### C 语言嵌入式系统编程修炼 #### 一、背景篇 嵌入式系统编程是一种专门针对特定硬件平台的编程技术，这类编程通常需要直接访问底层硬件资源，以实现高性能和实时性的需求。虽然汇编语言可以直接操作硬件，但由于其开发过程复杂，通常不作为首选。相比之下，C语言因其强大的硬件操作能力和较高的开发效率，成为了嵌入式系统开发的首选语言。 本文基于一个典型的嵌入式系统硬件平台展开讨论，该平台包括两个主要组成部分： 1. **以通用处理器为中心的协议处理模块**：负责处理网络控制协议。 2. **以数字信号处理器（DSP）为中心的信号处理模块**：用于调制、解调以及数模信号转换。 本文主要关注通用处理器的协议处理模块，因为这部分涉及到更多的C语言编程技巧。在本章节中，将详细介绍该硬件平台的特点，并解释为什么选择80186作为CPU芯片。 #### 二、软件架构篇 在嵌入式系统中，合理的软件架构设计至关重要。良好的架构不仅可以提高系统的性能，还可以增强系统的可维护性和可扩展性。 ##### 2.1 模块划分 模块划分是软件架构设计的基础，通过将软件分解成多个独立的功能模块，可以降低系统的复杂度，提高可读性和可维护性。例如，可以将协议处理模块进一步划分为网络层、传输层和应用层等子模块。 ##### 2.2 多任务还是单任务 在设计软件架构时，还需要考虑是否采用多任务机制。多任务可以提高系统的并发执行能力，但同时也增加了调度和同步的复杂性。单任务模型虽然简单，但在处理复杂交互时可能会显得力不从心。 ##### 2.3 中断服务程序 中断服务程序是嵌入式系统中的关键组件，负责处理外部事件或硬件触发的中断请求。设计高效的中断服务程序对于确保系统的实时响应非常重要。 ##### 2.4 硬件驱动模块 硬件驱动模块是软件与硬件之间的桥梁，它提供了对底层硬件资源的抽象访问接口。良好的硬件驱动设计应该能够简化上层软件的开发，并确保系统的稳定性和可靠性。 ##### 2.5 C 的面向对象化 虽然C语言本身并不支持面向对象编程，但可以通过一些技巧来模拟面向对象的特性，比如使用结构体和函数指针等。这种做法有助于提高代码的组织性和复用性。 #### 三、内存操作 内存管理是嵌入式系统开发中的一个重要话题，不当的内存管理可能会导致各种问题，如内存泄漏、数据损坏等。 ##### 3.1 数据指针 指针是C语言中最强大的工具之一，它可以用来访问和操作内存中的任意位置。合理使用指针可以提高程序的效率和灵活性。 ##### 3.2 数组 vs. 动态申请 在嵌入式系统中，数组通常用于静态分配内存，而动态内存分配则适用于大小不确定的情况。了解两者之间的差异以及何时使用哪种方法是非常重要的。 ##### 3.3 关键字 const `const`关键字用于声明常量，可以保护数据不被意外修改，有助于提高程序的健壮性和安全性。 ##### 3.4 关键字 volatile `volatile`关键字用于标记可能被外部硬件改变的变量，确保编译器不会对该变量进行优化，这对于处理中断或外部事件时非常重要。 ##### 3.5 CPU 字长与存储器位宽不一致处理 当CPU字长与存储器位宽不一致时，需要特殊处理以确保数据正确传输。例如，如果CPU字长为16位而存储器位宽为8位，则需要采取措施确保数据完整无误地传输。 #### 四、屏幕操作 屏幕操作是嵌入式系统人机交互的重要组成部分。这一章节将介绍如何处理汉字、系统时间显示、动画显示、菜单操作以及模拟消息框等功能。 1. **汉字处理**：嵌入式系统中显示汉字通常需要考虑字符编码和字体资源的加载。 2. **系统时间显示**：显示系统时间需要从硬件时钟获取时间信息，并将其格式化后显示。 3. **动画显示**：动画效果的实现通常涉及图像帧的连续刷新。 4. **菜单操作**：设计友好的用户界面需要实现灵活的菜单导航。 5. **模拟 MessageBox 函数**：为用户提供提示或警告信息。 #### 五、键盘操作 键盘是嵌入式系统中常见的输入设备，正确处理键盘输入可以提升用户体验。 1. **处理功能键**：功能键通常用于实现特定的功能，如切换页面、打开菜单等。 2. **处理数字键**：数字键主要用于输入数值或命令码。 3. **整理用户输入**：收集用户的连续输入并进行解析处理。 #### 六、性能优化 性能优化是嵌入式系统开发中不可忽视的一个环节，有效的优化手段可以显著提升系统的运行效率。 1. **使用宏定义**：宏定义可以减少重复代码，提高代码的可读性和可维护性。 2. **使用寄存器变量**：寄存器变量存储在CPU寄存器中，访问速度更快。 3. **内嵌汇编**：在某些情况下，使用内嵌汇编可以实现更高效的底层操作。 4. **利用硬件特性**：合理利用硬件特性，如硬件加速功能，可以显著提高性能。 5. **活用位操作**：位操作是C语言中的一种高效数据处理方式，合理运用可以提高程序效率。 通过上述章节的详细阐述，我们可以看到，C语言在嵌入式系统开发中的应用非常广泛，无论是从软件架构设计到内存操作，还是屏幕和键盘的控制，甚至是性能优化等方面，都有许多值得探讨和实践的技术点。对于嵌入式系统开发者而言，掌握这些技术是提高开发效率和系统质量的关键。

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C语言嵌入式系统编程修炼之道——背景篇 C语言嵌入式系统编程修炼之道——软件架构篇 1.模块划分 2.多任务还是单任务 3.单任务程序典型架构 4.中断服务程序 5.硬件驱动模块 6.C的面向对象化 总结 C语言嵌入式系统编程修炼之道——内存操作篇 1.数据指针 2.函数指针 3.数组vs.动态申请 4.关键字const 5.关键字volatile 6.CPU字长与存储器位宽不一致处理 总结 C语言嵌入式系统编程修炼之道——屏幕操作篇 1.汉字处理 2.系统时间显示 3.动画显示 4.菜单操作 5.模拟MessageBox函数 总结 C语言嵌入式系统编程修炼之道——键盘操作篇 1.处理功能键 2.处理数字键 3.整理用户输入 总结 C语言嵌入式系统编程修炼之道——性能优化篇 1.使用宏定义 2.使用寄存器变量 3.内嵌汇编 4.利用硬件特性 5.活用位操作 总结

C语言嵌入式系统编程修炼之道-笔记1

C语言嵌入式系统编程修炼之道-笔记2

C语言嵌入式系统编程修炼之道，对于学习C语言懂的童鞋来说值得一看

《C语言嵌入式系统编程修炼之道》，作者：宋宝华，pdf 格式，大小 446KB。 内容简介： C 语言嵌入式系统编程修炼之软件架构篇 C 语言嵌入式系统编程修炼之屏幕操作 C 语言嵌入式系统编程修炼之内存操作 C 语言嵌入式系统编程修炼之键盘操作 C 语言嵌入式系统编程修炼之性能优化

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本文的讨论主要围绕以通用处理器为中心的协议处理模块进行，因为它更多地牵涉到具体的C语言编程技巧。本文讲述的28个主题可分为两类，一类是编程技巧，有很强的适用性；一类则介绍嵌入式系统编程的一般常识，具有一定的理论意义。

本压缩包文件集锦了嵌入式C/C++开发编程技巧，高效编程技术探索，C/C++语言相关技术问题的深层探索，并且对嵌入式C/C++程序员应聘常见面试题进行了深入剖析，对嵌入式C/C++开发者编程修炼，提升自身的相关能力具有很要的作用。 文档包含如下内容： struct 深层探索. C++中extern "C"含义深层探索. C 语言高效编程的几招 想成为嵌入式程序员应知道的 0x10 个基本问题 C 语言嵌入式系统编程修炼之一:背景篇 C 语言嵌入式系统编程修炼之二:软件架构篇 C 语言嵌入式系统编程修炼之三:内存操作 C 语言嵌入式系统编程修炼之四:屏幕操作 C 语言嵌入式系统编程修炼之五:键盘操作 C 语言嵌入式系统编程修炼之六:性能优化 C/C++语言 void 及void 指针深层探索 C/C++语言可变参数表深层探索 C/C++数组名与指针区别深层探索 C/C++程序员应聘常见面试题深入剖析(1) C/C++程序员应聘常见面试题深入剖析(2) 一道著名外企面试题的抽丝剥茧 C/C++结构体的一个高级特性――指定成员的位数 C/C++中的近指令、远指针和巨指针 从两道经典试题谈 C/C++中联合体（union）的使用. 基于 ARM 的嵌入式Linux 移植真实体验 基于 ARM 的嵌入式Linux 移植真实体验（1）――基本概念 基于 ARM 的嵌入式Linux 移植真实体验（2）――BootLoader 基于 ARM 的嵌入式Linux 移植真实体验（3）――操作系统 基于 ARM 的嵌入式Linux 移植真实体验（4）――设备驱动 基于 ARM 的嵌入式Linux 移植真实体验（5）――应用实例 深入浅出 Linux 设备驱动编程 1.Linux 内核模块 2.字符设备驱动程序 3.设备驱动中的并发控制 4.设备的阻塞与非阻塞操作