嵌入式系统的C语言

### 嵌入式系统的C语言 #### 一、C语言基础 1. **什么是C语言？** - C语言是一种通用的编程语言，最初由Dennis Ritchie于1971年为UNIX操作系统开发。它的一个显著特点是与特定硬件或系统无关，这使得用C语言编写的程序可以在多种不同的平台上运行，而无需进行大量的修改。 2. **为什么使用C语言？** - C语言非常灵活且功能强大，能够适应不同层次的需求。它将高级语言的特点与底层控制能力结合起来，因此被称为中级语言。 - C语言体积较小但功能强大，能够支持低级位操作，同时也具备结构化编程的能力。这种灵活性使得C语言适用于广泛的编程任务。 - C语言保留了程序员对底层细节的控制权，但同时提供了足够的抽象层来简化复杂问题。 3. **为什么不使用C语言？** - C语言有时会产生较大的代码量，并且可能不如某些专门优化的语言那样高效。 - 标准I/O函数如`printf`、`scanf`等可能会引入不必要的代码冗余。 - C语言中的内存管理，如`malloc()`等函数的使用，可能不够直观。 - 在嵌入式环境中编写中断服务程序（ISR）可能会比较困难。 - C语言的标准库可能不适合所有类型的嵌入式系统。 4. **8位微控制器中的ANSI C** - 对于嵌入式系统而言，纯ANSI C并不总是理想的，因为这些系统往往需要与硬件紧密交互。 - ANSI C提供的寄存器访问机制并不适合固定存储空间的应用。 - 几乎所有的嵌入式系统都需要处理中断，而ANSI C并没有很好地支持这一点。 - 许多微控制器的架构不支持C语言的堆栈管理方式。 - 大多数微控制器具有多个存储区域，而ANSI C没有提供有效的机制来处理这种情况。 5. **打破一些C语言的惯例** - 在低端8位微控制器上使用C语言时，为了减小程序的大小，可能需要打破一些传统的编程规则，例如： - 直接开启或关闭全局中断。 - 使用`goto`语句。 - 使用全局变量。 - 使用特定的寄存器段。 - 放弃对指针的支持。 6. **嵌入式编程与桌面编程的区别** - 嵌入式编程环境的特点包括有限的RAM、ROM和栈空间；面向硬件编程；严格的定时要求；以及特殊的指针类型和关键字。 7. **汇编语言与C语言** - 编译器可以被视为一个优秀的汇编程序员，它能够将C代码转换成高效的汇编代码。 - 尽管C语言是解决问题的强大工具，但在某些情况下仍然需要手动编写汇编代码。 8. **为什么转向C语言？** - C语言可以提高开发效率。 - 使用C语言编写的代码更加可靠。 - C代码更容易进行升级和扩展。 - 在不同平台间移植代码变得更加简单。 - 维护C代码通常比维护汇编代码更容易。 - 丰富的文档资源、书籍、第三方库和支持可用。 9. **C代码的结构** - 一个典型的C程序由预处理指令、类型定义、函数原型、变量声明和函数定义组成。 - 每个C程序必须包含一个`main()`函数，该函数是程序的入口点。 - 每条语句都以分号结尾。 10. **C函数** - C函数的基本结构包括返回类型、函数名、参数列表、局部变量和执行语句。 - 函数可以返回值，也可以不返回值。 11. **C关键字** - C语言的关键字分为多个类别，包括数据类型、修饰符、标识符、选择体、存储指定、循环体、跳转操作、功能指定以及预处理指示等。 12. **C操作符** - C语言支持多种操作符，包括基本表达式操作符、一元操作符、赋值操作符、位操作符、算术运算符、关系运算符、逻辑运算符、条件运算符和序列操作符。 #### 二、嵌入式编程 1. **变量** - 变量的类型决定了它可以存储的值的类型。选择正确的类型对于确保程序正确性和效率至关重要。 - 在嵌入式系统中，选择合适的变量类型尤其重要，因为这些系统通常具有有限的资源。 通过上述内容，我们可以看到C语言在嵌入式系统中的应用非常广泛。尽管它有一些局限性，但它的灵活性、高效性和广泛的资源支持使其成为嵌入式开发的首选语言之一。了解C语言的基础知识及其在嵌入式环境中的特殊应用，对于从事相关工作的工程师来说是非常重要的。