1 / 23

Lektion 1

Lektion 1. Introduktion till C för enchipsdatorer. Kursinnehåll. Innehåll C föreläsningar Viss del repetition Om användning av C för inbyggda system i allmänhet Använda C för programmering av PIC enchipsdator Plan för de närmaste två veckorna Preliminär, kan anpassas efter önskemål.

landen
Download Presentation

Lektion 1

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Lektion 1 Introduktion till C för enchipsdatorer

  2. Kursinnehåll • Innehåll C föreläsningar • Viss del repetition • Om användning av C för inbyggda system i allmänhet • Använda C för programmering av PIC enchipsdator • Plan för de närmaste två veckorna • Preliminär, kan anpassas efter önskemål

  3. Planering v1 • v1. Lektion 1: Introduktion till C för enchipsdatorer • C kontra assembler • Datatyper och variabler • Lagringsklasser och kvalificerare • Operatorer • v1. Lektion 2: Programstruktur och kompileringsprocess (1) • Symboliska konstanter • Villkorssatser • Vektorer • Funktioner • Kompilering av C program • v1. C Lab1: Förstå C och skiftregister för portexpansion • Undersök ett C program • Utöka programmet till multiplikator med skiftregister och display

  4. Planering v2 • v2. Lektion 3: Programstruktur och kompileringsprocess (2) • Inline assembler • Interrupt • Kompileringsprocessen • v2. Lektion 4: Programmeringstekniker • Bit-fält i struct • Pekare • Programoptimering • v2. C Lab 2: PIC Termometer • Skiftregister från Lab 1 • Konstanter i EEPROM

  5. Dagens Agenda • C kontra assembler • Datatyper och variabler • Storlek • Användning • Lagringsklasser och kvalificerare • Hur skall en specific variabel lagras, respektive behandlas av kompilatorn? • Operationer • Aritmetiska • Logiska • Bitvis logiska

  6. C kontra Assembler • C • Ganska effektivt • Högre abstraktionsnivå, portabel kod • Lättare att hantera större projekt • Assembler • Snabbhet, mindre kodstorlek • Svårt att hantera större projekt

  7. ANSI C • C • Första utgåvan av C publicerad 1978 • ANSI C, American National Standards Institute’s Standard för C (1989) • Varför ANSI C? • Kompilatorstöd (ex. PICC Lite –gratis!) • Utbredd användning (ca.80 % av alla inbyggda system projekt 1999-2000) • Bra stöd för hårdvarunära programmering • Andra Programmeringsspråk • C++ (Objektorienterad efterföljare, ej lika effektivt -producerar mer kod, standard?) • Ada (Stöd för parallella processer i språket, används till största delen i försvarsindustri)

  8. Inledande Exempel Ganska lätt att förstå! Ett tal räknas upp från 0 till 1000 (3E8) unsigned int j; for(j = 0 ; j<1000; j++) continue; Betydligt svårare! (reg d lägsta byte, reg e högsta byte) Adress Maskinkod Assembler 0003EC 18D CLRF 0xd ;clear register d 0003ED 18E CLRF 0xe ;clear register e 0003EE A8D INCF 0xd, F ;incr. d put back in d 0003EF 1903 BTFSC 0x3, 0x2 ;run next if reg. 3 bit 2 = 1 (statuz z=1) 0003F0 A8E INCF 0xe, F ;incr. d put back in e 0003F1 3003 MOVLW 0x3 ;load 3 to work 0003F2 20E SUBWF 0xe, W ;sub f-w put in w (1st 253 in w) 0003F3 30E8 MOVLW 0xe8 ;load e8 to work 0003F4 1903 BTFSC 0x3, 0x2 ;run next if reg. 3 bit 2 = 1 (statuz z=1) 0003F5 20D SUBWF 0xd, W ;sub f-w put in w 0003F6 1C03 BTFSS 0x3, 0 ;run next if reg. 3 bit 0 = 0 0003F7 2BEE GOTO 0x3ee ;back to 3ee

  9. Variabler • En variabel avser ett visst minnesutrymme • Variabler deklareras av en viss datatyp • Storlek och värde på variabler • Viktigt att använda rätt datatyp m.a.p. minneskrav, korrekthet och prestanda • I föregående exempel unsigned int • 16 bitar (två register krävs)

  10. Datatyper • Heltalstyper • bit (1 bit, 0 eller 1, ej ANSI C standard men stöds av PICC och kan användas för att spara minne) • Mindre heltal • char (8 bitar, signed or unsigned) • default unsigned, ändras i kompilatorinställningarna) • Andra större heltal (little endian, minst värda byten på lägsta adressen) • short = int (16 bitar, signed) • unsigned short = unsigned int (16 bitar, unsigned) • long (32 bitar, signed) • unsigned long (32 bitar, unsigned)

  11. Flyttal • Flyttal (tal med flytande decimalpunkt),notera att heltalet (alltid =1 för alla tal utom 0) i signifikanden ej lagras – används för ökad precision • float (24 bitar) • double (32 bitar, välj 24 eller 32 i kompilatorinställningarna) • Det som skiljer är noggrannhet

  12. Flyttalsrepresentation (PICC Manual) Ex: Pi ≈ 3,14159261 1,00 1001 0000 1111 1110 1101 001 Med double 24 bit-> Pi=3,141602 0 100 0000 0 100 1001 0001 0000 Med double 32 bit-> Pi=3,141593 0 100 0000 0 100 1001 0000 1111 1101 1011 Varför?

  13. Storlek på datatyper (PICC Manual)

  14. Blandning av datatyper • Typomvandling sker från ”lägre” till ”högre” typ • Vad händer? • unsigned int u; • if (u >-1) • Alltid falskt! • -1 omvandlas till unsigned (1111 1111 1111 1111) • Antag: int 16 bit och long 32 bit • Då är -1L < 1U men -1L > 1UL (L suffix för long, U suffix för unsigned, UL suffix för unsigned long)

  15. Talformat (PICC Manual) Se upp med att använda 0 före ett tal Det betyder att det tolkas som oktalt

  16. Lagringsklasser • Lagringsklasspecificerare talar om hur en variabel lagras • Extern • Global, extern behöver inte deklareras om den definieras i samma fil före den används • Auto • Behöver ej anges, automatisk allokering, i PICC bank 0 (kan ändras med bank kvalificerare) • Static • Extern blir osynlig utanför källfilen • Auto variabels värde kvarstår utanför funktion • Register • Lagra helst i register, inte aktuellt i vår PIC där vi endast arbetar med register

  17. Kvalificerare • Datatypkvalificerare talar om hur kompilatorn skall tolka en variabel • const • Variabler med konstant värde (läggs i programminne, observera att detta inte gäller konstanta pekare) • volatile • Talar om för kompilatorn att värdet kan ändras emellan successiva accesser • Förhindrar att kompilatorn optimerar till synes redundanta avsnitt • Viktigt att tänka på vid interrupt och minne som delas av flera processorer • Speciella datatypkvalificerare (PICC) • absolute • Specific adress kan anges för globala och statiska variabler • volatile unsigned char @ 0x06; • persistent, bank ock eeprom

  18. Exempel • I filen pic1684.h är SFR deklarerade och mappade till specifika adresser: • Lagringsklass kvalificerare datatyp absolut @ adress • static volatile unsigned char PORTB @ 0x06; • static unsigned char bank1 OPTION @ 0x81; • static volatile bit RB7 @ (unsigned)&PORTB*8+7; • static bank1 bit RBPU @ (unsigned)&OPTION*8+7; • Varför är inte OPTION volatile?

  19. Operatorer • Aritmetiska • +,-,*,/ • Modulus %, ger rest vid heltalsdivision • Ex: 25%10 = 5 • Logiska (Förväxla ej med bitvis) • &&, ||, ! • Jämförelse • ==, >=, <=,>,<

  20. Bitmanipulation • Bitvisa operatorer, används på heltalstyper • Varje operand behandlas som en ordnad bitvektor, jämförs bit för bit • Ett komplementet ~ • varje bit inverteras • Och & • Returnerar 1 om båda bitarna är 1 • Eller | • Returnerar 1 om någon av bitarna är 1 • Exlusivt eller ^ • Returnerar 1 om ena biten är 1 och den andra 0 • Skift operatorn • Skifta vänster << • Skifta höger >> • a = b << 6 (innehållet i b skiftas 6 steg åt vänster, de 6 bitarna längst till vänster i b förvinner, fylls på med nollor från höger • Se upp med högerskift och signed integer • Om neg. tal kan det fyllas med ettor från vänster (kompilatorberoende PICC sign extension dvs. med ettor)

  21. Maskning • Ett bitmönster transformeras till ett annat genom en logisk bitvis operation • Testa enstaka bit • If (bitvar & 0x04) //Alt. 1: test av bit 2 • If (bitvar & (1 << 2)) //Alt. 2: test av bit 2 • Sätta enstaka bit • Bitvar = Bitvar | (1 << 2); // Sätt bit 2 till 1 • Bitvar |= (1 << 2); // Sätt bit 2 till 1 • Nollställa enstaka bit • Bitvar &= ~(1 << 2) //Nollställ bit 2 • Kombinera bitar ur flera register • nVolt = 0 | ADRESH; • nVolt = (nVolt << 8) | ADRESL;

  22. Defaultvärden för konstanter • Se upp med att masken är lika stor som operanden! • unsigned long j • j=0xFFFFFFFF; • j &= ~(1 << 15); // j kan bli 0x00007FFF! • j &= ~(1 << 16); // j kan bli 0xFFFFFFFF! • 1 default int 16 bitar, istället 1L (suffix för long) • j &= ~(1L << 15); // j blir 0xFFFF7FFF! • j &= ~(1L << 16); // j blir 0xFFFEFFFF! • char i; • i=0x55; • if (~i == 0xAA) //Lurigt, heltalsbefordring till int ger: ~0x0055 = 0xFFAA

  23. Testa flera bitar • Om man vill testa fler bitar • Ex. testa om bit 0 och 1 är satta • if (bitvar & 0x03) • True för bit 0 eller bit 1 • if ((bitvar & 0x03) == 0x03) • if (bitvar & 0x01 && bitvar & 0x02) • Båda måste vara true

More Related