiri programskega jezika za razvoj vgrajenega sistema, vključujejo naslednje.

Velikost programa

Vsak programski jezik zavzame nekaj pomnilnika, kjer vdelani procesor, kot je mikrokrmilnik, vključuje izredno manj pomnilnika z naključnim dostopom.

Hitrost programa

Programski jezik mora biti zelo hiter, zato naj teče čim hitreje. Hitrosti vdelane strojne opreme ne bi smeli zmanjševati zaradi počasne programske opreme.

Prenosljivost

Za različne vdelane procesorje je mogoče pripraviti podobne programe.

• Preprosta izvedba
• Enostavno vzdrževanje
• Berljivost

Razlike med programom C in vgrajenim programom C.

Razlika med vgrajenim programiranjem C in C pravzaprav ni veliko ločena od operacijskega okolja in nekaterih razširitev. Ti programski jeziki so standardi ISO in imajo približno podobno sintakso, funkcije, vrste podatkov itd. Glavne razlike med programiranjem C in vdelanim programiranjem c vključujejo naslednje.

Primeri vdelanega programa C

Sledi nekaj preprostih programov Embedded C. projekti, ki temeljijo na mikrokrmilniku .

Primer-1

Primer-2

Primer-3

Primer-4

Prednosti

The prednosti vdelanega c programa g vključujejo naslednje.

• To je zelo enostavno razumeti.
• Neprestano izvaja podobno nalogo, zato ni potrebe po spreminjanju strojne opreme, kot je dodatni pomnilnik, sicer prostor za shranjevanje.
• Izvede samo eno nalogo hkrati
• Stroški strojne opreme, ki se uporablja v vdelanem c, so običajno tako nizki.
• Aplikacije vdelanega so izjemno primerne v industriji.
• Za razvoj aplikacijskega programa traja manj časa.
• Zmanjša zapletenost programa.
• To je enostavno preveriti in razumeti.
• Prenosljiv je z enega krmilnika na drugega.

Slabosti

The slabosti vgrajenega c programiranja vključujejo naslednje.

• Naenkrat izvrši samo eno nalogo, vendar ne more izvesti več opravil
• Če spremenimo program, moramo spremeniti tudi strojno opremo
• Podpira samo sistemski sistem.
• Ima težavo razširljivosti
• Ima omejitve, kot je omejen pomnilnik, sicer združljivost računalnika.

Aplikacije vdelanega programa C

The aplikacije vgrajenega c programiranja vključujejo naslednje.

• Vgrajeno programiranje C se v panogah uporablja za različne namene
• Programski jezik, ki se uporablja v aplikacijah, je preverjanje hitrosti na avtocesti, nadzor semaforjev, nadzor uličnih luči, sledenje vozilu, umetna inteligenca, avtomatizacija doma in samodejni nadzor intenzivnosti.

Upamo, da smo uspeli zagotoviti enostaven in dostopen način za začetnike Vgrajeno programiranje C. . Razumevanje vgrajenega programiranja C je najpomembnejši predpogoj za načrtovanje vgrajenih projektov. Poleg tega boljše razumevanje in pravilno znanje o vgrajenem programiranju C študentom izjemno pomagata pri izbiri koristne kariere.

Spodbujamo in pozdravljamo vprašanja, predloge in komentarje naših bralcev. Zato lahko svoja vprašanja in povratne informacije o tem članku objavite v spodnjem oddelku za komentarje. Sledite spodnji povezavi za Projekti brez spajkanja