Apa itu Program C Terbenam & Strukturnya untuk Pemula

Sebelumnya, banyak aplikasi tertanam dikembangkan menggunakan pengaturcaraan tingkat pemasangan. Walau bagaimanapun, mereka tidak memberikan kemudahan pengangkutan. Kekurangan ini diatasi dengan munculnya pelbagai bahasa peringkat tinggi seperti C, Pascal, dan COBOL. Namun, itu adalah bahasa C yang mendapat penerimaan luas untuk sistem tertanam, dan terus menerus melakukannya. Kod C yang ditulis lebih dipercayai, boleh diskalakan, dan mudah alih dan sebenarnya, lebih mudah difahami. Pengaturcaraan Embedded C adalah jiwa pemproses yang berfungsi di dalam setiap sistem tertanam kita dapati dalam kehidupan seharian kita, seperti telefon bimbit, mesin basuh, dan kamera digital. Setiap pemproses dikaitkan dengan perisian terbenam. Perkara pertama dan terpenting adalah perisian terbenam yang memutuskan untuk berfungsi sistem terbenam. Bahasa C terbenam paling kerap digunakan untuk atur cara mikrokontroler .

Apa itu Bahasa C?

Bahasa C dikembangkan oleh Dennis Ritchie pada tahun 1969. Ini adalah kumpulan satu atau lebih fungsi, dan setiap fungsi adalah kumpulan pernyataan yang melakukan tugas tertentu.
Bahasa C adalah bahasa tahap menengah kerana menyokong aplikasi peringkat tinggi dan aplikasi tahap rendah. Sebelum melihat perincian pengaturcaraan C tertanam, kita harus mengetahui mengenai organisasi memori RAM.

Ciri-ciri utama bahasa C merangkumi yang berikut.

• Bahasa C adalah perisian yang direka dengan kata kunci yang berbeza, jenis data, pemboleh ubah, pemalar, dll.
• Embedded C adalah istilah umum yang diberikan kepada bahasa pengaturcaraan yang ditulis dalam C, yang dikaitkan dengan seni bina perkakasan tertentu.
• Embedded C adalah lanjutan untuk bahasa C dengan beberapa fail header tambahan. Fail header ini boleh berubah dari pengawal ke pengawal.
• The mikrokontroler 8051 #sertakan digunakan.

Apa itu Pengaturcaraan Embedded C

Dalam setiap projek berasaskan sistem embedded, pengaturcaraan Embedded C memainkan peranan penting untuk membuat mikrokontroler menjalankan & melakukan tindakan yang disukai. Pada masa ini, kami biasanya menggunakan beberapa alat elektronik seperti telefon bimbit, mesin basuh, sistem keselamatan, peti sejuk, kamera digital, dan lain-lain. Pengendalian peranti tertanam ini dapat dilakukan dengan bantuan program C tertanam. Sebagai contoh dalam kamera digital, jika kita menekan butang kamera untuk menangkap foto maka mikrokontroler akan menjalankan fungsi yang diperlukan untuk mengklik gambar dan juga untuk menyimpannya.

Pengaturcaraan Embedded C

Pengaturcaraan C tertanam dibangun dengan sekumpulan fungsi di mana setiap fungsi adalah sekumpulan pernyataan yang digunakan untuk melaksanakan beberapa tugas tertentu. Kedua-dua bahasa C dan C yang tertanam adalah sama dan dilaksanakan melalui beberapa elemen asas seperti pemboleh ubah, set watak, kata kunci, jenis data, perisytiharan pemboleh ubah, ungkapan, pernyataan. Semua elemen ini memainkan peranan penting semasa menulis program C tertanam.

Pereka sistem tertanam mesti mengetahui mengenai seni bina perkakasan untuk menulis program. Program-program ini memainkan peranan penting dalam memantau dan mengendalikan peranti luaran. Mereka juga secara langsung mengoperasikan dan menggunakan arsitektur dalaman mikrokontroler, seperti penanganan interupsi, pemasa, komunikasi bersiri, dan fitur lain yang tersedia.

Pengaturcaraan Sistem Tertanam

Seperti yang telah kita bincangkan sebelumnya, perancangan sistem tertanam dapat dilakukan dengan menggunakan Perkakasan & Perisian. Sebagai contoh, dalam sistem tertanam yang sederhana, pemproses adalah modul utama yang berfungsi seperti inti sistem. Di sini pemproses tidak lain adalah mikropemproses, DSP, mikrokontroler, CPLD & FPGA. Semua pemproses ini dapat diprogramkan sehingga dapat menentukan cara kerja peranti.

Program sistem Embedded membolehkan perkakasan memeriksa input & mengawal output dengan sewajarnya. Dalam prosedur ini, program yang disematkan mungkin harus mengawal seni bina dalaman pemproses secara langsung seperti Pemasa, Pengendalian Interrupt, Pelabuhan I / O, antara muka komunikasi bersiri, dll.

Jadi pengaturcaraan sistem terbenam sangat penting bagi pemproses. Terdapat pelbagai bahasa pengaturcaraan yang tersedia untuk sistem tertanam seperti C, C ++, bahasa pemasangan, JAVA, skrip JAVA, asas visual, dan lain-lain. Oleh itu, bahasa pengaturcaraan ini memainkan peranan penting semasa membuat sistem terbenam tetapi memilih bahasa sangat penting.

Langkah Membangun Program C Terbenam

Terdapat pelbagai langkah yang terlibat dalam merancang program c tertanam seperti berikut.

• Komen
• Arahan Pemproses
• Konfigurasi Pelabuhan
• Pemboleh ubah global
• Fungsi Teras / Fungsi Utama
• Pengisytiharan Pembolehubah
• Logik Program

Komen

Dalam bahasa pengaturcaraan, komen sangat penting untuk menggambarkan fungsi program. Kod komen tidak dapat dilaksanakan tetapi digunakan untuk menyediakan dokumentasi program. Untuk memahami fungsi program, ini akan menjadikan kaedah mudah untuk memahami fungsi program. Dalam C tertanam, komen tersedia dalam dua jenis iaitu baris tunggal dan komen utama.

Dalam bahasa pengaturcaraan C yang tertanam, kami dapat memberikan komen dalam kod kami yang membantu pembaca memahami kod dengan mudah.

C = a + b / * tambahkan dua pemboleh ubah yang nilainya disimpan dalam pemboleh ubah lain C * /

Komen Garis Tunggal

Secara amnya, untuk bahasa pengaturcaraan, komen satu baris sangat berguna untuk menjelaskan sebahagian kecil program. Komen-komen ini dimulakan dengan garis miring ganda (//) dan boleh diletakkan di mana saja dalam bahasa pengaturcaraan. Dengan menggunakan ini, keseluruhan baris dapat diabaikan dalam program.

Komen Pelbagai Garis

Komen berbilang baris dimulakan dengan garis miring tunggal (/) & tanda bintang (/ *) dalam bahasa pengaturcaraan yang menerangkan sekatan kod. Jenis komen ini dapat disusun di mana saja dalam bahasa pengaturcaraan dan digunakan terutamanya untuk mengabaikan sekumpulan kod dalam program.

Arahan Pemproses

Garis yang disertakan dalam kod program disebut arahan preprocessor yang dapat diikuti melalui simbol hash (#). Garis-garis ini adalah arahan preprocessor tetapi bukan pernyataan yang diprogramkan.
Kod boleh diperiksa melalui preprocessor sebelum penyusunan kod sebenar bermula & menyelesaikan arahan ini sebelum menghasilkan kod melalui pernyataan biasa. Terdapat beberapa arahan preprocessor khas yang tersedia walaupun dua arahan sangat membantu dalam bahasa pengaturcaraan

seperti yang berikut.

#sertakan
#sertakan
Sbit LED = P2 ^ 3
Utama ()
{
LED = 0x0ff
Kelewatan ()
LED = 0x00
}
#tentukan
#sertakan
#tentukan LED P0
Utama ()
{
LED = 0x0ff
Kelewatan ()
LED = 0x00
}

Dalam program di atas, arahan #include umumnya digunakan untuk merangkumi perpustakaan standard seperti kajian dan. h digunakan untuk membenarkan fungsi I / O menggunakan perpustakaan ‘C’. Arahan #define biasanya digunakan untuk menerangkan rangkaian pemboleh ubah & memperuntukkan nilai dengan melaksanakan proses dalam arahan tertentu seperti makro.

Konfigurasi Pelabuhan

Mikrokontroler merangkumi beberapa port di mana setiap port mempunyai pin yang berbeza. Pin ini dapat digunakan untuk mengendalikan peranti antara muka. Pengisytiharan pin ini boleh dilakukan dalam program dengan bantuan kata kunci. Kata kunci dalam program c tertanam adalah standard dan juga ditentukan seperti bit, sbit, SFR yang digunakan untuk menyatakan bit & pin tunggal dalam program.

Ada kata-kata tertentu yang disediakan untuk melakukan tugas tertentu. Kata-kata ini dikenali sebagai kata kunci. Kata kunci itu standard dan ditentukan sebelumnya dalam Embedded C. Kata kunci selalu ditulis dengan huruf kecil. Kata kunci ini mesti ditentukan sebelum menulis program utama. Fungsi utama kata kunci merangkumi yang berikut.

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

sbit

Ini adalah satu jenis jenis data, yang digunakan untuk mengakses satu bit dalam daftar SFR.

Sintaks untuk jenis data ini adalah: nama pemboleh ubah sbit = bit SFR

Contoh: sbit a = P2 ^ 1

Sekiranya kita menetapkan p2.1 sebagai pemboleh ubah ‘a’, maka kita dapat menggunakan ‘a’ dan bukan p2.1 di mana saja dalam program, yang dapat mengurangi kerumitan program.

Sedikit

Jenis data jenis ini digunakan terutamanya untuk membolehkan memori yang boleh dialamatkan sedikit dari memori akses rawak seperti 20h hingga 2fh.

Sintaks jenis data ini adalah: nama pemboleh ubah bit

Contoh: bit c

Ini adalah sedikit siri dalam wilayah data kecil yang terutama digunakan dengan bantuan program untuk menghafal sesuatu.

SFR

Jenis data jenis ini digunakan untuk mendapatkan port periferal dari daftar SFR melalui nama tambahan. Jadi, pengisytiharan semua daftar SFR dapat dilakukan dengan huruf besar.

Sintaks jenis data ini adalah: Nama pemboleh ubah SFR = alamat SFR untuk daftar SFR

Contoh: SFR port0 = 0 × 80

Sekiranya kita memperuntukkan 0 × 80 seperti 'port0', setelah itu kita dapat menggunakan 0 × 80 sebagai ganti port0 di mana pun dalam bahasa pengaturcaraan untuk mengurangkan kesukaran program.

Daftar SFR

SFR bermaksud Daftar Fungsi Khas. Pada mikrokontroler 8051, ia merangkumi memori RAM dengan 256 bait, yang terbahagi kepada dua elemen utama: elemen pertama 128 bait digunakan terutamanya untuk menyimpan data sedangkan elemen lain 128 bait digunakan terutamanya untuk daftar SFR. Semua peranti persisian seperti pemasa, kaunter & port I / O disimpan dalam daftar SFR & setiap elemen merangkumi satu alamat.

Pemboleh ubah Global

Apabila pemboleh ubah dinyatakan sebelum fungsi utama dikenali sebagai pemboleh ubah global. Pemboleh ubah ini boleh dibenarkan pada sebarang fungsi dalam program. Jangka hayat pemboleh ubah global bergantung terutamanya pada pengaturcaraan sehingga tamat.

#sertakan
Tidak ditandatangani int a, c = 10
Utama ()
{
……………
………… ..
}

Fungsi Teras / Fungsi Utama

Fungsi utama adalah bahagian tengah semasa melaksanakan program apa pun dan ia bermula dengan fungsi utama secara sederhana. Setiap program hanya menggunakan satu fungsi utama kerana jika program tersebut termasuk di atas satu fungsi utama, penyusun selanjutnya akan bingung dalam memulai pelaksanaan program.

#sertakan
Utama ()
{
……………
………… ..
}

Pengisytiharan Pembolehubah

Nama seperti pemboleh ubah digunakan untuk menyimpan nilai tetapi pemboleh ubah ini harus dinyatakan terlebih dahulu sebelum digunakan dalam program. Deklarasi pemboleh ubah menyatakan namanya dan juga jenis data. Di sini, jenis data tidak lain adalah perwakilan data penyimpanan. Dalam pengaturcaraan C tertanam, ia menggunakan empat jenis data asas seperti integer, float, karakter untuk menyimpan data dalam memori. Ukuran jenis data, serta julat, dapat ditentukan bergantung pada penyusunnya.

Jenis data merujuk pada sistem yang luas untuk menyatakan pemboleh ubah dari berbagai jenis seperti bilangan bulat, watak, apungan, dll. Perisian C yang disisipkan menggunakan empat jenis data yang digunakan untuk menyimpan data dalam memori.

‘Char’ digunakan untuk menyimpan mana-mana watak tunggal ‘int’ digunakan untuk menyimpan nilai integer, dan ‘float’ digunakan untuk menyimpan sebarang nilai floating-point yang tepat. Ukuran dan julat jenis data yang berbeza pada mesin 32-bit diberikan dalam jadual berikut. Ukuran dan julat mungkin berbeza pada mesin dengan ukuran kata yang berbeza.

• Ukuran jenis data char / sign char adalah 1 bait dan julatnya dari -128 hingga +128
• Ukuran jenis data char yang tidak ditandatangani adalah 1 bait dan julatnya dari 0 hingga 255
• Saiz jenis data int / ditandatangani adalah 2 bait dan julatnya dari -32768 hingga 32767
• Ukuran jenis data int yang tidak ditandatangani adalah 2 bait dan julatnya dari 0 hingga 65535

Utama ()
{
Tidak ditandatangani int a, b, c
}

Struktur Program C Terbenam ditunjukkan di bawah.

• komen
• arahan prapemproses
• pemboleh ubah global
• fungsi utama

{

• pemboleh ubah tempatan
• penyataan
• ………… ..
• ………… ..

}

• menyeronokkan (1)

{

• pemboleh ubah tempatan
• penyataan
• ………… ..
• ………… ..

}

Logik Program

Logik program adalah rancangan jalan yang muncul dalam teori di sebalik & hasil tindakan program yang dapat diramalkan. Ini menjelaskan pernyataan sebaliknya teori mengenai mengapa program yang disisipkan akan berfungsi dan menunjukkan kesan tindakan yang diakui sebaliknya sumber.

Utama
{
LED = 0x0f
kelewatan (100)
LED = 0x00
kelewatan (100)
}

Faktor Utama Program C Terbenam

Faktor utama yang harus dipertimbangkan semasa memilih bahasa pengaturcaraan untuk mengembangkan sistem tertanam termasuk yang berikut.

Saiz Program

Setiap bahasa pengaturcaraan memerlukan beberapa memori di mana pemproses tertanam seperti mikrokontroler termasuk jumlah memori akses rawak yang sangat sedikit.

Kepantasan Program

Bahasa pengaturcaraan harus cepat, jadi harus berjalan secepat mungkin. Kelajuan perkakasan terbenam tidak boleh dikurangkan kerana perisian yang berjalan lambat.

Kemudahalihan

Untuk prosesor terbenam yang berbeza, penyusunan program serupa dapat dilakukan.

• Pelaksanaan Mudah
• Penyelenggaraan Ringkas
• Kebolehbacaan

Perbezaan antara Program C dan Program C Terbenam

Perbezaan antara pengaturcaraan C dan C tertanam sebenarnya tidak jauh dari persekitaran operasi dan beberapa peluasan. Bahasa pengaturcaraan ini adalah Piawaian ISO dan juga memiliki sintaks, fungsi, jenis data, dan hampir serupa. Perbezaan utama antara pengaturcaraan C dan pengaturcaraan c tertanam meliputi yang berikut.

Contoh Program C Terbenam

Berikut adalah beberapa program C Embedded sederhana yang digunakan untuk projek berasaskan mikrokontroler .

Contoh-1

Contoh-2

Contoh-3

Contoh-4

Kelebihan

The kelebihan programmin c tertanam g merangkumi perkara berikut.

• Ia sangat mudah difahami.
• Ia melaksanakan tugas yang serupa secara terus-menerus sehingga tidak ada keperluan untuk menukar perkakasan seperti memori tambahan selain ruang penyimpanan.
• Ia hanya melaksanakan satu tugas sekaligus
• Kos perkakasan yang digunakan dalam c tertanam biasanya jauh lebih rendah.
• Aplikasi embedded sangat sesuai untuk industri.
• Lebih sedikit masa untuk membangunkan program aplikasi.
• Ini mengurangkan kerumitan program.
• Sangat mudah untuk disahkan dan difahami.
• Ia mudah alih dari satu alat kawalan ke yang lain.

Kekurangan

The kelemahan pengaturcaraan c tertanam sertakan perkara berikut.

• Pada satu masa, ia hanya menjalankan satu tugas tetapi tidak dapat melaksanakan tugas yang banyak
• Sekiranya kita mengubah program maka perlu menukar perkakasan juga
• Ia hanya menyokong sistem perkakasan.
• Ia mempunyai masalah skalabiliti
• Ia mempunyai sekatan seperti memori terhad sebaliknya keserasian komputer.

Aplikasi Program C Terbenam

The aplikasi pengaturcaraan c tertanam sertakan perkara berikut.

• Pengaturcaraan Embedded C digunakan di industri untuk tujuan yang berbeza
• Bahasa pengaturcaraan yang digunakan dalam aplikasi adalah speed checker di jalan raya, mengendalikan lampu isyarat, mengendalikan lampu jalan, mengesan kenderaan, kecerdasan buatan, automasi rumah, dan kontrol intensitas otomatis.

Kami berharap bahawa kami telah berjaya memberikan cara yang mudah dan mudah didekati oleh para pemula Pengaturcaraan C terbenam . Pemahaman mengenai pengaturcaraan Embedded C adalah prasyarat paling penting untuk merancang projek berdasarkan embedded. Di samping itu, pemahaman yang lebih baik dan pengetahuan yang tepat mengenai pengaturcaraan C tertanam sangat membantu pelajar dalam pemilihan kerjaya yang bermanfaat.

Kami mendorong dan mengalu-alukan pertanyaan, cadangan, dan komen dari pembaca kami. Oleh itu, anda boleh menghantar pertanyaan dan maklum balas anda mengenai artikel ini di bahagian komen yang diberikan di bawah. Ikuti pautan di bawah untuk Projek Solderless