第一篇：C語言嵌入式系統(tǒng)編程修煉之道

C語言嵌入式系統(tǒng)編程修煉之道收藏

C語言嵌入式系統(tǒng)編程修煉之道——背景篇...1 C語言嵌入式系統(tǒng)編程修煉之道——軟件架構(gòu)篇...4 1.模塊劃分...4 2.多任務(wù)還是單任務(wù)...5 3.單任務(wù)程序典型架構(gòu)...6 4.中斷服務(wù)程序...7 5.硬件驅(qū)動模塊...9 6.C的面向?qū)ο蠡?..10 總結(jié)...10 C語言嵌入式系統(tǒng)編程修煉之道——內(nèi)存操作篇...12 1.數(shù)據(jù)指針...12 2.函數(shù)指針...13 3.數(shù)組vs.動態(tài)申請...14 4.關(guān)鍵字const 15 5.關(guān)鍵字volatile.16 6.CPU字長與存儲器位寬不一致處理...17 總結(jié)...18 C語言嵌入式系統(tǒng)編程修煉之道——屏幕操作篇...19 1.漢字處理...19 2.系統(tǒng)時(shí)間顯示...20 3.動畫顯示...21 4.菜單操作...22 5.模擬MessageBox函數(shù)...24 總結(jié)...26 C語言嵌入式系統(tǒng)編程修煉之道——鍵盤操作篇...27 1.處理功能鍵...27 2.處理數(shù)字鍵...28 3.整理用戶輸入...29 總結(jié)...30 C語言嵌入式系統(tǒng)編程修煉之道——性能優(yōu)化篇...31 1.使用宏定義...31 2.使用寄存器變量...31 3.內(nèi)嵌匯編...32 4.利用硬件特性...32 5.活用位操作...33 總結(jié)

C語言嵌入式系統(tǒng)編程修煉之道——背景篇 不同于一般形式的軟件編程，嵌入式系統(tǒng)編程建立在特定的硬件平臺上，勢必要求其編程語言具備較強(qiáng)的硬件直接操作能力。無疑，匯編語言具備這樣的特質(zhì)。但是，歸因于匯編語言開發(fā)過程的復(fù)雜性，它并不是嵌入式系統(tǒng)開發(fā)的一般選擇。而與之相比，C語言——一種“高級的低級”語言，則成為嵌入式系統(tǒng)開發(fā)的最佳選擇。筆者在嵌入式系統(tǒng)項(xiàng)目的開發(fā)過程中，一次又一次感受到C語言的精妙，沉醉于C語言給嵌入式開發(fā)帶來的便利。本文的目的在于進(jìn)行“C語言嵌入式系統(tǒng)開發(fā)的內(nèi)功心法”秀，一共包括25招。

圖1給出了本文的討論所基于的硬件平臺，實(shí)際上，這也是大多數(shù)嵌入式系統(tǒng)的硬件平臺。它包括兩部分：

（1）

以通用處理器為中心的協(xié)議處理模塊，用于網(wǎng)絡(luò)控制協(xié)議的處理；（2）

以數(shù)字信號處理器（DSP）為中心的信號處理模塊，用于調(diào)制、解調(diào)和數(shù)/模信號轉(zhuǎn)換。

本文的討論主要圍繞以通用處理器為中心的協(xié)議處理模塊進(jìn)行，因?yàn)樗嗟貭可娴骄唧w的C語言編程技巧。而DSP編程則重點(diǎn)關(guān)注具體的數(shù)字信號處理算法，主要涉及通信領(lǐng)域的知識，不是本文的討論重點(diǎn)。

著眼于討論普遍的嵌入式系統(tǒng)C編程技巧，系統(tǒng)的協(xié)議處理模塊沒有選擇特別的CPU，而是選擇了眾所周知的CPU芯片——80186，每一位學(xué)習(xí)過《微機(jī)原理》的讀者都應(yīng)該對此芯片有一個(gè)基本的認(rèn)識，且對其指令集比較熟悉。80186的字長是16位，可以尋址到的內(nèi)存空間為1MB，只有實(shí)地址模式。C語言編譯生成的指針為32位（雙字），高16位為段地址，低16位為段內(nèi)編譯，一段最多64KB。

圖1 系統(tǒng)硬件架構(gòu)

協(xié)議處理模塊中的FLASH和RAM幾乎是每個(gè)嵌入式系統(tǒng)的必備設(shè)備，前者用于存儲程序，后者則是程序運(yùn)行時(shí)指令及數(shù)據(jù)的存放位置。系統(tǒng)所選擇的FLASH和RAM的位寬都為16位，與CPU一致。

實(shí)時(shí)鐘芯片可以為系統(tǒng)定時(shí)，給出當(dāng)前的年、月、日及具體時(shí)間（小時(shí)、分、秒及毫秒），可以設(shè)定其經(jīng)過一段時(shí)間即向CPU提出中斷或設(shè)定報(bào)警時(shí)間到來時(shí)向CPU提出中斷（類似鬧鐘功能）。

NVRAM（非易失去性RAM）具有掉電不丟失數(shù)據(jù)的特性，可以用于保存系統(tǒng)的設(shè)置信息，譬如網(wǎng)絡(luò)協(xié)議參數(shù)等。在系統(tǒng)掉電或重新啟動后，仍然可以讀取先前的設(shè)置信息。其位寬為8位，比CPU字長小。文章特意選擇一個(gè)與CPU字長不一致的存儲芯片，為后文中一節(jié)的討論創(chuàng)造條件。

UART則完成CPU并行數(shù)據(jù)傳輸與RS-232串行數(shù)據(jù)傳輸?shù)霓D(zhuǎn)換，它可以在接收到[1~MAX_BUFFER]字節(jié)后向CPU提出中斷，MAX_BUFFER為UART芯片存儲接收到字節(jié)的最大緩沖區(qū)。

鍵盤控制器和顯示控制器則完成系統(tǒng)人機(jī)界面的控制。以上提供的是一個(gè)較完備的嵌入式系統(tǒng)硬件架構(gòu)，實(shí)際的系統(tǒng)可能包含更少的外設(shè)。之所以選擇一個(gè)完備的系統(tǒng)，是為了后文更全面的討論嵌入式系統(tǒng)C語言編程技巧的方方面面，所有設(shè)備都會成為后文的分析目標(biāo)。

嵌入式系統(tǒng)需要良好的軟件開發(fā)環(huán)境的支持，由于嵌入式系統(tǒng)的目標(biāo)機(jī)資源受限，不可能在其上建立龐大、復(fù)雜的開發(fā)環(huán)境，因而其開發(fā)環(huán)境和目標(biāo)運(yùn)行環(huán)境相互分離。因此，嵌入式應(yīng)用軟件的開發(fā)方式一般是，在宿主機(jī)(Host)上建立開發(fā)環(huán)境，進(jìn)行應(yīng)用程序編碼和交叉編譯，然后宿主機(jī)同目標(biāo)機(jī)(Target)建立連接，將應(yīng)用程序下載到目標(biāo)機(jī)上進(jìn)行交叉調(diào)試，經(jīng)過調(diào)試和優(yōu)化，最后將應(yīng)用程序固化到目標(biāo)機(jī)中實(shí)際運(yùn)行。

CAD-UL是適用于x86處理器的嵌入式應(yīng)用軟件開發(fā)環(huán)境，它運(yùn)行在Windows操作系統(tǒng)之上，可生成x86處理器的目標(biāo)代碼并通過PC機(jī)的COM口（RS-232串口）或以太網(wǎng)口下載到目標(biāo)機(jī)上運(yùn)行，如圖2。其駐留于目標(biāo)機(jī)FLASH存儲器中的monitor程序可以監(jiān)控宿主機(jī)Windows調(diào)試平臺上的用戶調(diào)試指令，獲取CPU寄存器的值及目標(biāo)機(jī)存儲空間、I/O空間的內(nèi)容。圖2 交叉開發(fā)環(huán)境

后續(xù)章節(jié)將從軟件架構(gòu)、內(nèi)存操作、屏幕操作、鍵盤操作、性能優(yōu)化等多方面闡述C語言嵌入式系統(tǒng)的編程技巧。軟件架構(gòu)是一個(gè)宏觀概念，與具體硬件的聯(lián)系不大；內(nèi)存操作主要涉及系統(tǒng)中的FLASH、RAM和NVRAM芯片；屏幕操作則涉及顯示控制器和實(shí)時(shí)鐘；鍵盤操作主要涉及鍵盤控制器；性能優(yōu)化則給出一些具體的減小程序時(shí)間、空間消耗的技巧。

本文即將講述的25個(gè)主題可分為兩類，一類是編程技巧，有很強(qiáng)的適用性；一類則介紹嵌入式系統(tǒng)編程的一般常識，具有一定的理論意義。So, let’s go.C語言嵌入式系統(tǒng)編程修煉之道——軟件架構(gòu)篇 1.模塊劃分

模塊劃分的“劃”是規(guī)劃的意思，意指怎樣合理的將一個(gè)很大的軟件劃分為一系列功能獨(dú)立的部分合作完成系統(tǒng)的需求。C語言作為一種結(jié)構(gòu)化的程序設(shè)計(jì)語言，在模塊的劃分上主要依據(jù)功能（依功能進(jìn)行劃分在面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)中成為一個(gè)錯誤，牛頓定律遇到了相對論），C語言模塊化程序設(shè)計(jì)需理解如下概念：（1）

模塊即是一個(gè).c文件和一個(gè).h文件的結(jié)合，頭文件(.h)中是對于該模塊接口的聲明；

（2）

某模塊提供給其它模塊調(diào)用的外部函數(shù)及數(shù)據(jù)需在.h中文件中冠以extern關(guān)鍵字聲明；

（3）

模塊內(nèi)的函數(shù)和全局變量需在.c文件開頭冠以static關(guān)鍵字聲明；（4）

永遠(yuǎn)不要在.h文件中定義變量！定義變量和聲明變量的區(qū)別在于定義會產(chǎn)生內(nèi)存分配的操作，是匯編階段的概念；而聲明則只是告訴包含該聲明的模塊在連接階段從其它模塊尋找外部函數(shù)和變量。如： /*module1.h*/ int a = 5;

/* 在模塊1的.h文件中定義int a */

/*module1.c*/ #include “module1.h”

/* 在模塊1中包含模塊1的.h文件 */ /*module2.c*/ #include “module1.h”

/* 在模塊2中包含模塊1的.h文件 */ /*module3.c*/ #include “module1.h”

/* 在模塊3中包含模塊1的.h文件 */ 以上程序的結(jié)果是在模塊1、2、3中都定義了整型變量a，a在不同的模塊中對應(yīng)不同的地址單元，這個(gè)世界上從來不需要這樣的程序。正確的做法是： /*module1.h*/ extern int a;

/* 在模塊1的.h文件中聲明int a */ /*module1.c*/ #include “module1.h”

/* 在模塊1中包含模塊1的.h文件 */ int a = 5;

/* 在模塊1的.c文件中定義int a */ /*module2.c*/ #include “module1.h”

/* 在模塊2中包含模塊1的.h文件 */

/*module3.c*/ #include “module1.h”

/* 在模塊3中包含模塊1的.h文件 */ 這樣如果模塊1、2、3操作a的話，對應(yīng)的是同一片內(nèi)存單元。一個(gè)嵌入式系統(tǒng)通常包括兩類模塊：

（1）硬件驅(qū)動模塊，一種特定硬件對應(yīng)一個(gè)模塊；

（2）軟件功能模塊，其模塊的劃分應(yīng)滿足低偶合、高內(nèi)聚的要求。2.多任務(wù)還是單任務(wù)

所謂“單任務(wù)系統(tǒng)”是指該系統(tǒng)不能支持多任務(wù)并發(fā)操作，宏觀串行地執(zhí)行一個(gè)任務(wù)。而多任務(wù)系統(tǒng)則可以宏觀并行（微觀上可能串行）地“同時(shí)”執(zhí)行多個(gè)任務(wù)。

多任務(wù)的并發(fā)執(zhí)行通常依賴于一個(gè)多任務(wù)操作系統(tǒng)（OS），多任務(wù)OS的核心是系統(tǒng)調(diào)度器，它使用任務(wù)控制塊（TCB）來管理任務(wù)調(diào)度功能。TCB包括任務(wù)的當(dāng)前狀態(tài)、優(yōu)先級、要等待的事件或資源、任務(wù)程序碼的起始地址、初始堆棧指針等信息。調(diào)度器在任務(wù)被激活時(shí)，要用到這些信息。此外，TCB還被用來存放任務(wù)的“上下文”（context)。任務(wù)的上下文就是當(dāng)一個(gè)執(zhí)行中的任務(wù)被停止時(shí)，所要保存的所有信息。通常，上下文就是計(jì)算機(jī)當(dāng)前的狀態(tài)，也即各個(gè)寄存器的內(nèi)容。當(dāng)發(fā)生任務(wù)切換時(shí)，當(dāng)前運(yùn)行的任務(wù)的上下文被存入TCB，并將要被執(zhí)行的任務(wù)的上下文從它的TCB中取出，放入各個(gè)寄存器中。嵌入式多任務(wù)OS的典型例子有Vxworks、ucLinux等。嵌入式OS并非遙不可及的神壇之物，我們可以用不到1000行代碼實(shí)現(xiàn)一個(gè)針對80186處理器的功能最簡單的OS內(nèi)核，作者正準(zhǔn)備進(jìn)行此項(xiàng)工作，希望能將心得貢獻(xiàn)給大家。

究竟選擇多任務(wù)還是單任務(wù)方式，依賴于軟件的體系是否龐大。例如，絕大多數(shù)手機(jī)程序都是多任務(wù)的，但也有一些小靈通的協(xié)議棧是單任務(wù)的，沒有操作系統(tǒng)，它們的主程序輪流調(diào)用各個(gè)軟件模塊的處理程序，模擬多任務(wù)環(huán)境。3.單任務(wù)程序典型架構(gòu)

（1）從CPU復(fù)位時(shí)的指定地址開始執(zhí)行；（2）跳轉(zhuǎn)至匯編代碼startup處執(zhí)行；

（3）跳轉(zhuǎn)至用戶主程序main執(zhí)行，在main中完成： a.初試化各硬件設(shè)備；

b.初始化各軟件模塊； c.進(jìn)入死循環(huán)（無限循環(huán)），調(diào)用各模塊的處理函數(shù)

用戶主程序和各模塊的處理函數(shù)都以C語言完成。用戶主程序最后都進(jìn)入了一個(gè)死循環(huán)，其首選方案是： while(1){ } 有的程序員這樣寫： for(;;){ } 這個(gè)語法沒有確切表達(dá)代碼的含義，我們從for(;;)看不出什么，只有弄明白for(;;)在C語言中意味著無條件循環(huán)才明白其意。下面是幾個(gè)“著名”的死循環(huán)：（1）操作系統(tǒng)是死循環(huán)；（2）WIN32程序是死循環(huán)；（3）嵌入式系統(tǒng)軟件是死循環(huán)；

（4）多線程程序的線程處理函數(shù)是死循環(huán)。你可能會辯駁，大聲說：“凡事都不是絕對的，2、3、4都可以不是死循環(huán)”。Yes，you are right，但是你得不到鮮花和掌聲。實(shí)際上，這是一個(gè)沒有太大意義的牛角尖，因?yàn)檫@個(gè)世界從來不需要一個(gè)處理完幾個(gè)消息就喊著要OS殺死它的WIN32程序，不需要一個(gè)剛開始RUN就自行了斷的嵌入式系統(tǒng)，不需要莫名其妙啟動一個(gè)做一點(diǎn)事就干掉自己的線程。有時(shí)候，過于嚴(yán)謹(jǐn)制造的不是便利而是麻煩。君不見，五層的TCP/IP協(xié)議棧超越嚴(yán)謹(jǐn)?shù)腎SO/OSI七層協(xié)議棧大行其道成為事實(shí)上的標(biāo)準(zhǔn)？ 經(jīng)常有網(wǎng)友討論：

printf(“%d,%d”,++i,i++);

/* 輸出是什么？*/ c = a+++b;

/* c=? */ 等類似問題。面對這些問題，我們只能發(fā)出由衷的感慨：世界上還有很多有意義的事情等著我們?nèi)ハ瘮z入的食物。實(shí)際上，嵌入式系統(tǒng)要運(yùn)行到世界末日。4.中斷服務(wù)程序

中斷是嵌入式系統(tǒng)中重要的組成部分，但是在標(biāo)準(zhǔn)C中不包含中斷。許多編譯開發(fā)商在標(biāo)準(zhǔn)C上增加了對中斷的支持，提供新的關(guān)鍵字用于標(biāo)示中斷服務(wù)程序(ISR)，類似于__interrupt、#program interrupt等。當(dāng)一個(gè)函數(shù)被定義為ISR的時(shí)候，編譯器會自動為該函數(shù)增加中斷服務(wù)程序所需要的中斷現(xiàn)場入棧和出棧代碼。

中斷服務(wù)程序需要滿足如下要求：(1)不能返回值；

(2)不能向ISR傳遞參數(shù)；

(3)ISR應(yīng)該盡可能的短小精悍；

(4)printf(char * lpFormatString,?)函數(shù)會帶來重入和性能問題，不能在ISR中采用。

在某項(xiàng)目的開發(fā)中，我們設(shè)計(jì)了一個(gè)隊(duì)列，在中斷服務(wù)程序中，只是將中斷類型添加入該隊(duì)列中，在主程序的死循環(huán)中不斷掃描中斷隊(duì)列是否有中斷，有則取出隊(duì)列中的第一個(gè)中斷類型，進(jìn)行相應(yīng)處理。/* 存放中斷的隊(duì)列 */ typedef struct tagIntQueue { int intType;

/* 中斷類型 */ struct tagIntQueue *next;}IntQueue;

IntQueue lpIntQueueHead;

__interrupt ISRexample(){

int intType;

intType = GetSystemType();QueueAddTail(lpIntQueueHead, intType)；/* 在隊(duì)列尾加入新的中斷 */ } 在主程序循環(huán)中判斷是否有中斷： While(1){ If(!IsIntQueueEmpty())

{

intType = GetFirstInt();

switch(intType)

/* 是不是很象WIN32程序的消息解析函數(shù)? */

{

/* 對，我們的中斷類型解析很類似于消息驅(qū)動 */

case xxx:

/* 我們稱其為“中斷驅(qū)動”吧？ */

…

break;

case xxx:

…

break;

…

} }

} 按上述方法設(shè)計(jì)的中斷服務(wù)程序很小，實(shí)際的工作都交由主程序執(zhí)行了。5.硬件驅(qū)動模塊

一個(gè)硬件驅(qū)動模塊通常應(yīng)包括如下函數(shù)：（1）中斷服務(wù)程序ISR（2）硬件初始化

a.修改寄存器，設(shè)置硬件參數(shù)（如UART應(yīng)設(shè)置其波特率，AD/DA設(shè)備應(yīng)設(shè)置其采樣速率等）；

b.將中斷服務(wù)程序入口地址寫入中斷向量表： /* 設(shè)置中斷向量表 */

m_myPtr = make_far_pointer(0l);/* 返回void far型指針void far * */

m_myPtr += ITYPE_UART;/* ITYPE_UART： uart中斷服務(wù)程序 */ /* 相對于中斷向量表首地址的偏移 */

*m_myPtr = &UART _Isr;

/* UART _Isr：UART的中斷服務(wù)程序 */（3）設(shè)置CPU針對該硬件的控制線

a.如果控制線可作PIO（可編程I/O）和控制信號用，則設(shè)置CPU內(nèi)部對應(yīng)寄存器使其作為控制信號；

b.設(shè)置CPU內(nèi)部的針對該設(shè)備的中斷屏蔽位，設(shè)置中斷方式（電平觸發(fā)還是邊緣觸發(fā)）。

（4）提供一系列針對該設(shè)備的操作接口函數(shù)。例如，對于LCD，其驅(qū)動模塊應(yīng)提供繪制像素、畫線、繪制矩陣、顯示字符點(diǎn)陣等函數(shù)；而對于實(shí)時(shí)鐘，其驅(qū)動模塊則需提供獲取時(shí)間、設(shè)置時(shí)間等函數(shù)。6.C的面向?qū)ο蠡?/p>

在面向?qū)ο蟮恼Z言里面，出現(xiàn)了類的概念。類是對特定數(shù)據(jù)的特定操作的集合體。類包含了兩個(gè)范疇：數(shù)據(jù)和操作。而C語言中的struct僅僅是數(shù)據(jù)的集合，我們可以利用函數(shù)指針將struct模擬為一個(gè)包含數(shù)據(jù)和操作的“類”。下面的C程序模擬了一個(gè)最簡單的“類”： #ifndef C_Class

#define C_Class struct #endif C_Class A {

C_Class A *A_this;

/* this指針 */

void(*Foo)(C_Class A *A_this);/* 行為：函數(shù)指針 */

int a;

/* 數(shù)據(jù) */

int b;};我們可以利用C語言模擬出面向?qū)ο蟮娜齻€(gè)特性：封裝、繼承和多態(tài)，但是更多的時(shí)候，我們只是需要將數(shù)據(jù)與行為封裝以解決軟件結(jié)構(gòu)混亂的問題。C模擬面向?qū)ο笏枷氲哪康牟辉谟谀M行為本身，而在于解決某些情況下使用C語言編程時(shí)程序整體框架結(jié)構(gòu)分散、數(shù)據(jù)和函數(shù)脫節(jié)的問題。我們在后續(xù)章節(jié)會看到這樣的例子。總結(jié)

本篇介紹了嵌入式系統(tǒng)編程軟件架構(gòu)方面的知識，主要包括模塊劃分、多任務(wù)還是單任務(wù)選取、單任務(wù)程序典型架構(gòu)、中斷服務(wù)程序、硬件驅(qū)動模塊設(shè)計(jì)等，從宏觀上給出了一個(gè)嵌入式系統(tǒng)軟件所包含的主要元素。

請記住：軟件結(jié)構(gòu)是軟件的靈魂！結(jié)構(gòu)混亂的程序面目可憎，調(diào)試、測試、維護(hù)、升級都極度困難。

一個(gè)高尚的程序員應(yīng)該是寫出如藝術(shù)作品般程序的程序員。

C語言嵌入式系統(tǒng)編程修煉之道——內(nèi)存操作篇 1.數(shù)據(jù)指針

在嵌入式系統(tǒng)的編程中，常常要求在特定的內(nèi)存單元讀寫內(nèi)容，匯編有對應(yīng)的MOV指令，而除C/C++以外的其它編程語言基本沒有直接訪問絕對地址的能力。在嵌入式系統(tǒng)的實(shí)際調(diào)試中，多借助C語言指針?biāo)哂械膶^對地址單元內(nèi)容的讀寫能力。以指針直接操作內(nèi)存多發(fā)生在如下幾種情況：

(1)

某I/O芯片被定位在CPU的存儲空間而非I/O空間，而且寄存器對應(yīng)于某特定地址；

(2)

兩個(gè)CPU之間以雙端口RAM通信，CPU需要在雙端口RAM的特定單元（稱為mail box）書寫內(nèi)容以在對方CPU產(chǎn)生中斷；

(3)

讀取在ROM或FLASH的特定單元所燒錄的漢字和英文字模。譬如：

unsigned char *p =(unsigned char *)0xF000FF00;*p=11;以上程序的意義為在絕對地址0xF0000+0xFF00(80186使用16位段地址和16位偏移地址)寫入11。在使用絕對地址指針時(shí)，要注意指針自增自減操作的結(jié)果取決于指針指向的數(shù)據(jù)類別。上例中p++后的結(jié)果是p= 0xF000FF01，若p指向int，即： int *p =(int *)0xF000FF00;p++(或++p)的結(jié)果等同于：p = p+sizeof(int)，而p—(或—p)的結(jié)果是p = p-sizeof(int)。同理，若執(zhí)行：

long int *p =(long int *)0xF000FF00;則p++(或++p)的結(jié)果等同于：p = p+sizeof(long int)，而p—(或—p)的結(jié)果是p = p-sizeof(long int)。

記住：CPU以字節(jié)為單位編址，而C語言指針以指向的數(shù)據(jù)類型長度作自增和自減。理解這一點(diǎn)對于以指針直接操作內(nèi)存是相當(dāng)重要的。2.函數(shù)指針

首先要理解以下三個(gè)問題：

（1）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；

（2）調(diào)用函數(shù)實(shí)際上等同于“調(diào)轉(zhuǎn)指令＋參數(shù)傳遞處理＋回歸位置入棧”，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；（3）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)根本就不存在的函數(shù)實(shí)體，暈？請往下看： 請拿出你可以獲得的任何一本大學(xué)《微型計(jì)算機(jī)原理》教材，書中講到，186 CPU啟動后跳轉(zhuǎn)至絕對地址0xFFFF0（對應(yīng)C語言指針是0xF000FFF0，0xF000為段地址，0xFFF0為段內(nèi)偏移）執(zhí)行，請看下面的代碼：

typedef void(*lpFunction)();

/* 定義一個(gè)無參數(shù)、無返回類型的 */ /* 函數(shù)指針類型 */ lpFunction lpReset =(lpFunction)0xF000FFF0;

/* 定義一個(gè)函數(shù)指針，指向*/ /* CPU啟動后所執(zhí)行第一條指令的位置 */ lpReset();

/* 調(diào)用函數(shù) */ 在以上的程序中，我們根本沒有看到任何一個(gè)函數(shù)實(shí)體，但是我們卻執(zhí)行了這樣的函數(shù)調(diào)用：lpReset()，它實(shí)際上起到了“軟重啟”的作用，跳轉(zhuǎn)到CPU啟動后第一條要執(zhí)行的指令的位置。

記住：函數(shù)無它，唯指令集合耳；你可以調(diào)用一個(gè)沒有函數(shù)體的函數(shù)，本質(zhì)上只是換一個(gè)地址開始執(zhí)行指令！3.數(shù)組vs.動態(tài)申請

在嵌入式系統(tǒng)中動態(tài)內(nèi)存申請存在比一般系統(tǒng)編程時(shí)更嚴(yán)格的要求，這是因?yàn)榍度胧较到y(tǒng)的內(nèi)存空間往往是十分有限的，不經(jīng)意的內(nèi)存泄露會很快導(dǎo)致系統(tǒng)的崩潰。

所以一定要保證你的malloc和free成對出現(xiàn)，如果你寫出這樣的一段程序： char * function(void){

char *p;

p =(char *)malloc(…);

if(p==NULL)?;

?

/* 一系列針對p的操作 */ return p;} 在某處調(diào)用function()，用完function中動態(tài)申請的內(nèi)存后將其free，如下： char *q = function();? free(q);上述代碼明顯是不合理的，因?yàn)檫`反了malloc和free成對出現(xiàn)的原則，即“誰申請，就由誰釋放”原則。不滿足這個(gè)原則，會導(dǎo)致代碼的耦合度增大，因?yàn)橛脩粼谡{(diào)用function函數(shù)時(shí)需要知道其內(nèi)部細(xì)節(jié)！

正確的做法是在調(diào)用處申請內(nèi)存，并傳入function函數(shù)，如下： char *p=malloc(…);if(p==NULL)?;function(p);? free(p);p=NULL;而函數(shù)function則接收參數(shù)p，如下： void function(char *p){ ?

/* 一系列針對p的操作 */ } 基本上，動態(tài)申請內(nèi)存方式可以用較大的數(shù)組替換。對于編程新手，筆者推薦你盡量采用數(shù)組！嵌入式系統(tǒng)可以以博大的胸襟接收瑕疵，而無法“海納”錯誤。畢竟，以最笨的方式苦練神功的郭靖勝過機(jī)智聰明卻范政治錯誤走反革命道路的楊康。

給出原則：

（1）盡可能的選用數(shù)組，數(shù)組不能越界訪問（真理越過一步就是謬誤，數(shù)組越過界限就光榮地成全了一個(gè)混亂的嵌入式系統(tǒng)）；

（2）如果使用動態(tài)申請，則申請后一定要判斷是否申請成功了，并且malloc和free應(yīng)成對出現(xiàn)！4.關(guān)鍵字const const意味著“只讀”。區(qū)別如下代碼的功能非常重要，也是老生長嘆，如果你還不知道它們的區(qū)別，而且已經(jīng)在程序界摸爬滾打多年，那只能說這是一個(gè)悲哀： const int a;int const a;const int *a;int * const a;int const * a const;（1）關(guān)鍵字const的作用是為給讀你代碼的人傳達(dá)非常有用的信息。例如，在函數(shù)的形參前添加const關(guān)鍵字意味著這個(gè)參數(shù)在函數(shù)體內(nèi)不會被修改，屬于“輸入?yún)?shù)”。在有多個(gè)形參的時(shí)候，函數(shù)的調(diào)用者可以憑借參數(shù)前是否有const關(guān)鍵字，清晰的辨別哪些是輸入?yún)?shù)，哪些是可能的輸出參數(shù)。

（2）合理地使用關(guān)鍵字const可以使編譯器很自然地保護(hù)那些不希望被改變的參數(shù)，防止其被無意的代碼修改，這樣可以減少bug的出現(xiàn)。const在C++語言中則包含了更豐富的含義，而在C語言中僅意味著：“只能讀的普通變量”，可以稱其為“不能改變的變量”（這個(gè)說法似乎很拗口，但卻最準(zhǔn)確的表達(dá)了C語言中const的本質(zhì)），在編譯階段需要的常數(shù)仍然只能以#define宏定義！故在C語言中如下程序是非法的： const int SIZE = 10;char a[SIZE];/* 非法：編譯階段不能用到變量 */ 5.關(guān)鍵字volatile C語言編譯器會對用戶書寫的代碼進(jìn)行優(yōu)化，譬如如下代碼： int a,b,c;a = inWord(0x100);/*讀取I/O空間0x100端口的內(nèi)容存入a變量*/ b = a;a = inWord(0x100);/*再次讀取I/O空間0x100端口的內(nèi)容存入a變量*/ c = a;很可能被編譯器優(yōu)化為： int a,b,c;a = inWord(0x100);/*讀取I/O空間0x100端口的內(nèi)容存入a變量*/ b = a;c = a;但是這樣的優(yōu)化結(jié)果可能導(dǎo)致錯誤，如果I/O空間0x100端口的內(nèi)容在執(zhí)行第一次讀操作后被其它程序?qū)懭胄轮担瑒t其實(shí)第2次讀操作讀出的內(nèi)容與第一次不同，b和c的值應(yīng)該不同。在變量a的定義前加上volatile關(guān)鍵字可以防止編譯器的類似優(yōu)化，正確的做法是： volatile int a；

volatile變量可能用于如下幾種情況：

(1)并行設(shè)備的硬件寄存器（如：狀態(tài)寄存器，例中的代碼屬于此類）；(2)一個(gè)中斷服務(wù)子程序中會訪問到的非自動變量(也就是全局變量)；(3)多線程應(yīng)用中被幾個(gè)任務(wù)共享的變量。6.CPU字長與存儲器位寬不一致處理

在背景篇中提到，本文特意選擇了一個(gè)與CPU字長不一致的存儲芯片，就是為了進(jìn)行本節(jié)的討論，解決CPU字長與存儲器位寬不一致的情況。80186的字長為16，而NVRAM的位寬為8，在這種情況下，我們需要為NVRAM提供讀寫字節(jié)、字的接口，如下： typedef unsigned char BYTE;typedef unsigned int WORD;

/* 函數(shù)功能：讀NVRAM中字節(jié)

* 參數(shù)：wOffset，讀取位置相對NVRAM基地址的偏移

* 返回：讀取到的字節(jié)值 */ extern BYTE ReadByteNVRAM(WORD wOffset){

LPBYTE lpAddr =(BYTE*)(NVRAM + wOffset * 2);/* 為什么偏移要×2? */

return *lpAddr;}

/* 函數(shù)功能：讀NVRAM中字

* 參數(shù)：wOffset，讀取位置相對NVRAM基地址的偏移

* 返回：讀取到的字 */ extern WORD ReadWordNVRAM(WORD wOffset){

WORD wTmp = 0;

LPBYTE lpAddr;

/* 讀取高位字節(jié) */

lpAddr =(BYTE*)(NVRAM + wOffset * 2);

/* 為什么偏移要×2? */

wTmp +=(*lpAddr)*256;

/* 讀取低位字節(jié) */

lpAddr =(BYTE*)(NVRAM +(wOffset +1)* 2);

/* 為什么偏移要×2? */

wTmp += *lpAddr;

return wTmp;}

/* 函數(shù)功能：向NVRAM中寫一個(gè)字節(jié)

*參數(shù)：wOffset，寫入位置相對NVRAM基地址的偏移 *

byData，欲寫入的字節(jié) */ extern void WriteByteNVRAM(WORD wOffset, BYTE byData){

… }

/* 函數(shù)功能：向NVRAM中寫一個(gè)字 */ *參數(shù)：wOffset，寫入位置相對NVRAM基地址的偏移 *

wData，欲寫入的字 */ extern void WriteWordNVRAM(WORD wOffset, WORD wData){

… } 子貢問曰：Why偏移要乘以2? 子曰：請看圖1，16位80186與8位NVRAM之間互連只能以地址線A1對其A0,CPU本身的A0與NVRAM不連接。因此，NVRAM的地址只能是偶數(shù)地址，故每次以2為單位前進(jìn)！

圖1 CPU與NVRAM地址線連接

子貢再問：So why 80186的地址線A0不與NVRAM的A0連接？ 子曰：請看《IT論語》之《微機(jī)原理篇》，那里面講述了關(guān)于計(jì)算機(jī)組成的圣人之道。總結(jié)

本篇主要講述了嵌入式系統(tǒng)C編程中內(nèi)存操作的相關(guān)技巧。掌握并深入理解關(guān)于數(shù)據(jù)指針、函數(shù)指針、動態(tài)申請內(nèi)存、const及volatile關(guān)鍵字等的相關(guān)知識，是一個(gè)優(yōu)秀的C語言程序設(shè)計(jì)師的基本要求。當(dāng)我們已經(jīng)牢固掌握了上述技巧后，我們就已經(jīng)學(xué)會了C語言的99%，因?yàn)镃語言最精華的內(nèi)涵皆在內(nèi)存操作中體現(xiàn)。

我們之所以在嵌入式系統(tǒng)中使用C語言進(jìn)行程序設(shè)計(jì)，99%是因?yàn)槠鋸?qiáng)大的內(nèi)存操作能力！

如果你愛編程，請你愛C語言； 如果你愛C語言，請你愛指針； 如果你愛指針，請你愛指針的指針！

C語言嵌入式系統(tǒng)編程修煉之道——屏幕操作篇 1.漢字處理

現(xiàn)在要解決的問題是，嵌入式系統(tǒng)中經(jīng)常要使用的并非是完整的漢字庫，往往只是需要提供數(shù)量有限的漢字供必要的顯示功能。例如，一個(gè)微波爐的LCD上沒有必要提供顯示“電子郵件”的功能；一個(gè)提供漢字顯示功能的空調(diào)的LCD上不需要顯示一條“短消息”，諸如此類。但是一部手機(jī)、小靈通則通常需要包括較完整的漢字庫。

如果包括的漢字庫較完整，那么，由內(nèi)碼計(jì)算出漢字字模在庫中的偏移是十分簡單的：漢字庫是按照區(qū)位的順序排列的，前一個(gè)字節(jié)為該漢字的區(qū)號，后一個(gè)字節(jié)為該字的位號。每一個(gè)區(qū)記錄94個(gè)漢字，位號則為該字在該區(qū)中的位置。因此，漢字在漢字庫中的具體位置計(jì)算公式為：94*(區(qū)號-1)+位號-1。減1是因?yàn)閿?shù)組是以0為開始而區(qū)號位號是以1為開始的。只需乘上一個(gè)漢字字模占用的字節(jié)數(shù)即可，即：(94*(區(qū)號-1)+位號-1)*一個(gè)漢字字模占用字節(jié)數(shù)，以16*16點(diǎn)陣字庫為例，計(jì)算公式則為：(94*(區(qū)號-1)+(位號-1))*32。漢字庫中從該位置起的32字節(jié)信息記錄了該字的字模信息。

對于包含較完整漢字庫的系統(tǒng)而言，我們可以以上述規(guī)則計(jì)算字模的位置。但是如果僅僅是提供少量漢字呢？譬如幾十至幾百個(gè)？最好的做法是： 定義宏：

# define EX_FONT_CHAR(value)

# define EX_FONT_UNICODE_VAL(value)(value), # define EX_FONT_ANSI_VAL(value)(value), 定義結(jié)構(gòu)體：

typedef struct _wide_unicode_font16x16 { WORD value;

/* 內(nèi)碼 */ BYTE data[32];/* 字模點(diǎn)陣 */ }Unicode;#define CHINESE_CHAR_NUM ?

/* 漢字?jǐn)?shù)量 */ 字模的存儲用數(shù)組：

Unicode chinese[CHINESE_CHAR_NUM] = { {

EX_FONT_CHAR(“業(yè)”)

EX_FONT_UNICODE_VAL(0x4e1a)

{0x04, 0x40, 0x04, 0x40, 0x04, 0x40, 0x04, 0x44, 0x44, 0x46, 0x24, 0x4c, 0x24, 0x48, 0x14, 0x50, 0x1c, 0x50，0x14, 0x60, 0x04, 0x40, 0x04, 0x40, 0x04, 0x44, 0xff, 0xfe, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00}

}，{

EX_FONT_CHAR(“中”)

EX_FONT_UNICODE_VAL(0x4e2d)

{0x01, 0x00, 0x01, 0x00, 0x21, 0x08, 0x3f, 0xfc, 0x21, 0x08, 0x21, 0x08, 0x21, 0x08, 0x21, 0x08, 0x21, 0x08，0x3f, 0xf8, 0x21, 0x08, 0x01, 0x00, 0x01, 0x00, 0x01, 0x00, 0x01, 0x00, 0x01, 0x00}

}，{

EX_FONT_CHAR(“云”)

EX_FONT_UNICODE_VAL(0x4e91)

{0x00, 0x00, 0x00, 0x30, 0x3f, 0xf8, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x0c, 0xff, 0xfe, 0x03, 0x00, 0x07, 0x00，0x06, 0x40, 0x0c, 0x20, 0x18, 0x10, 0x31, 0xf8, 0x7f, 0x0c, 0x20, 0x08, 0x00, 0x00}

}，{

EX_FONT_CHAR(“件”)

EX_FONT_UNICODE_VAL(0x4ef6)

{0x10, 0x40, 0x1a, 0x40, 0x13, 0x40, 0x32, 0x40, 0x23, 0xfc, 0x64, 0x40, 0xa4, 0x40, 0x28, 0x40, 0x2f, 0xfe，0x20, 0x40, 0x20, 0x40, 0x20, 0x40, 0x20, 0x40, 0x20, 0x40, 0x20, 0x40, 0x20, 0x40}

} } 要顯示特定漢字的時(shí)候，只需要從數(shù)組中查找內(nèi)碼與要求漢字內(nèi)碼相同的即可獲得字模。如果前面的漢字在數(shù)組中以內(nèi)碼大小順序排列，那么可以以二分查找法更高效的查找到漢字的字模。

這是一種很有效的組織小漢字庫的方法，它可以保證程序有很好的結(jié)構(gòu)。2.系統(tǒng)時(shí)間顯示

從NVRAM中可以讀取系統(tǒng)的時(shí)間，系統(tǒng)一般借助NVRAM產(chǎn)生的秒中斷每秒讀取一次當(dāng)前時(shí)間并在LCD上顯示。關(guān)于時(shí)間的顯示，有一個(gè)效率問題。因?yàn)闀r(shí)間有其特殊性，那就是60秒才有一次分鐘的變化，60分鐘才有一次小時(shí)變化，如果我們每次都將讀取的時(shí)間在屏幕上完全重新刷新一次，則浪費(fèi)了大量的系統(tǒng)時(shí)間。

一個(gè)較好的辦法是我們在時(shí)間顯示函數(shù)中以靜態(tài)變量分別存儲小時(shí)、分鐘、秒，只有在其內(nèi)容發(fā)生變化的時(shí)候才更新其顯示。extern void DisplayTime(…){

static BYTE byHour,byMinute,bySecond;

BYTE byNewHour, byNewMinute, byNewSecond;

byNewHour = GetSysHour();

byNewMinute = GetSysMinute();

byNewSecond = GetSysSecond();

if(byNewHour!= byHour)

{ ?

/* 顯示小時(shí) */ byHour = byNewHour;}

if(byNewMinute!= byMinute)

{ ?

/* 顯示分鐘 */ byMinute = byNewMinute;}

if(byNewSecond!= bySecond)

{ ?

/* 顯示秒鐘 */ bySecond = byNewSecond;} } 這個(gè)例子也可以順便作為C語言中static關(guān)鍵字強(qiáng)大威力的證明。當(dāng)然，在C++語言里，static具有了更加強(qiáng)大的威力，它使得某些數(shù)據(jù)和函數(shù)脫離“對象”而成為“類”的一部分，正是它的這一特點(diǎn)，成就了軟件的無數(shù)優(yōu)秀設(shè)計(jì)。3.動畫顯示

動畫是無所謂有，無所謂無的，靜止的畫面走的路多了，也就成了動畫。隨著時(shí)間的變更，在屏幕上顯示不同的靜止畫面，即是動畫之本質(zhì)。所以，在一個(gè)嵌入式系統(tǒng)的LCD上欲顯示動畫，必須借助定時(shí)器。沒有硬件或軟件定時(shí)器的世界是無法想像的：

（1）

沒有定時(shí)器，一個(gè)操作系統(tǒng)將無法進(jìn)行時(shí)間片的輪轉(zhuǎn)，于是無法進(jìn)行多任務(wù)的調(diào)度，于是便不再成其為一個(gè)多任務(wù)操作系統(tǒng)；

（2）

沒有定時(shí)器，一個(gè)多媒體播放軟件將無法運(yùn)作，因?yàn)樗恢篮螘r(shí)應(yīng)該切換到下一幀畫面；

（3）

沒有定時(shí)器，一個(gè)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議將無法運(yùn)轉(zhuǎn)，因?yàn)槠錈o法獲知何時(shí)包傳輸超時(shí)并重傳之，無法在特定的時(shí)間完成特定的任務(wù)。

因此，沒有定時(shí)器將意味著沒有操作系統(tǒng)、沒有網(wǎng)絡(luò)、沒有多媒體，這將是怎樣的黑暗？所以，合理并靈活地使用各種定時(shí)器，是對一個(gè)軟件人的最基本需求！在80186為主芯片的嵌入式系統(tǒng)中，我們需要借助硬件定時(shí)器的中斷來作為軟件定時(shí)器，在中斷發(fā)生后變更畫面的顯示內(nèi)容。在時(shí)間顯示“xx:xx”中讓冒號交替有無，每次秒中斷發(fā)生后，需調(diào)用ShowDot： void ShowDot(){ static BOOL bShowDot = TRUE;

/* 再一次領(lǐng)略static關(guān)鍵字的威力 */ if(bShowDot)

{ showChar(‘:’,xPos,yPos);} else

{ showChar(‘ ’,xPos,yPos);

} bShowDot =!bShowDot;} 4.菜單操作

無數(shù)人為之絞盡腦汁的問題終于出現(xiàn)了，在這一節(jié)里，我們將看到，在C語言中哪怕用到一丁點(diǎn)的面向?qū)ο笏枷耄浖Y(jié)構(gòu)將會有何等的改觀！筆者曾經(jīng)是個(gè)笨蛋，被菜單搞暈了，給出這樣的一個(gè)系統(tǒng)： 圖1 菜單范例

要求以鍵盤上的“←→”鍵切換菜單焦點(diǎn)，當(dāng)用戶在焦點(diǎn)處于某菜單時(shí)，若敲擊鍵盤上的OK、CANCEL鍵則調(diào)用該焦點(diǎn)菜單對應(yīng)之處理函數(shù)。我曾經(jīng)傻傻地這樣做著：

/* 按下OK鍵 */ void onOkKey(){ /* 判斷在什么焦點(diǎn)菜單上按下Ok鍵，調(diào)用相應(yīng)處理函數(shù) */ Switch(currentFocus){ case MENU1:

menu1OnOk();

break;case MENU2:

menu2OnOk();

break;? } } /* 按下Cancel鍵 */ void onCancelKey(){ /* 判斷在什么焦點(diǎn)菜單上按下Cancel鍵，調(diào)用相應(yīng)處理函數(shù) */ Switch(currentFocus){ case MENU1:

menu1OnCancel();

break;case MENU2:

menu2OnCancel();

break;? } } 終于有一天，我這樣做了：

/* 將菜單的屬性和操作“封裝”在一起 */ typedef struct tagSysMenu

{

char *text;

/* 菜單的文本 */

BYTE xPos;/* 菜單在LCD上的x坐標(biāo) */

BYTE yPos;/* 菜單在LCD上的y坐標(biāo) */

void(*onOkFun)();

/* 在該菜單上按下ok鍵的處理函數(shù)指針 */

void(*onCancelFun)();/* 在該菜單上按下cancel鍵的處理函數(shù)指針 */ }SysMenu, *LPSysMenu;當(dāng)我定義菜單時(shí)，只需要這樣： static SysMenu menu[MENU_NUM] = {

{

“menu1”, 0, 48, menu1OnOk, menu1OnCancel

} ，{

“ menu2”, 7, 48, menu2OnOk, menu2OnCancel

} ，{

“ menu3”, 7, 48, menu3OnOk, menu3OnCancel

} ，{

“ menu4”, 7, 48, menu4OnOk, menu4OnCancel

}

… };OK鍵和CANCEL鍵的處理變成： /* 按下OK鍵 */ void onOkKey(){

menu[currentFocusMenu].onOkFun();

} /* 按下Cancel鍵 */ void onCancelKey(){ menu[currentFocusMenu].onCancelFun();

} 程序被大大簡化了，也開始具有很好的可擴(kuò)展性！我們僅僅利用了面向?qū)ο笾械姆庋b思想，就讓程序結(jié)構(gòu)清晰，其結(jié)果是幾乎可以在無需修改程序的情況下在系統(tǒng)中添加更多的菜單，而系統(tǒng)的按鍵處理函數(shù)保持不變。面向?qū)ο螅嫔窳耍?.模擬MessageBox函數(shù)

MessageBox函數(shù)，這個(gè)Windows編程中的超級猛料，不知道是多少入門者第一次用到的函數(shù)。還記得我們第一次在Windows中利用MessageBox輸出“Hello,World!”對話框時(shí)新奇的感覺嗎？無法統(tǒng)計(jì)，這個(gè)世界上究竟有多少程序員學(xué)習(xí)Windows編程是從MessageBox(“Hello,World!”,?)開始的。在我本科的學(xué)校，廣泛流傳著一個(gè)詞匯，叫做“‘Hello,World’級程序員”，意指入門級程序員，但似乎“‘Hello,World’級”這個(gè)說法更搞笑而形象。

圖2 經(jīng)典的Hello,World!圖2給出了兩種永恒經(jīng)典的Hello,World對話框，一種只具有“確定”，一種則包含“確定”、“取消”。是的，MessageBox的確有，而且也應(yīng)該有兩類！這完全是由特定的應(yīng)用需求決定的。

嵌入式系統(tǒng)中沒有給我們提供MessageBox，但是鑒于其功能強(qiáng)大，我們需要模擬之，一個(gè)模擬的MessageBox函數(shù)為：

/****************************************** /*

函數(shù)名稱:

MessageBox /*

功能說明:

彈出式對話框,顯示提醒用戶的信息 /*

參數(shù)說明:

lpStr---提醒用戶的字符串輸出信息

/*

TYPE---輸出格式(ID_OK = 0, ID_OKCANCEL = 1)/*

返回值:

返回對話框接收的鍵值,只有兩種 KEY_OK, KEY_CANCEL /****************************************** typedef enum TYPE

{ ID_OK,ID_OKCANCEL

}MSG_TYPE;extern

BYTE MessageBox(LPBYTE lpStr, BYTE TYPE){

BYTE keyValue =-1;

ClearScreen();

/* 清除屏幕 */

DisplayString(xPos,yPos,lpStr,TRUE);/* 顯示字符串 */

/* 根據(jù)對話框類型決定是否顯示確定、取消 */

switch(TYPE)

{

case

ID_OK:

DisplayString(13,yPos+High+1, “ 確定 ”, 0);

break;

case

ID_OKCANCEL:

DisplayString(8, yPos+High+1, “ 確定 ”, 0);

DisplayString(17,yPos+High+1, “ 取消 ”, 0);

break;

default:

break;

}

DrawRect(0, 0, 239, yPos+High+16+4);/* 繪制外框 */

/* MessageBox是模式對話框，阻塞運(yùn)行，等待按鍵 */

while((keyValue!= KEY_OK)||(keyValue!= KEY_CANCEL))

{ keyValue = getSysKey();} /* 返回按鍵類型 */ if(keyValue== KEY_OK){ return ID_OK;} else { return ID_CANCEL;} } 上述函數(shù)與我們平素在VC++等中使用的MessageBox是何等的神似啊？實(shí)現(xiàn)這個(gè)函數(shù)，你會看到它在嵌入式系統(tǒng)中的妙用是無窮的。總結(jié)

本篇是本系列文章中技巧性最深的一篇，它提供了嵌入式系統(tǒng)屏幕顯示方面一些很巧妙的處理方法，靈活使用它們，我們將不再被LCD上凌亂不堪的顯示內(nèi)容所困擾。

屏幕乃嵌入式系統(tǒng)生存之重要輔助，面目可憎之顯示將另用戶逃之夭夭。屏幕編程若處理不好，將是軟件中最不系統(tǒng)、最混亂的部分，筆者曾深受其害。

C語言嵌入式系統(tǒng)編程修煉之道——鍵盤操作篇 1.處理功能鍵

功能鍵的問題在于，用戶界面并非固定的，用戶功能鍵的選擇將使屏幕畫面處于不同的顯示狀態(tài)下。例如，主畫面如圖1： 圖1 主畫面

當(dāng)用戶在設(shè)置XX上按下Enter鍵之后，畫面就切換到了設(shè)置XX的界面，如圖2：

圖2 切換到設(shè)置XX畫面

程序如何判斷用戶處于哪一畫面，并在該畫面的程序狀態(tài)下調(diào)用對應(yīng)的功能鍵處理函數(shù)，而且保證良好的結(jié)構(gòu)，是一個(gè)值得思考的問題。

讓我們來看看WIN32編程中用到的“窗口”概念，當(dāng)消息（message）被發(fā)送給不同窗口的時(shí)候，該窗口的消息處理函數(shù)（是一個(gè)callback函數(shù)）最終被調(diào)用，而在該窗口的消息處理函數(shù)中，又根據(jù)消息的類型調(diào)用了該窗口中的對應(yīng)處理函數(shù)。通過這種方式，WIN32有效的組織了不同的窗口，并處理不同窗口情況下的消息。

我們從中學(xué)習(xí)到的就是：

（1）將不同的畫面類比為WIN32中不同的窗口，將窗口中的各種元素（菜單、按鈕等）包含在窗口之中；

（2）給各個(gè)畫面提供一個(gè)功能鍵“消息”處理函數(shù)，該函數(shù)接收按鍵信息為參數(shù)；

（3）在各畫面的功能鍵“消息”處理函數(shù)中，判斷按鍵類型和當(dāng)前焦點(diǎn)元素，并調(diào)用對應(yīng)元素的按鍵處理函數(shù)。

/* 將窗口元素、消息處理函數(shù)封裝在窗口中 */ struct windows {

BYTE currentFocus;

ELEMENT element[ELEMENT_NUM];

void(*messageFun)(BYTE keyValue);

… };/* 消息處理函數(shù) */ void messageFunction(BYTE keyValue){

BYTE i = 0;

/* 獲得焦點(diǎn)元素 */

while((element [i].ID!= currentFocus)&&(i < ELEMENT_NUM))

{

i++;

}

/* “消息映射” */

if(i < ELEMENT_NUM)

{

switch(keyValue)

{

case OK:

element[i].OnOk();

break;

…

}

} } 在窗口的消息處理函數(shù)中調(diào)用相應(yīng)元素按鍵函數(shù)的過程類似于“消息映射”，這是我們從WIN32編程中學(xué)習(xí)到的。編程到了一個(gè)境界，很多東西都是相通的了。其它地方的思想可以拿過來為我所用，是為編程中的“拿來主義”。

在這個(gè)例子中，如果我們還想玩得更大一點(diǎn)，我們可以借鑒MFC中處理MESSAGE_MAP的方法，我們也可以學(xué)習(xí)MFC定義幾個(gè)精妙的宏來實(shí)現(xiàn)“消息映射”。2.處理數(shù)字鍵

用戶輸入數(shù)字時(shí)是一位一位輸入的，每一位的輸入都對應(yīng)著屏幕上的一個(gè)顯示位置（x坐標(biāo)，y坐標(biāo)）。此外，程序還需要記錄該位置輸入的值，所以有效組織用戶數(shù)字輸入的最佳方式是定義一個(gè)結(jié)構(gòu)體，將坐標(biāo)和數(shù)值捆綁在一起： /* 用戶數(shù)字輸入結(jié)構(gòu)體 */ typedef struct tagInputNum

{

BYTE byNum;/* 接收用戶輸入賦值 */

BYTE xPos;

/* 數(shù)字輸入在屏幕上的顯示位置x坐標(biāo) */

BYTE yPos;

/* 數(shù)字輸入在屏幕上的顯示位置y坐標(biāo) */

}InputNum, *LPInputNum;那么接收用戶輸入就可以定義一個(gè)結(jié)構(gòu)體數(shù)組，用數(shù)組中的各位組成一個(gè)完整的數(shù)字：

InputNum inputElement[NUM_LENGTH];/* 接收用戶數(shù)字輸入的數(shù)組 */ /* 數(shù)字按鍵處理函數(shù) */ extern void onNumKey(BYTE num){

if(num==0|| num==1)/* 只接收二進(jìn)制輸入 */

{ /* 在屏幕上顯示用戶輸入 */ DrawText(inputElement[currentElementInputPlace].xPos, inputElement[currentElementInputPlace].yPos, “%1d”, num);

/* 將輸入賦值給數(shù)組元素 */

inputElement[currentElementInputPlace].byNum = num;

/* 焦點(diǎn)及光標(biāo)右移 */

moveToRight();

} } 將數(shù)字每一位輸入的坐標(biāo)和輸入值捆綁后，在數(shù)字鍵處理函數(shù)中就可以較有結(jié)構(gòu)的組織程序，使程序顯得很緊湊。3.整理用戶輸入

繼續(xù)第2節(jié)的例子，在第2節(jié)的onNumKey函數(shù)中，只是獲取了數(shù)字的每一位，因而我們需要將其轉(zhuǎn)化為有效數(shù)據(jù)，譬如要轉(zhuǎn)化為有效的XXX數(shù)據(jù)，其方法是：

/* 從2進(jìn)制數(shù)據(jù)位轉(zhuǎn)化為有效數(shù)據(jù)：XXX */ void convertToXXX(){

BYTE i;

XXX = 0;

for(i = 0;i < NUM_LENGTH;i++)

{

XXX += inputElement[i].byNum*power(2, NUM_LENGTH1);

}

} 反之，我們也可能需要在屏幕上顯示那些有效的數(shù)據(jù)位，因?yàn)槲覀円残枰軌蚍聪蜣D(zhuǎn)化：

/* 從有效數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為2進(jìn)制數(shù)據(jù)位：XXX */ void convertFromXXX(){

BYTE i;

XXX = 0;

for(i = 0;i < NUM_LENGTH;i++)

{

inputElement[i].byNum = XXX / power(2, NUM_LENGTH1)% 2;

}

} 當(dāng)然在上面的例子中，因?yàn)閿?shù)據(jù)是2進(jìn)制的，用power函數(shù)不是很好的選擇，直接用“<< >>”移位操作效率更高，我們僅是為了說明問題的方便。試想，如果用戶輸入是十進(jìn)制的，power函數(shù)或許是唯一的選擇了。總結(jié)

本篇給出了鍵盤操作所涉及的各個(gè)方面：功能鍵處理、數(shù)字鍵處理及用戶輸入整理，基本上提供了一個(gè)全套的按鍵處理方案。對于功能鍵處理方法，將LCD屏幕與Windows窗口進(jìn)行類比，提出了較新穎地解決屏幕、鍵盤繁雜交互問題的方案。

計(jì)算機(jī)學(xué)的許多知識都具有相通性，因而，不斷追趕時(shí)髦技術(shù)而忽略基本功的做法是徒勞無意的。我們最多需要“精通”三種語言（精通，一個(gè)在如今的求職簡歷里泛濫成災(zāi)的詞語），最佳拍檔是匯編、C、C++（或JAVA），很顯然，如果你“精通”了這三種語言，其它語言你應(yīng)該是可以很快“熟悉”的，否則你就沒有“精通”它們。

C語言嵌入式系統(tǒng)編程修煉之道——性能優(yōu)化篇 1.使用宏定義

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。

寫一個(gè)“標(biāo)準(zhǔn)”宏MIN，這個(gè)宏輸入兩個(gè)參數(shù)并返回較小的一個(gè)：

錯誤做法：

#define MIN(A,B)(A <= B ? A : B)正確做法：

#define MIN(A,B)（（A）<=(B)?(A):(B))對于宏，我們需要知道三點(diǎn)：(1)宏定義“像”函數(shù)；

(2)宏定義不是函數(shù)，因而需要括上所有“參數(shù)”；(3)宏定義可能產(chǎn)生副作用。下面的代碼：

least = MIN(*p++, b);將被替換為：

((*p++)<=(b)?(*p++):(b))發(fā)生的事情無法預(yù)料。

因而不要給宏定義傳入有副作用的“參數(shù)”。2.使用寄存器變量

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（在C++語言中有另一個(gè)“建議”型關(guān)鍵字：inline）。

下面是一個(gè)采用寄存器變量的例子： /* 求1+2+3+?.+n的值 */ WORD Addition(BYTE n){ register i,s=0;for(i=1;i<=n;i++){ s=s+i;} return s;} 本程序循環(huán)n次，i和s都被頻繁使用，因此可定義為寄存器變量。3.內(nèi)嵌匯編

程序中對時(shí)間要求苛刻的部分可以用內(nèi)嵌匯編來重寫，以帶來速度上的顯著提高。但是，開發(fā)和測試匯編代碼是一件辛苦的工作，它將花費(fèi)更長的時(shí)間，因而要慎重選擇要用匯編的部分。

在程序中，存在一個(gè)80-20原則，即20%的程序消耗了80%的運(yùn)行時(shí)間，因而我們要改進(jìn)效率，最主要是考慮改進(jìn)那20%的代碼。

嵌入式C程序中主要使用在線匯編，即在C程序中直接插入_asm{ }內(nèi)嵌匯編語句：

/* 把兩個(gè)輸入?yún)?shù)的值相加，結(jié)果存放到另外一個(gè)全局變量中 */ int result;

void Add(long a, long *b)

{

_asm

{

MOV

AX, a

MOV

BX, b

ADD

AX, [BX]

MOV

result, AX

}

}

4.利用硬件特性

首先要明白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 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； 對于UART等設(shè)備，其內(nèi)部有一定容量的接收BUFFER，我們應(yīng)盡量在BUFFER被占滿后再向CPU提出中斷。例如計(jì)算機(jī)終端在向目標(biāo)機(jī)通過RS-232傳遞數(shù)據(jù)時(shí)，不宜設(shè)置UART只接收到一個(gè)BYTE就向CPU提中斷，從而無謂浪費(fèi)中斷處理時(shí)間；

如果對某設(shè)備能采取DMA方式讀取，就采用DMA讀取，DMA讀取方式在讀取目標(biāo)中包含的存儲信息較大時(shí)效率較高，其數(shù)據(jù)傳輸?shù)幕締挝皇菈K，而所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)是從設(shè)備直接送入內(nèi)存的（或者相反）。DMA方式較之中斷驅(qū)動方式，減少了CPU 對外設(shè)的干預(yù)，進(jìn)一步提高了CPU與外設(shè)的并行操作程度。5.活用位操作

使用C語言的位操作可以減少除法和取模的運(yùn)算。在計(jì)算機(jī)程序中數(shù)據(jù)的位是可以操作的最小數(shù)據(jù)單位，理論上可以用“位運(yùn)算”來完成所有的運(yùn)算和操作，因而，靈活的位操作可以有效地提高程序運(yùn)行的效率。舉例如下： /* 方法1 */ int i,j;i = 879 / 16;j = 562 % 32;

/* 方法2 */ int i,j;i = 879 >> 4;j = 562-(562 >> 5 << 5);對于以2的指數(shù)次方為“*”、“/”或“%”因子的數(shù)學(xué)運(yùn)算，轉(zhuǎn)化為移位運(yùn)算“<< >>”通常可以提高算法效率。因?yàn)槌顺\(yùn)算指令周期通常比移位運(yùn)算大。

C語言位運(yùn)算除了可以提高運(yùn)算效率外，在嵌入式系統(tǒng)的編程中，它的另一個(gè)最典型的應(yīng)用，而且十分廣泛地正在被使用著的是位間的與（&）、或（|）、非（~）操作，這跟嵌入式系統(tǒng)的編程特點(diǎn)有很大關(guān)系。我們通常要對硬件寄存器進(jìn)行位設(shè)置，譬如，我們通過將AM186ER型80186處理器的中斷屏蔽控制寄存器的第低6位設(shè)置為0（開中斷2），最通用的做法是： #define INT_I2_MASK

0x0040

wTemp = inword(INT_MASK);outword(INT_MASK, wTemp &~INT_I2_MASK);而將該位設(shè)置為1的做法是：

#define INT_I2_MASK

0x0040

wTemp = inword(INT_MASK);outword(INT_MASK, wTemp | INT_I2_MASK);判斷該位是否為1的做法是：

#define INT_I2_MASK

0x0040

wTemp = inword(INT_MASK);if(wTemp & INT_I2_MASK){

?

/* 該位為1 */ } 上述方法在嵌入式系統(tǒng)的編程中是非常常見的，我們需要牢固掌握。總結(jié)

在性能優(yōu)化方面永遠(yuǎn)注意80-20準(zhǔn)備，不要優(yōu)化程序中開銷不大的那80%，這是勞而無功的。

宏定義是C語言中實(shí)現(xiàn)類似函數(shù)功能而又不具函數(shù)調(diào)用和返回開銷的較好方法，但宏在本質(zhì)上不是函數(shù)，因而要防止宏展開后出現(xiàn)不可預(yù)料的結(jié)果，對宏的定義和使用要慎而處之。很遺憾，標(biāo)準(zhǔn)C至今沒有包括C++中inline函數(shù)的功能，inline函數(shù)兼具無調(diào)用開銷和安全的優(yōu)點(diǎn)。

使用寄存器變量、內(nèi)嵌匯編和活用位操作也是提高程序效率的有效方法。除了編程上的技巧外，為提高系統(tǒng)的運(yùn)行效率，我們通常也需要最大可能地利用各種硬件設(shè)備自身的特點(diǎn)來減小其運(yùn)轉(zhuǎn)開銷，例如減小中斷次數(shù)、利用DMA傳輸方式等。

第二篇：嵌入式系統(tǒng)c語言編程該怎么學(xué)？

雪中悍刀行 http://bmdqw.com/

嵌入式系統(tǒng)c語言編程該怎么學(xué)？

C語言博大精深，玩了很長時(shí)間了，一直徘徊在入門處。看了很多別人的編程經(jīng)驗(yàn)，加上項(xiàng)目程序越做越大，直到這半年來突然有很多體會，明天就要回家了，下午閑來無事也試著總結(jié)一些心得體會，喜歡對師弟妹們的學(xué)習(xí)有所幫助。

首先要說說編程的幾個(gè)重要原則，看了很多別人的編程經(jīng)驗(yàn)，更多的是說技巧。技巧能顯著提高程序的效率，固然重要但是技巧的掌握靠了還是大量的工程實(shí)踐，只有在有一定功底后才可以去追求這些編程技巧。但是編程的原則卻是要在學(xué)習(xí)一開始就要認(rèn)真貫徹，才能養(yǎng)成良好的編程習(xí)慣，苦練內(nèi)功后練上層功夫才不會走火入魔。

言歸正傳，嵌入式系統(tǒng)C語言編程需要遵守什么樣的原則呢?隨著時(shí)代和技術(shù)的不斷發(fā)展，這個(gè)問題也許仁者見仁智者見智了，但是總結(jié)起來大家還是有很多共識。根據(jù)目前提倡的軟件工程的做法，和我們教研室的做法，列舉最重要原則：

一、模塊劃分.C語言作為一種結(jié)構(gòu)化的程序設(shè)計(jì)語言，在模塊的劃分上主要依據(jù)功能：

(1)一個(gè)功能模塊即是一個(gè).c文件和一個(gè).h文件的結(jié)合，.h文件中是對于該模塊功能函數(shù)和使變 量的聲明

(2)該模塊提供給其它模塊調(diào)用的外部函數(shù)及數(shù)據(jù)都需要在.h中文件中以extern關(guān)鍵字聲明

(3)模塊內(nèi)的函數(shù)和全局變量只能在.c文件定義

(4)不允許在.h文件中定義變量(定義變量和聲明變量的區(qū)別在于定義會產(chǎn)生內(nèi)存分配的操作，而聲明則只是告訴包含該聲明的模塊在連接階段從其它模塊尋找外部函數(shù)和變量)。

二、一個(gè)嵌入式系統(tǒng)程序包括兩類模塊分三層編寫：

(1)硬件驅(qū)動模塊，一種特定硬件對應(yīng)一個(gè)模塊，包括了片內(nèi)集成的硬件模塊和外部擴(kuò)展的(2)軟件功能模塊，軟件功能模塊是建立在硬件驅(qū)動模塊上的與硬件無關(guān)的邏輯功能。

(3)三層編寫即HAL(硬件應(yīng)用層)，API(應(yīng)用函數(shù)包)，APP(邏輯應(yīng)用層)注：名稱是借用的，表大個(gè)意思而已。HAL就是硬件驅(qū)動模塊和系統(tǒng)硬件密切相關(guān)，API可以是建立在HAL上的硬件應(yīng)用服務(wù)程序也可以是通用的函數(shù)模塊，APP則是最終構(gòu)成嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用的功能邏輯關(guān)系。HAL和API是為了方便技術(shù)積累和提高開發(fā)效率而分開了，APP則是針對特殊應(yīng)用而定制的。

三、中斷服務(wù)程序的要求：

(1)不能返回值

(2)不能向ISR傳遞參數(shù)

(3)ISR應(yīng)該盡可能的短小精悍，不允許有等待信號的操作

四、編程風(fēng)格問題

五、需要學(xué)會熟練應(yīng)用的C語言的基本手法

(1)數(shù)據(jù)指針，不能僅僅只會使用數(shù)組

(2)宏定義，定義寄存器地址，定義宏函數(shù)等

(3)函數(shù)指針的應(yīng)用

(4)條件編譯，在帶操作系統(tǒng)的應(yīng)用時(shí)經(jīng)常要用

六、不要偷懶，寫好必要的注釋

七、做到以上幾點(diǎn)時(shí)就可以吸收高超的編程技巧了。轉(zhuǎn)載請保留連接

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第三篇：軟件結(jié)構(gòu)很重要!嵌入式C語言修煉之道

軟件結(jié)構(gòu)很重要！嵌入式C語言修煉之道

模塊劃分的“劃”是規(guī)劃的意思，意指怎樣合理的將一個(gè)很大的軟件劃分為一系列功能獨(dú)立的部分合作完成系統(tǒng)的需求。C語言作為一種結(jié)構(gòu)化的程序設(shè)計(jì)語言，在模塊的劃分上主要依據(jù)功能（依功能進(jìn)行劃分在面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)中成為一個(gè)錯誤，牛頓定律遇到了>相對論），C語言模塊化程序設(shè)計(jì)需理解如下概念：

（1）模塊即是一個(gè).c文件和一個(gè).h文件的結(jié)合，頭文件(.h)中是對于該模塊接口的聲明；

（2）某模塊提供給其它模塊調(diào)用的外部函數(shù)及數(shù)據(jù)需在.h中文件中冠以extern關(guān)鍵字聲明；

（3）模塊內(nèi)的函數(shù)和全局變量需在.c文件開頭冠以static關(guān)鍵字聲明；

（4）永遠(yuǎn)不要在.h文件中定義變量！定義變量和聲明變量的區(qū)別在于定義會產(chǎn)生內(nèi)存分配的操作，是匯編階段的概念；而聲明則只是告訴包含該聲明的模塊在連接階段從其它模塊尋找外部函數(shù)和變量。如：

以上程序的結(jié)果是在模塊1、2、3中都定義了整型變量a，a在不同的模塊中對應(yīng)不同的地址單元，這個(gè)世界上從來不需要這樣的程序。正確的做法是：

這樣如果模塊1、2、3操作a的話，對應(yīng)的是同一片內(nèi)存單元。

一個(gè)嵌入式系統(tǒng)通常包括兩類模塊：

（1）硬件驅(qū)動模塊，一種特定硬件對應(yīng)一個(gè)模塊；

（2）軟件功能模塊，其模塊的劃分應(yīng)滿足低偶合、高內(nèi)聚的要求。

多任務(wù)還是單任務(wù)

所謂“單任務(wù)系統(tǒng)”是指該系統(tǒng)不能支持多任務(wù)并發(fā)操作，宏觀串行地執(zhí)行一個(gè)任務(wù)。而多任務(wù)系統(tǒng)則可以宏觀并行（微觀上可能串行）地“同時(shí)”執(zhí)行多個(gè)任務(wù)。

多任務(wù)的并發(fā)執(zhí)行通常依賴于一個(gè)多任務(wù)操作系統(tǒng)（OS），多任務(wù)OS的核心是系統(tǒng)調(diào)度器，它使用任務(wù)控制塊（TCB）來管理任務(wù)調(diào)度功能。TCB包括任務(wù)的當(dāng)前狀態(tài)、優(yōu)先級、要等待的事件或資源、任務(wù)程序碼的起始地址、初始堆棧指針等信息。調(diào)度器在任務(wù)被激活時(shí)，要用到這些信息。此外，TCB還被用來存放任務(wù)的“上下文”（context)。任務(wù)的上下文就是當(dāng)一個(gè)執(zhí)行中的任務(wù)被停止時(shí)，所要保存的所有信息。通常，上下文就是計(jì)算機(jī)當(dāng)前的狀態(tài)，也即各個(gè)寄存器的內(nèi)容。當(dāng)發(fā)生任務(wù)切換時(shí)，當(dāng)前運(yùn)行的任務(wù)的上下文被存入TCB，并將要被執(zhí)行的任務(wù)的上下文從它的TCB中取出，放入各個(gè)寄存器中。

嵌入式多任務(wù)OS的典型例子有Vxworks、ucLinux等。嵌入式OS并非遙不可及的神壇之物，我們可以用不到1000行代碼實(shí)現(xiàn)一個(gè)針對80186處理器的功能最簡單的OS內(nèi)核。究竟選擇多任務(wù)還是單任務(wù)方式，依賴于軟件的體系是否龐大。例如，絕大多數(shù)手機(jī)程序都是多任務(wù)的，但也有一些小靈通的協(xié)議棧是單任務(wù)的，沒有操作系統(tǒng)，它們的主程序輪流調(diào)用各個(gè)軟件模塊的處理程序，模擬多任務(wù)環(huán)境。

單任務(wù)程序典型架構(gòu)

（1）從CPU復(fù)位時(shí)的指定地址開始執(zhí)行；

（2）跳轉(zhuǎn)至匯編代碼startup處執(zhí)行；

3）跳轉(zhuǎn)至用戶主程序main執(zhí)行，在main中完成：

a.初試化各硬件設(shè)備；

b.初始化各軟件模塊；

c.進(jìn)入死循環(huán)（無限循環(huán)），調(diào)用各模塊的處理函數(shù)。

用戶主程序和各模塊的處理函數(shù)都以C語言完成。用戶主程序最后都進(jìn)入了一個(gè)死循環(huán)，其首選方案是：

有的程序員這樣寫：

這個(gè)語法沒有確切表達(dá)代碼的含義，我們從for(;;)看不出什么，只有弄明白for(;;)在C語言中意味著無條件循環(huán)才明白其意。

下面是幾個(gè)“著名”的死循環(huán)：

1.操作系統(tǒng)是死循環(huán)；

2.WIN32程序是死循環(huán)；

3.嵌入式系統(tǒng)軟件是死循環(huán)；

4.多線程程序的線程處理函數(shù)是死循環(huán)。

你可能會辯駁，大聲說：“凡事都不是絕對的，2、3、4都可以不是死循環(huán)”。Yes，you are right，但是你得不到鮮花和掌聲。實(shí)際上，這是一個(gè)沒有太大意義的牛角尖，因?yàn)檫@個(gè)世界從來不需要一個(gè)處理完幾個(gè)消息就喊著要OS殺死它的WIN32 程序，不需要一個(gè)剛開始RUN就自行了斷的嵌入式系統(tǒng)，不需要莫名其妙啟動一個(gè)做一點(diǎn)事就干掉自己的線程。有時(shí)候，過于嚴(yán)謹(jǐn)制造的不是便利而是麻煩。君不見，五層的TCP/IP協(xié)議棧超越嚴(yán)謹(jǐn)?shù)腎SO/OSI七層協(xié)議棧大行其道成為事實(shí)上的標(biāo)準(zhǔn)？

中斷服務(wù)程序

中斷是嵌入式系統(tǒng)中重要的組成部分，但是在標(biāo)準(zhǔn)C中不包含中斷。許多編譯開發(fā)商在標(biāo)準(zhǔn)C上增加了對中斷的支持，提供新的關(guān)鍵字用于標(biāo)示中斷服務(wù)程序(ISR)，類似于__interrupt、#program interrupt等。當(dāng)一個(gè)函數(shù)被定義為ISR的時(shí)候，編譯器會自動為該函數(shù)增加中斷服務(wù)程序所需要的中斷現(xiàn)場入棧和出棧代碼。

(1)不能返回值；

(2)不能向ISR傳遞參數(shù)；

(3)ISR應(yīng)該盡可能的短小精悍；

(4)printf(char * lpFormatString,…)函數(shù)會帶來重入和性能問題，不能在ISR中采用。

在某項(xiàng)目的開發(fā)中，我們設(shè)計(jì)了一個(gè)隊(duì)列，在中斷服務(wù)程序中，只是將中斷類型添加入該隊(duì)列中，在主程序的死循環(huán)中不斷掃描中斷隊(duì)列是否有中斷，有則取出隊(duì)列中的第一個(gè)中斷類型，進(jìn)行相應(yīng)處理。

按上述方法設(shè)計(jì)的中斷服務(wù)程序很小，實(shí)際的工作都交由主程序執(zhí)行了。

硬件驅(qū)動模塊

一個(gè)硬件驅(qū)動模塊通常應(yīng)包括如下函數(shù)：

（1）中斷服務(wù)程序ISR

（2）硬件初始化

修改寄存器，設(shè)置硬件參數(shù)（如UART應(yīng)設(shè)置其波特率，AD/DA設(shè)備應(yīng)設(shè)置其采樣速率等）；

b.將中斷服務(wù)程序入口地址寫入中斷向量表。

（3）設(shè)置CPU針對該硬件的控制線

a.如果控制線可作PIO（可編程I/O）和控制信號用，則設(shè)置CPU內(nèi)部對應(yīng)寄存器使其作為控制信號；

b.設(shè)置CPU內(nèi)部的針對該設(shè)備的中斷屏蔽位，設(shè)置中斷方式（電平觸發(fā)還是邊緣觸發(fā)）。

（4）提供一系列針對該設(shè)備的操作接口函數(shù)。

LCD，其驅(qū)動模塊應(yīng)提供繪制像素、畫線、繪制矩陣、顯示字符點(diǎn)陣等函數(shù)；而對于實(shí)時(shí)鐘，其驅(qū)動模塊則需提供獲取時(shí)間、設(shè)置時(shí)間等函數(shù)。

C的面向?qū)ο蠡?/p>

在面向?qū)ο蟮恼Z言里面，出現(xiàn)了類的概念。類是對特定數(shù)據(jù)的特定操作的集合體。類包含了兩個(gè)范疇：數(shù)據(jù)和操作。而C語言中的struct僅僅是數(shù)據(jù)的集合，我們可以利用函數(shù)指針將struct模擬為一個(gè)包含數(shù)據(jù)和操作的“類”。下面的C程序模擬了一個(gè)最簡單的“類”：

我們可以利用C語言模擬出面向?qū)ο蟮娜齻€(gè)特性：封裝、繼承和多態(tài)，但是更多的時(shí)候，我們只是需要將數(shù)據(jù)與行為封裝以解決軟件結(jié)構(gòu)混亂的問題。C模擬面向?qū)ο笏枷氲哪康牟辉谟谀M行為本身，而在于解決某些情況下使用C語言編程時(shí)程序整體框架結(jié)構(gòu)分散、數(shù)據(jù)和函數(shù)脫節(jié)的問題。我們在后續(xù)章節(jié)會看到這樣的例子。

最后總結(jié)一下

今天介紹了嵌入式系統(tǒng)編程軟件架構(gòu)方面的知識，主要包括模塊劃分、多任務(wù)還是單任務(wù)選取、單任務(wù)程序典型架構(gòu)、中斷服務(wù)程序、硬件驅(qū)動模塊設(shè)計(jì)等，從宏觀上給出了一個(gè)嵌入式系統(tǒng)軟件所包含的主要元素。

第四篇：Java系統(tǒng)程序員修煉之道

Java系統(tǒng)程序員修煉之道

——動力節(jié)點(diǎn)java 一：Java語言學(xué)習(xí)

對線程(thread)，串行化，反射，網(wǎng)絡(luò)編程，JNI技術(shù)，容器(Map,List, Iterator), 類加載器(ClassLoader)，輸入輸出流，垃圾回收機(jī)制，有比較深入的了解，最起碼做過項(xiàng)目應(yīng)用。有過Java項(xiàng)目的性能優(yōu)化經(jīng)驗(yàn)，最起碼掌握一種性能監(jiān)視工具的使用，熟悉JVM參數(shù)，最起碼知道可以在JVM啟動時(shí)指定不同垃圾回收機(jī)制，以及不同垃圾回收機(jī)制之間的差別，熟悉JVM參數(shù)優(yōu)化。二：J2EE方面

最好知道JDBC規(guī)范是怎么回事情，面對Oracle數(shù)據(jù)庫如果告訴你JDBC驅(qū)動不能用了，你還知道有OCI驅(qū)動可以。掌握常見的SQL語句，熟悉JMS，JNDI等組件，掌握一套web開發(fā)模式，從前臺到后臺，有能力整合好這樣的框架。理解并掌握MVC思想，像SSH已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了MVC的分層，幾乎不需要你自己再實(shí)現(xiàn)，假設(shè)你開發(fā)一個(gè)簡單的Swing程序，你能MVC就說明你真的掌握了MVC的精髓。有能力在J2EE前端開發(fā)中構(gòu)建自己的MVC模式，知道什么是WEB2.0，知道什么是SOA，SaaS，SaaP等含義 三：理解并能合理運(yùn)用設(shè)計(jì)模式，UML建模

知道并理解設(shè)計(jì)模式中蘊(yùn)含的幾種基本原則如：里氏替換原則，開閉原則，合成復(fù)用原則，依賴倒置原則有很好的理解，并能舉例說明。對常用的設(shè)計(jì)模式如工廠模式，單例模式，觀察者模式，責(zé)任鏈模式，橋接模式等知道靈活運(yùn)用，明白什么是回調(diào)(Callback)。最后用一位高人話來總結(jié)設(shè)計(jì)模式，它是為了讓軟件更容易被別人讀懂，更容易維護(hù)而產(chǎn)生，設(shè)計(jì)模式本質(zhì)是程序員之間的交流，如果A用工廠模式設(shè)計(jì)一個(gè)模塊B來接替，A只要說該模塊是工廠模式實(shí)現(xiàn)，B維護(hù)起來應(yīng)該容易得多，所以設(shè)計(jì)模式是關(guān)于交流，不關(guān)于代碼。切忌濫用設(shè)計(jì)模式。學(xué)會使用UML建模工具至少熟悉一種URL建模工具。四：注重用戶體驗(yàn)，掌握KISS原則，知道歐卡姆剃刀原則

顧客就是上帝這個(gè)口號我們已經(jīng)喊了N年了，程序員的勞動成果最終也需要轉(zhuǎn)換為服務(wù)提供給客戶，用戶體驗(yàn)至關(guān)重要，常常看到的場景是功能實(shí)現(xiàn)了，軟件很難使用，程序員有個(gè)很充足的理由我不是美工，其實(shí)注重用戶體驗(yàn)跟美工八桿子也打不到一起，F(xiàn)oxMail的成功在很大程度是用戶體驗(yàn)的成功，友好，清晰的用戶提示，強(qiáng)的容錯與糾錯設(shè)計(jì)是獲得好的用戶體驗(yàn)的不二法門。傻瓜相機(jī)顧名思義傻子都會使用，這個(gè)就著名的KISS原則(Keep itsimple and stupid)意思是UI設(shè)計(jì)要簡單明了，傻子一看就知道怎么用，想想我們做出來的東西，對照說明書都不知道怎么用。另外一個(gè)就是最著名的例子IPhone手機(jī)外觀設(shè)計(jì)，是典型的歐卡姆剃刀設(shè)計(jì)原則來完成人機(jī)交互。五：自動測試與軟件配置管理(SCM)實(shí)現(xiàn)

知道什么是軟件配置管理，知道Hudson運(yùn)用該工具SCM，知道怎么獲取測試代碼覆蓋率，Java有效代碼行數(shù)(NCSS)，完成firebug，JDepend等工具集成ant/maven。熟悉并注重在開發(fā)過程中使用JUnit單元測試，理解白盒測試規(guī)范。六：熟悉常見的網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議

對HTTP協(xié)議，知道POST, GET的區(qū)別是什么，閱讀過HTTP相關(guān)的RFC文檔。學(xué)會使用sniffer工具查看數(shù)據(jù)包，幫助查找與調(diào)試程序，知道TCP與UDP的區(qū)別，知道并理解E-Mail發(fā)送與接受的協(xié)議如SMTP，POP3，IMAP等協(xié)議，了解MIME與Base64編碼。知道組播是怎么回事情。

七：面向市場，永遠(yuǎn)對新技術(shù)保持渴望

計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展日新月異，做為IT行業(yè)的軟件開發(fā)人員要不斷的給自己充電，更新自己的技術(shù)與時(shí)代保持同步，同時(shí)還要面向市場，華為總裁任正非說過-“華為的技術(shù)革新必須面向市場”，作為程序員同樣要有市場意識，很多人都后悔沒有在android剛出來的時(shí)候加以關(guān)注學(xué)習(xí)。那些很早關(guān)注android開發(fā)技術(shù)的很多程序員因此獲得豐厚回報(bào)。如今HTML5得到越來越多的瀏覽器廠家支持，你是否已經(jīng)跟上腳步，開始學(xué)習(xí)。八：保持謙虛，三人行必有我?guī)?/p>

喬幫主說他要保持初心，努力學(xué)習(xí)，我等更應(yīng)該保持謙虛，IT技術(shù)發(fā)展日新月異，在你眼中不可能實(shí)現(xiàn)的技術(shù)，也許別人早已經(jīng)有思路。保持謙虛就有機(jī)會吸取別人身上的長處，古人有云：滿招損，謙受益。一個(gè)得道的高人更是說出了”下下人，上上智”的禪語。永遠(yuǎn)不要拒絕幫助你周圍的人解決難題，解決難題是進(jìn)步最快途徑。不要放棄任何一次可以提升自己技術(shù)與能力的機(jī)會。

九：養(yǎng)成總結(jié)的習(xí)慣，不斷反思

上學(xué)的時(shí)候老師常讓寫小結(jié)，也沒總結(jié)出來所以然，以至于工作以后再也不提這檔子事情，建議每個(gè)項(xiàng)目做完以后對自己都有個(gè)小結(jié)，總結(jié)自己在項(xiàng)目里面學(xué)到了什么，反問自己能不能完成在不需要別人幫助的情況下自己完成這樣的系統(tǒng)搭建，是否熟悉與掌握項(xiàng)目中所用到的技術(shù)，即使有些東西不是你負(fù)責(zé)完成的但是什么也不能阻擋一顆求知的心，總結(jié)要盡量詳細(xì)記錄你遇到那些難題是怎么一個(gè)一個(gè)的解決的，下次再遇到你是否可以很快解決或者避免這樣的問題。有總結(jié)才有提高，孔子曰：學(xué)而不思則罔，如果我們只是coding到吐血，不思考，不總結(jié)提高，永遠(yuǎn)不可能有能有本質(zhì)提高，秦相李斯有云：“泰山不讓土壤，故能成其大，河海不擇細(xì)流，故能就其深”，點(diǎn)滴積累不斷總結(jié)方能量變導(dǎo)致質(zhì)變。十：數(shù)學(xué)功底與算法知識 用任何編程語言開發(fā)應(yīng)用，都離不開核心算法支持，很多國外的軟件單單從UI上看，恐怕寫幾年程序的人都可以模仿，但是UI之下的那些真實(shí)深淺不一，相信不是你想模仿就可以模仿的，為什么我們越來越山寨，因?yàn)槲覀儧]有核心競爭力，對于程序員來說算法與數(shù)學(xué)顯然是他最重要的核心競爭力之一。《算法導(dǎo)論》，《編程珠璣》等書絕對值得讀十遍。微軟亞洲研究院視覺計(jì)算組負(fù)責(zé)人在一次演講中說到他們招人的標(biāo)準(zhǔn)是“三好學(xué)生– 數(shù)學(xué)好，編程好，態(tài)度好”。可是現(xiàn)實(shí)的普遍情況卻是-微機(jī)原理鬧危機(jī)，匯編語言不會變，實(shí)變函數(shù)學(xué)十遍。計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識被大家普遍忽視。從今天開始好好學(xué)習(xí)吧…… 十一：Java代碼反編譯與代碼保護(hù)

Java編譯產(chǎn)生字節(jié)碼，因而可以被輕松的逆向工程(反編譯)，微軟的C#生產(chǎn)的DLL也一樣可以被輕松反編譯。正式由于這個(gè)原因產(chǎn)生了許多Java開源的代碼保護(hù)工具，而Proguar是其中佼佼者，已經(jīng)被google集成在android之中用于Java代碼保護(hù) 十二：努力成為某個(gè)行業(yè)或者領(lǐng)域骨干

面對漫長的職業(yè)生涯，要想不被淘汰，必須具備一招鮮吃遍天下的能力，選擇自己感興趣的方向，努力而深入的研究，計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展到今天已經(jīng)細(xì)分很細(xì)，努力研究一種Java開源框架或者開源HTTP服務(wù)器源碼或者研究過網(wǎng)絡(luò)爬蟲源碼或者WEBKIT內(nèi)核，不愁沒有人要你。如果你是非常了解金融，企業(yè)ERP，證券，保險(xiǎn)，移動應(yīng)用行業(yè)的應(yīng)用開發(fā)業(yè)務(wù)的人，一樣不用愁工作。這些知識不隨語言而改變，努力做一個(gè)有核心競爭力的Java程序員。十三：提高語言與書面表達(dá)能力，掌握基礎(chǔ)的項(xiàng)目管理知識

文檔與語言表達(dá)能力是最好的向外界展現(xiàn)自己能力的方式，很多程序員編程能力很高，表達(dá)能力一般，Linux能夠成功，除了歸功于網(wǎng)絡(luò)社區(qū)的力量之外，也得益于Linux作者本人給各大基金會寫信，宣傳推廣，試想如果沒有良好的書面語言表達(dá)能力，即使Linux系統(tǒng)再優(yōu)秀，卻無法被準(zhǔn)確表達(dá)，失去各大基金會的支持，Linux還會像今天這么好的局面嘛。所以重視文檔，重視提升溝通與表達(dá)能力，才有可能成為Java系統(tǒng)程序員。掌握基本的2/8原則，學(xué)會將模塊細(xì)化分配給不同的人，預(yù)見并控制項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)，把握項(xiàng)目進(jìn)度，優(yōu)化流程，合理的時(shí)間管理，了解TDD，熟悉敏捷開發(fā)模式，常規(guī)軟件開發(fā)模式。

第五篇：7年經(jīng)驗(yàn)總結(jié),C語言嵌入式系統(tǒng)_編程規(guī)范_編程思想

嵌入式系統(tǒng)編程規(guī)范

李紅志

程序的可讀性、可擴(kuò)展性、可復(fù)用性、易維護(hù)性、語法是代碼的入門，算法是代碼的靈魂。

第1章 編程常見錯誤

1.1、語法錯誤

1、錯用函數(shù)數(shù)據(jù)類型，比如abs(x)，x可能為16bit的值，如果為16bit的值，給出32bit的值就會出錯。

2、內(nèi)存越界訪問

內(nèi)存越界訪問有兩種：一種是讀越界，即讀了不屬于自己的數(shù)據(jù)，如果所讀的內(nèi)存地址是無效的，程度立刻就崩潰了。如果所讀內(nèi)存地址是有效的，在讀的時(shí) 候不會出問題，但由于讀到的數(shù)據(jù)是隨機(jī)的，它會產(chǎn)生不可預(yù)料的后果。另外一種是寫越界，又叫緩沖區(qū)溢出，所寫入的數(shù)據(jù)對別人來說是隨機(jī)的，它也會產(chǎn)生不可 預(yù)料的后果。

3、結(jié)構(gòu)的成員順序變化引發(fā)的錯誤

在初始化一個(gè)結(jié)構(gòu)時(shí)，老手可能很少像新手那樣老老實(shí)實(shí)的，一個(gè)成員一個(gè)成員的為結(jié)構(gòu)初始化，而是采用快捷方式，如：

Struct s { int l;char* p;};int main(int argc, char* argv[]){ struct s s1 = {4, “abcd”};return 0;} 以上這種方式是非常危險(xiǎn)的，原因在于你對結(jié)構(gòu)的內(nèi)存布局作了假設(shè)。如果這個(gè)結(jié)構(gòu)是第三方提供的，他很可能調(diào)整結(jié)構(gòu)中成員的相對位置。而這樣的調(diào)整往 往不會在文檔中說明，你自然很少去關(guān)注。如果調(diào)整的兩個(gè)成員具有相同數(shù)據(jù)類型，編譯時(shí)不會有任何警告，而程序的邏輯可能相距十萬八千里了。

4、棧溢出。

我們在前面關(guān)于堆棧的一節(jié)講過，在PC上，普通線程的棧空間也有十幾M，通常夠用了，定義大一點(diǎn)的臨時(shí)變量不會有什么問題。

而在一些嵌入式中，線程的棧空間可能只5K大小，甚至小到只有256個(gè)字節(jié)。在這樣的平臺中，棧溢出是最常用的錯誤之一。

1.2、編譯錯誤 1.3、鏈接錯誤

第2章 編程知識

關(guān)鍵字valotile的作用是告訴編譯器，不要把變量優(yōu)化到寄存器里。

第3章 編程規(guī)范

1.1 整體結(jié)構(gòu)

1、必須包含的兩個(gè)文件：

“#include “std_inc.h”” “#include “std_defs.h””

2、一個(gè)完整的project需要有程序說明文檔

3、需要有變量宏定義函數(shù)說明文檔，包含變量規(guī)則命名。

4、需要有程序流程圖

5、需要有硬件測試報(bào)告

6、需要有程序修改記錄

7、要有軟件時(shí)間控制分析

1.2 編程規(guī)范

1、定義宏定義按照功能模塊來區(qū)分；

2、枚舉型定義當(dāng)宏定義來處理；

3、程序和數(shù)據(jù)要分開；

4、格式上要對齊；

5、空行要規(guī)范；

6、中斷中調(diào)用的變量，一定要分析在計(jì)算過程中別的地方賦值是不是有非本身意義的賦值；

7、變量的意義要清晰；

8、程序要分層設(shè)計(jì)； 9、1.3 注釋規(guī)范

1、變量和宏定義都要在定義的時(shí)候注釋一下，作用是什么，單位，放大倍數(shù)。

2、用“#”標(biāo)記需要問別人、需要改進(jìn)的地方。

3、用“$”標(biāo)記如果硬件改變需要進(jìn)行變化的地方。

4、用“// XX”。

5、每個(gè)函數(shù)上面都要寫注釋；

6、程序段內(nèi)不要太多的注釋，多的話影響程序的可讀性；

1.4 變量命名

1、變量名用小寫

2、宏定義用大寫

1.5 不建議使用全局變量的原因：

（1）全局變量在程序的全部執(zhí)行過程中都占用存儲單元，而不是僅在需要時(shí)才開辟單元；

（2）它使函數(shù)的通用性降低了，因?yàn)楹瘮?shù)在執(zhí)行時(shí)依賴于其所在的外部變量。如果將一個(gè)函數(shù)移到另一個(gè)文件中，還要將有關(guān)的外部變量及其值一起移過去。但若該外部變量與其他文件 中的變量同名時(shí)，就會出現(xiàn)問題，降低了程序的可靠性和通用性。在程序設(shè)計(jì)中，在劃分模塊時(shí)就要求模塊的“內(nèi)聚性”強(qiáng)、與其他模塊的“耦合性”弱。即模塊的功能要單一（不要把許多互不相干的功能放到一個(gè)模塊中），與其他模塊的相互影響要盡量少，而使用全局變量是不符合這個(gè)原則的。一般要求把C程序中的函數(shù)做成一個(gè)封閉體，除了可以通過“實(shí)參——形參”的渠道與外界發(fā)生聯(lián)系外，沒有其他渠道。這樣的程序移植性好，可讀性強(qiáng)。

（3）使用全局變量過多，會降低程序的清晰性，人們往往難以清楚地判斷出每個(gè)瞬時(shí)各個(gè)外部變量的值。在各個(gè)函數(shù)執(zhí)行時(shí)都可能改變外部變量的值，程序容易出錯。因此要限制使用全局變量。

（4）如果在同一個(gè)源文件中，外部變量與局部變量同名，則在局部變量的作用范圍內(nèi)，外部變量被“屏蔽”，即它不起作用。

說明：使用全局變量的作用是增加了函數(shù)間的數(shù)據(jù)聯(lián)系的渠道。由于函數(shù)的調(diào)用只能帶回一個(gè)返回值，因此有時(shí)可以利用全局變量增加與函數(shù)聯(lián)系的渠道，從而到到一個(gè)以上的返回值。

第4章 2011-4-22：程序的矩陣化設(shè)計(jì)思想

適用于嵌入式軟件設(shè)計(jì)，無操作系統(tǒng)，軟件結(jié)構(gòu)較復(fù)雜的情況。

1.6 定義

最小時(shí)延原則：軟件設(shè)計(jì)過程中，在不影響其他性能的情況下，應(yīng)該讓數(shù)據(jù)的產(chǎn)生過程和使用過程之間的時(shí)延最小。

需控變量：軟件運(yùn)行過程中，需要控制計(jì)算順序的全局變量。

非需控變量：軟件運(yùn)行過程中，不需要控制計(jì)算順序的全局變量，比如從總線引發(fā)的中斷中獲取的信號。

優(yōu)化矩陣：在設(shè)計(jì)函數(shù)執(zhí)行順序時(shí)，用于記錄函數(shù)和函數(shù)輸出變量的矩陣。1.7 軟件結(jié)構(gòu)的矩陣化

程序上的分層設(shè)計(jì)。層與層之間有接口。矩陣化設(shè)計(jì)。全局變量的作用范圍要有設(shè)定，不能從上到下都是一種變量。分層設(shè)計(jì)后，才比較容易處理指令沖突的問題，因?yàn)橹噶畋粓?zhí)行之前會有對幾種指令進(jìn)行判斷的操作。模塊化是矩陣化設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，模塊作為矩陣的cell，同一個(gè)層面的作為一個(gè)row，程序執(zhí)行一次，就是從頂層到底層一次，只不過每次可能走的trace不同。這個(gè)trace就是程序真正運(yùn)行了哪些模塊。

程序應(yīng)該是從模塊化、發(fā)展到分層、再到矩陣。

環(huán)境識別、駕駛意圖識別、干預(yù)退出預(yù)估、1.8 函數(shù)執(zhí)行順序的矩陣化

適用情況：系統(tǒng)信號較多，全局變量較多，在一個(gè)控制周期內(nèi)，相互之間有計(jì)算先后要求。同一層次的函數(shù)較多。全局變量只在一個(gè)函數(shù)中被賦值，在多處被調(diào)用。

全局變量分為需控變量和非需控變量。

該方法是對某一層的函數(shù)進(jìn)行執(zhí)行順序的設(shè)計(jì) 1.對每一個(gè)函數(shù)進(jìn)行編號；

2.建立需控變量集：將每一個(gè)函數(shù)的輸入全局變量和輸出全局變量中的需控變量放進(jìn)需控變量集。3.對需控變量集中的每個(gè)元素編號；

4.建立每個(gè)函數(shù)的輸入需控變量集和輸出需控變量集，變量集用需控變量集中元素編號表示；

5.逐個(gè)將函數(shù)添加至優(yōu)化矩陣，每添加一個(gè)函數(shù)，調(diào)整優(yōu)化矩陣，直到所有函數(shù)添加完成。得到每個(gè)函數(shù)的可存放域。

6.根據(jù)最小時(shí)延原則，調(diào)整每個(gè)函數(shù)到最優(yōu)位置。7.輸出可行的函數(shù)序列。第5章 編程經(jīng)驗(yàn)

1.9 程序設(shè)計(jì)思想 控制時(shí)序的設(shè)計(jì)思想： 程序分層的設(shè)計(jì)思想： 程序的矩陣式設(shè)計(jì)思想； 變量的集中處理思想； 變量自衰減的處理思想；

估算變量的自衰減。估算變量時(shí)，由于只有滿足估算條件才能進(jìn)行估算，而估算條件不是持續(xù)成立的，所以只能在某些點(diǎn)進(jìn)行估算。沒有進(jìn)行計(jì)算的地方，該變量就要隨時(shí)間衰減，并且要給出一個(gè)health指標(biāo)，表明這個(gè)被估算值的可信度。

干預(yù)退出預(yù)估的處理思想；

1.10 【2010-12-5】

1、能從CAN上獲取的信號要從CAN上獲取，比如發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速、發(fā)動機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩、加速踏板位置（不知道還有用沒了）、節(jié)氣門開度（不知道還有用沒了）、傳動比（或者說檔位）。

2、我覺得用115200，10ms傳出100個(gè)byte沒什么問題。這樣的話，B+S的采集主要作用就在于同步一下壓力，方向盤、橫擺等信號用更高的頻率采集，確認(rèn)一下單片機(jī)的處理是否達(dá)到精度。

3、變量命名的規(guī)范化。全局變量中的temp，寫成s32temp1，局部變量的temp，寫成temp1s32.感覺不怎么好，但是總要區(qū)別一下的。

4、abs(x);的函數(shù)原型是int abs(int x)

5、盡量避免一個(gè)變量在不同程序段被幅值；

6、中斷中用到的量，要小心在程序外會不會有非本身含義的短時(shí)間賦值；

7、一段代碼盡量不要超過100行；

8、全局附著比局部復(fù)雜要復(fù)雜；

9、任何一段代碼，要做到能用1句話描述；

10、【2011-7-4】

代碼變成各種意義明確的節(jié)的優(yōu)點(diǎn)：

1、高可靠性：每段很小，就更容易做到確認(rèn)代碼不會出問題，更能確認(rèn)該段指令是千錘百煉的，絕對可靠的；

2、可維護(hù)性強(qiáng)：由于每段很小，很容易看懂，調(diào)試及修改都更方便；

3、可擴(kuò)展性強(qiáng)：如果某一種計(jì)算有問題了，只用替換或修改某一小段，而不用到處找需要改哪些地方；

4、可復(fù)用性強(qiáng)：對某些小段，可能多個(gè)地方都可以用到，不用在不同的地方寫很多次；

5、結(jié)構(gòu)清晰：每一小段意義明確，程序結(jié)構(gòu)、層次、調(diào)用關(guān)系、數(shù)據(jù)流等都更清晰；

6、可讀性強(qiáng)：由于結(jié)構(gòu)清晰，增加了可讀性，另外結(jié)構(gòu)清晰了，就容易寫清楚注釋，也增加了可讀性；

7、函數(shù)無條件執(zhí)行的優(yōu)點(diǎn)：

1、結(jié)構(gòu)更清晰：不用考慮是否執(zhí)行了；

2、數(shù)據(jù)流更清晰：一個(gè)新的計(jì)算量由哪些變量得到，傳遞關(guān)系更清晰；

3、函數(shù)的模塊化更好：能讓函數(shù)無條件執(zhí)行，表示該函數(shù)具有更高的獨(dú)立性，也就是模塊更完整，與其他代碼的耦合程度更低，遷移更方便；

4、程序清晰之后，程序結(jié)構(gòu)簡單，從而增加可靠性；

5、集中處理的優(yōu)點(diǎn)：（集中處理是只，如果一個(gè)變量的計(jì)算，在不同條件下，算法不同，那么把條件匯總到一起，在一段代碼處處理這個(gè)變量）

1、結(jié)構(gòu)清晰：一個(gè)變量的計(jì)算只出現(xiàn)在一個(gè)位置；

2、分散處理會造成同一個(gè)值在一次運(yùn)算周期重復(fù)計(jì)算，后面的計(jì)算結(jié)果覆蓋前面的計(jì)算結(jié)果，從而難以控制數(shù)據(jù)流；

3、【2011-7-5】

1、ESP方式的減壓和泄壓：開關(guān)控制方式下，兩者沒什么區(qū)別；

2、ABS方式的減壓：減壓速率和ESP減壓方式差別很大；遠(yuǎn)小于ESP泄壓速率，近似1/2關(guān)系；

3、Bosch 8.1的HCU，保壓時(shí)有個(gè)大約90Hz的噪聲，和王偉瑋討論了一下，基本上可以理解為那就是當(dāng)時(shí)電機(jī)轉(zhuǎn)動頻率；

【2011-7-6】

1、在舉升機(jī)上，兩前輪確實(shí)會有轉(zhuǎn)速差，并且轉(zhuǎn)速差可能越來越大；

2、閥的端口，燒程序時(shí)的狀態(tài)確認(rèn)；沒有高電平的；

3、粗略來講，泄壓速率正比于輪缸壓力？

4、輪缸制動液凈進(jìn)入量和輪缸壓力什么關(guān)系？在常用的范圍內(nèi)，大概是正比關(guān)系；

5、制動輪缸制動液液量增大了，誰變形了？制動盤、摩擦塊、制動鉗，還有誰？那個(gè)變形大？是不是制動鉗>摩擦塊>制動盤(最大也就0.1mm)，6、主動增壓時(shí)，進(jìn)油速率基本恒定。HCU中的柱塞泵效率大概50%，好點(diǎn)兒能到60%；輪缸壓力大，效率可能稍微高一點(diǎn)兒；輪缸壓力大，電機(jī)轉(zhuǎn)速稍微低一點(diǎn)兒。

7、【2011-7-8】

1、大型的復(fù)雜的程序，用面向?qū)ο缶幊绦室叩枚啵粏尉妥兞康膒rivate和public設(shè)定而言，就會減少很多變量賦值的誤操作，相當(dāng)于自動添加了一種自檢驗(yàn)機(jī)制；其他還有很多優(yōu)點(diǎn)。

2、應(yīng)該把每個(gè)函數(shù)都做一個(gè)更新記錄。這種更新記錄怎么能做到比較容易看到上次的狀態(tài)呢？難道只能把不同狀 態(tài)都記錄下來看的時(shí)候再對比？

3、【2011-7-9】

1、軸距和FMVSS126的A值之間的關(guān)系，基本上只軸距減小10%，A值減小3%(尊馳在CarSim中的仿真結(jié)果)。2DOF理論上應(yīng)該成比例改變的，實(shí)際上可能懸架、輪胎的柔性有影響。

2、尊馳和C118在CarSim中仿真的A值大概都是31deg。

3、.c中的函數(shù)，必須在.h中聲明，不是為了能被調(diào)用，還是為了比較直觀地看到在這個(gè).c文件中定義了哪些函數(shù)；

4、單片機(jī)上，除0，會怎樣？

經(jīng)測試，初步結(jié)論：正值/0 = 0xF*F，負(fù)值/0 = 1

5、坡道TCS之所以困難，就在于壓力估算的偏差影響對坡度的識別，壓力的持續(xù)控制也比較困難；

6、坡道對前軸載荷幾乎沒影響。cos(15deg)= 0.985

【2011-7-13】

1、任何一個(gè)條件執(zhí)行的函數(shù)，都涉及到不滿足條件時(shí)不執(zhí)行了，它計(jì)算的變量清零，還是怎么處理。條件選擇，都是選取一種處理方法，那么必須對任何一種處理都有對應(yīng)的方法。

2、條件運(yùn)算的函數(shù)改變的變量，函數(shù)不運(yùn)行時(shí)也需要對變量進(jìn)行賦值；函數(shù)在程序中的作用，就是為了給那幾個(gè)變量賦值，不運(yùn)行了，就要用其他方式賦值；

3、先分好層次，定義清楚變量和函數(shù)，畫好框圖再寫程序；

4、定義文件之間的接口，函數(shù)之間的接口；

【2011-7-29】

1、數(shù)據(jù)后處理中用數(shù)據(jù)組合成控制信號，是不靠譜的。組合生成一些信號比較靠譜。

【2011-8-12】

1、程序要寫到什么樣才算好？多一個(gè)字則太多，少一個(gè)字則太少，天衣無縫，完美無暇，千錘百煉，爐火純青。

2、一群人，怎么才能做好一個(gè)程序？首先定義清晰，規(guī)則明確，不能越俎代庖，每個(gè)人有不同的權(quán)限去維護(hù)不同的代碼。每個(gè)人都要遵守其中的規(guī)則，不守規(guī)則的那個(gè)人就是系統(tǒng)的bug。

3、雖然說程序是調(diào)出來的，但是還是應(yīng)該盡量寫的時(shí)候就寫完善，不能寫得一塌糊涂而等調(diào)試去解決問題。寫的時(shí)候，關(guān)注的只是那么幾十行，而找bug的時(shí)候，關(guān)注的可是幾千行，這效率能一樣么？

4、大程序設(shè)計(jì)首要原則，降低各部分耦合度。

5、如果每個(gè)人負(fù)責(zé)幾個(gè)文件的話，就不要輕易定義全局變量了，要盡量使用靜態(tài)全局變量（作用域?yàn)楸疚募６x全局變量要先看全局變量庫，并建立并進(jìn)行登記。

6、以前程序很大的一個(gè)問題就是層次沒分清，從而耦合度高，混亂。

7、格式上，所有的一塊兒邏輯前面要有空行，比如if之類的。

8、定義一個(gè)新變量前，先檢查一下是否已存在這個(gè)變量名。

9、函數(shù)中間盡量不用return，結(jié)構(gòu)混亂。

10、減少調(diào)用層次；

11、程序的本質(zhì)是什么？數(shù)據(jù)流；

12、函數(shù)的作用是什么？計(jì)算數(shù)據(jù)；

13、寫程序的本質(zhì)是什么？用矩陣化方式?jīng)Q定數(shù)據(jù)流的運(yùn)行；

14、為什么要分層？降低耦合度；

【2012-2-5】

1、把OBJ中的一段，ID中的一段兒留給調(diào)試。也是分層的概念。

2、