C的语言嵌入式系统编程教程.pdf

C 语言嵌入式系统编程修炼之道 C 语言嵌入式系统编程 修炼之道 整理 Cysoft /摘自 Internet 1 C 语言嵌入式系统编程修炼之道 目录 1.背景 3 2. 软件架构篇 5 2.1 模块划分5 2.2 多任务还是单任务6 2.3 单任务程序典型架构6 2.4 中断服务程序7 2.5 硬件驱动模块9 2.6 C 的面向对象化9 2.7 总结10 3 内存操作 10 3.1 数据指针10 3.2 函数指针11 3.3 数组 vs.动态申请 11 3.4 关键字 const 12 3.5 关键字 volatile13 3.6 CPU 字长与存储器位宽不一致处理 13 3.7 总结15 4 屏幕操作 15 4.1 汉字处理15 4.2 系统时间显示17 4.3 菜单操作19 4.4 模拟 Message Box 函数21 4.5 总结22 5 键盘操作 22 5.1 处理功能键22 5.2 处理数字键24 5.3 整理用户输入25 5.4 总结26 6 性能优化 26 6.1 使用宏定义26 6.2 使用寄存器变量27 6.3 内嵌汇编27 6.4 利用硬件特性28 6.5 活用位操作28 6.6 总结29 2 C 语言嵌入式系统编程修炼之道 1.背景 不同于一般形式的软件编程，嵌入式系统编程建立在特定的硬件平台上，势必要求其编 程语言具备较强的硬件直接操作能力。无疑，汇编语言具备这样的特质。但是，归因于汇编 语言开发过程的复杂性，它并不是嵌入式系统开发的一般选择。而与之相比，C 语言--一种 高级的低级语言，则成为嵌入式系统开发的最佳选择。笔者在嵌入式系统项目的开发过程 中，一次又一次感受到C 语言的精妙，沉醉于C 语言给嵌入式开发带来的便利。 图 1 给出了本文的讨论所基于的硬件平台，实际上，这也是大多数嵌入式系统的硬件平 台。它包括两部分： （1） 以通用处理器为中心的协议处理模块，用于网络控制协议的处理； （2 ） 以数字信号处理器（DSP ）为中心的信号处理模块，用于调制、解调和数/模信 号转换。 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。而 DSP 编程则重点关注具体的数字信号处理算法，主要涉及通信领 域的知识，不是本文的讨论重点。 着眼于讨论普遍的嵌入式系统 C 编程技巧，系统的协议处理模块没有选择特别的 CPU， 而是选择了众所周知的 CPU 芯片--80186，每一位学习过《微机原理》的读者都应该对此芯 片有一个基本的认识，且对其指令集比较熟悉。80186 的字长是 16 位，可以寻址到的内存 空间为 1MB，只有实地址模式。C 语言编译生成的指针为 32 位（双字），高 16 位为段地址， 低 16 位为段内编译，一段最多 64KB 。 图 1 系统硬件架构 协议处理模块中的 FLASH 和 RAM 几乎是每个嵌入式系统