81_84.PDF

K U R S

Przedstawiamy pierwsz¹ czÍúÊ kursu jÍzyka C†

część 1

dla mikrokontrolerÛw. Zamieszcono w†nim przyk³ady wziÍte z†praktyki

inøynierskiej, w†zwi¹zku z†czym ich praktyczna wartoúÊ jest bardzo

duøa.

Przygotowuj¹c juø od kilkunastu

lat programy, dostrzeg³em pewien

trend, ktÛry jest widoczny nie tylko

w†úrodowiskach projektowania opro-

gramowania zarÛwno dla ìduøychî

komputerÛw, jak rÛwnieø dla mikro-

kontrolerÛw jednouk³adowych.

JÍzyki programowania staj¹ siÍ co-

raz ³atwiejsze do opanowania. Oferu-

j¹ wiele gotowych procedur, ktÛrych

uøycie jest bardzo ³atwe. Doskona³ym

przyk³adem takiego oprogramowania

jest Bascom, w†ktÛrym rzeczy skom-

plikowane i†trudne staj¹ siÍ bardzo

³atwe. Bascom jednak ma jedn¹ pod-

stawow¹ wadÍ - tworzy kod, ktÛry

jest uniwersalny a†przez to nie opty-

malny, w†zwi¹zku z†czym zajmuje

duøo pamiÍci. Oczywiúcie, nowoczes-

ne mikrokontrolery maj¹ tej pamiÍci

coraz wiÍcej, jednak ma to takøe in-

ne reperkusje. Sam bardzo czÍsto ko-

rzystam z†takich jÍzykÛw, jak Bas-

com, zw³aszcza jeúli szybko potrze-

bujÍ mieÊ program, w†stosunku do

ktÛrego nie mam zbyt wielkich wy-

magaÒ. Jednak stoj¹c przed zadania-

mi ìpowaøniejszymiî, nieodmiennie

korzystam z†jÍzyka C i†asembler'a.

Asembler jest jÍzykiem, ktÛry

zmusza do uczenia siÍ programowa-

nia praktycznie od podstaw. Daje

krÛtkie kody wynikowe i†umoøliwia

w†zasadzie dowoln¹ optymalizacjÍ ko-

du programu. Jednak kaødy, kto kie-

dykolwiek napisa³ program w†tym jÍ-

zyku wie, øe bardzo trudno szuka siÍ

w†nim b³ÍdÛw, a†operacje nawet po-

zornie proste trzeba wykonaÊ uøywa-

j¹c wielu rozkazÛw. Jednym s³owem

- programy pisane w†asemblerze po-

ch³aniaj¹ wiele czasu, ktÛrego nie za-

wsze mamy w†nadmiarze, szczegÛlnie

gdy koÒczymy projekt.

WiÍkszoúci wad asemblera pozba-

wiony jest jÍzyk C: zwarty i†czytelny

kod ürÛd³owy (pod warunkiem, øe

celowo czegoú w†nim nie ukrywamy),

bardzo oszczÍdny kod wynikowy -

úrednio rÛønica pomiÍdzy programem

napisanym w†C i†asemblerze, to oko-

³o 15% zajÍtoúci pamiÍci na korzyúÊ

asemblera (to jednak zaleøy od do-

úwiadczenia programisty), ³atwa loka-

lizacja b³ÍdÛw i†przez to nie tak wie-

le czasu potrzebnego na uruchomie-

nie programu. Z†doúwiadczenia wiem,

øe wiÍkszoúÊ - zw³aszcza pocz¹tkuj¹-

cych programistÛw - przystÍpuj¹c do

wykonania programu liczy tylko czas

potrzebny na jego napisanie i†zupe³-

nie lekcewaøy potrzebny na jego uru-

chomienie. To bardzo duøy b³¹d. Je-

den z†moich znajomych mawia, øe

jeúli zapytasz programistÍ ile potrze-

buje czasu i†odpowie ci, øe na przy-

k³ad 1†miesi¹c, to tworz¹c harmono-

gram realizacji ca³ego projektu, nale-

øy do czasu podanego przez progra-

mistÍ dodaÊ jeszcze 2-krotn¹ jego

iloúÊ, czyli w†tym przypadku 3†mie-

si¹ce. Wiem z†praktyki, øe tak jest.

Celem tego artyku³u nie jest nau-

czenie programowania w†jÍzyku C.

Jest na ten temat mnÛstwo ksi¹øek,

miÍdzy innymi - juø klasyka infor-

matyki - pary autorÛw Brian Kernig-

ham i†Dennis Ritchie ìJÍzyk ANSI

Cî, traktuj¹ca o†standardach, ktÛre

musz¹ byÊ przestrzegane w†kaødym

z†dialektÛw jÍzyka C, bez wzglÍdu na

jego przeznaczenie. To jest opis stan-

dardu - z†tej ksi¹øki moøna nauczyÊ

siÍ podstaw. Do standardu, kaødy

z†autorÛw kompilatora jÍzyka C†do³¹-

cza rozszerzenia. Moim celem jest

opisanie pewnych rozszerzeÒ jÍzyka

C, specyficznych dla úrodowiska,

w†ktÛrym tworzone s¹ aplikacje.

W†artykule przedstawiÍ narzÍdzie,

ktÛre dobrze znam - pakiet progra-

mÛw firmy Raisonance. Jest to zin-

tegrowane úrodowisko do tworzenia

programÛw dla mikroprocesorÛw z†ro-

dziny 8051, a†rÛwnieø XA firmy Phi-

lips i†ST62 firmy ST Microelectro-

nics, najpopularniejsza w†naszym kra-

ju rodzina mikrokontrolerÛw.

zrozumia³ej dla mikroprocesora, czyli

- w†duøym uproszczeniu - z†jÍzyka C

do jÍzyka asembler. Jeúli przeúledzi-

my uwaønie listÍ rozkazÛw asemble-

ra dla 8051, zauwaøymy, øe na przy-

k³ad rozkazy skokÛw mog¹ zajmowaÊ

w†pamiÍci 2 lub 3 bajty ( AJMP

i† JMP ). Podobnie z†rozkazami wywo-

³ania podprogramÛw CALL i† ACALL .

Rozkazy 2-bajtowe wystÍpuj¹ wÛw-

czas, gdy adres docelowy znajduje

siÍ w†obrÍbie tego samego 2kB bloku

pamiÍci programu, a†3-bajtowe gdy

w†obrÍbie 64kB. Przedstawi³em to

bardzo skrÛtowo, jednak nasuwaj¹ siÍ

nastÍpuj¹ce wnioski. Jeúli pamiÍÊ jest

ma³a, to rozkazy skokÛw mog¹ byÊ

krÛtsze i†moøemy w†ten sposÛb

zmniejszyÊ wielkoúÊ programu wyni-

kowego! I†to jest w³aúnie jedna

z†przes³anek do utworzenia rÛønych

modeli kompilacji i†rÛønych modeli

pamiÍci. DziÍki nim kompilator

ìorientuje siÍî, jaki kod tworzyÊ

i†w†jaki sposÛb go optymalizowaÊ.

Naleøy tutaj wspomnieÊ, øe kom-

pilator firmy Raisonance obs³uguje

rÛwnieø programy o†³¹czonych mode-

lach pamiÍci. Moøna wiÍc napisaÊ

ca³y program korzystaj¹c z†modelu

SMALL, a†tylko niektÛre procedury

przy zastosowaniu modelu LARGE

i†zmiennych umieszczonych w†pamiÍ-

ci zewnÍtrznej. Oczywiúcie moøna tak

postÍpowaÊ przy spe³nieniu pewnych

warunkÛw. Jednak - szczegÛlnie jeúli

stawiasz pierwsze kroki w†jÍzyku C†-

proponujÍ nie ³¹czyÊ rÛønych modeli

pamiÍci.

Zaczynamy - okreúlenie

wielkoúci pamiÍci

Zaimplementowany w†pakiecie

Raisonance jÍzyk RC-51 oferuje 5†rÛø-

nych modeli kompilacji dla 3†wiel-

koúci pamiÍci programu. Zanim przy-

st¹piÍ do omÛwienia szczegÛ³Ûw,

chcia³bym krÛtko wyjaúniÊ sk¹d wziÍ-

³a siÍ idea rÛønych modeli kompila-

cji i†modeli wielkoúci pamiÍci.

Rol¹ kaødego kompilatora jÍzyka

programowania wysokiego poziomu (a

do takich naleøy jÍzyk C) jest prze-

t³umaczenie kodu programu z†postaci

zrozumia³ej dla cz³owieka, do postaci

Korzystanie z†pamiÍci, czyli

zmienne i†sta³e oraz sposoby

ich umieszczania

w†przestrzeni adresowej

mikroprocesora

Dla programisty bardzo waøne

jest aby zmienne znajdowa³y siÍ

w†úciúle okreúlonym miejscu pamiÍ-

ci, pod znanym adresem. RC-51 wy-

posaøono w†instrukcje umoøliwiaj¹ce

w³aúnie takie swobodne umieszcza-

Elektronika Praktyczna 6/2002

K U R S

Tab. 1. Modele pamięci

Model

LcdVideoRam, LcdReadCtrl, LcdRead;

Domyślny typ

Wymagana

Lokalizacja stosu Uwagi

pamięci danych

zewn. pamięć

danych

/* adresy poszczególnych kolumn

klawiatury */

at 0x34 pdata char Column1;

at 0x2C pdata char Column2;

at 0x1C pdata char Column3;

TINY

Wewnętrzna, do 256 bajtów * * *

idata

Zwłaszcza dla mikro−

procesorów serii 8x75x

firmy Philips

SMALL Wewnętrzna, do 256 bajtów Nie

idata lub pdata Możliwe umieszczanie

zmiennych w pamięci

zewnętrznej

/* zmienne robocze */

data Nastawy Bufor;

char PRG;

unsigned int Pozycja;

int Zero = 45;

COMPACT Zewnętrzna, do 64kB

Tak

idata lub pdata Taki sam jak LARGE,

jednak kod wynikowy

jest mniejszy

LARGE Zewnętrzna, do 64kB

Tak

idata lub pdata Doskonały dla dużych

aplikacji

Jest to czÍsto spotykany przypa-

dek, gdy nie jest istotne gdzie w†pa-

miÍci danych znajd¹ siÍ zmienne wy-

korzystywane w†czasie pracy programu

oraz stos, ale waøne jest pod jakimi

adresami znajduj¹ siÍ pod³¹czone do

mikrokontrolera elementy pamiÍci ze-

wnÍtrznej. Oczywiúcie taka deklaracja

powoduje, øe program bÍdzie pobiera³

dane PDATA uøywaj¹c instrukcji

asemblera MOVX A,@R0 . Gdyby

zmienne zadeklarowane zosta³y jako

XDATA , wÛwczas odczytywane by³y-

by instrukcj¹ MOVX A,@DPTR .

ZwrÛÊmy jeszcze uwagÍ na spo-

sÛb deklaracji adresÛw, pod ktÛrym

znajduj¹ siÍ rejestry wyúwietlacza

LCD. Taka metoda zapisu adresÛw

oznacza, øe LcdCtrlRegister znajdzie

siÍ pod adresem 0x00, LcdVideoRam

pod adresem 0x01, LcdReadCtrl -

0x02 i†tak dalej. Moøna w†ten spo-

sÛb umieszczaÊ w†okreúlonym miejs-

cu pamiÍci nie tylko zmienne i†sta³e,

ale rÛwnieø funkcje.

HUGE Zewnętrzna, do 64kB

Tak

pdata

Adres powrotu i para−

metry są zapamiętywa−

ne w pamięci zew.

nie zmiennych i†sta³ych. Niestety,

nie ma øadnego obowi¹zuj¹cego

standardu - prawdopodobnie pocho-

dz¹ce od innych producentÛw kom-

pilatory C bÍd¹ wymaga³y zupe³nie

innej sk³adni.

PamiÍÊ mikrokontrolera 8051 zo-

sta³a podzielona na nastÍpuj¹ce ob-

szary:

- DATA - bezpoúrednio adresowany

obszar wewnÍtrznej pamiÍci RAM

(128 bajtÛw),

- IDATA - poúrednio adresowany ob-

szar wewnÍtrznej pamiÍci RAM

mikrokontrolera (128 lub 256 baj-

tÛw),

- BDATA - obszar pamiÍci RAM,

w†ktÛrym moøliwe jest adresowanie

pojedynczych bitÛw

- SFR - obszar rejestru funkcji spe-

cjalnych w†pamiÍci RAM ( special

function registers ),

- SBIT - obszar pojedynczego bitu

w†obrÍbie rejestru funkcji specjal-

nych SFR, na przyk³ad sbit OV =

PSW^2,

- PDATA - tak samo, jak XDATA

z†tym, øe adres dostÍpu do pamiÍ-

ci zewnÍtrznej jest 8-bitowy,

- XDATA - zewnÍtrzna pamiÍÊ da-

nych, przy czym adres dostÍpu 16-

bitowy (64kB),

- CODE - pamiÍÊ programu; moøe to

byÊ wewnÍtrzna, albo zewnÍtrzna

pamiÍÊ ROM mikrokontrolera.

Wyøej wymienione s³owa kluczo-

we jÍzyka RC-51 nosz¹ nazwÍ kwali-

fikatorÛw obszaru pamiÍci ( space qu-

alifier ). Innym s³owem kluczowym,

úciúle z†nimi zwi¹zanym, jest AT.

SprÛbujmy teraz powi¹zaÊ zdoby-

te juø informacje w†ca³oúÊ. SprÛbuj-

my dopasowaÊ zmienne (takøe sta³e)

i†modele kompilacji do ürÛd³a nasze-

go programu. Jako pierwszy niech

pos³uøy nam przyk³ad programu na-

pisanego dla mikrokontrolera jedno-

uk³adowego, ktÛry wykorzystuje tylko

i†wy³¹cznie swoje zasoby wewnÍtrzne

- nie ma w†przestrzeni adresowej do-

³¹czonych øadnych urz¹dzeÒ ze-

wnÍtrznych.

#pragma TINY (lub SMALL)

at 0x20 data char ZMIENNA1;

Przede wszystkim okreúlamy, øe

nasz program zmieúci siÍ w†pamiÍ-

ci wewnÍtrznej mikroprocesora

AT89C2051, ktÛry posiada 2kB pa-

miÍci programu. Informuje o†tym mo-

del pamiÍci zdefiniowany za pomoc¹

polecenia #pragma TINY . Jako druga

nastÍpuje dyrektywa dla kompilatora,

aby zmienn¹ o†nazwie ZMIENNA1

umieúci³ pod adresem 20H w†pamiÍ-

ci danych. Podobnie postÍpujemy

w†przypadku pamiÍci programu:

at 0x1000 code char tablica[5]=

{'H','E','L','L','O'};

Powyøsza instrukcja umieszcza

w†pamiÍci programu CODE pod adre-

sem 1000H napis HELLO. Oto jesz-

cze inne przyk³ady deklaracji

zmiennych:

code at 0x1000 int ZapisDoEEProm

(char x);

code at 0x00FF void UstawBit (void);

Bardzo uøytecznym kwalifikatorem

przestrzeni jest moim zdaniem sbit .

DziÍki niemu mamy na przyk³ad

moøliwoúÊ powi¹zania poszczegÛlnych

bitÛw portÛw wyjúciowych mikrokon-

trolera z†ich nazw¹ symboliczn¹.

U³atwia to bardzo analizÍ programu

i†rÛwnieø jego pisanie.

char code patterns[10] = {

0x09,0xAF, 0x1A, 0x8A,0xAC,0xC8,

0x48,0x8F,0x08,0x88 };

char code digits[6] = {

0xFE,0xFD,0xFB,0xF7,0xEF,0xDF };

unsigned int data display[6] = {

0xFF,0xFF,0xFF,0x00,0x9,0x09 };

/* funkcje poszczególnych bitów

portu p2 */

sbit Wejscie_1 = P2^4;

sbit Wyjscie_Start = P2^3;

sbit Wyjscie_Kontrola = P2^2;

sbit Wyjscie_Docisk = P2^1;

sbit Wyjscie_Blad = P2^0;

Rozpatrzmy inny przypadek, rÛw-

nieø bardzo czÍsto spotykany w†pra-

ktyce: pamiÍÊ programu, stos oraz

zmienne wewn¹trz mikroprocesora,

a†na zewn¹trz w†przestrzeni adresowej

(adres 8-bitowy) pod³¹czone s¹ pew-

ne urz¹dzenia zewnÍtrzne, takie jak:

wyúwietlacz, klawiatura, port danych

urz¹dzenia pomiarowego. Oto przyk³a-

dy deklaracji:

Zapis ìWyjscie_Start = 1;î jest

rÛwnowaøny instrukcji SETB P2.3

a†jest bardziej czytelny.

Przerwania

S³owo kluczowe interrupt powo-

duje, øe funkcja traktowana jest przez

kompilator jako obs³uguj¹ca przerwa-

#pragma SMALL;

/* adresy rejestrów wyświetlacza */

at 0x00 pdata char LcdCtrlRegister,

Elektronika Praktyczna 6/2002

K U R S

Tab. 2. Modele (rozmiary) pamięci

programu

Rozmiar

Opis

strukcji using . S³uøy ona do zmiany

banku rejestrÛw. CzÍsto bowiem zda-

rza siÍ tak, øe nasz program g³Ûwny

uøywa banku rejestrÛw (R0...R7) do

realizacji rÛønych zadaÒ. Sk³adania

polecenia using jest nastÍpuj¹ca:

char generic *p1;

// wskaźnik do dowolnego obszaru

// danych

pdata char *klawiatura;

// wskaźnik do 8-bitowego adresu

// urządzenia zewnętrznego

xdata char *pamiec_danych;

// wskaźnik do zewnętrznej pamięci

pamięci

programu

SMALL 1. Rozmiar programu nie może

przekroczyć 2kB

2. Wywołania CALL mają postać

ACALL a JMP − AJMP

COMPACT 1. Rozmiar programu nie może

przekraczać 64kB

2. Rozmiar funkcji nie może być

większy niż 2kB

3. CALL to LCALL, JMP to AJMP

void Przerwanie_Timera0 (void)

interrupt 1 using 1

int Pomnóż_Liczby (char x,y) using 2

W†powyøszym przyk³adzie * jest

operatorem adresowania poúredniego.

Zastosowany do wskaünika podaje za-

wartoúÊ wskazywanego obiektu. W†jÍzy-

ku C†istnieje jeszcze inna metoda przy-

pisania wskazaÒ do okreúlonej zmien-

nej. Jednoargumentowy operator &

zwraca adres zmiennej (uwaga: moøna

go stosowaÊ tylko do obiektÛw zajmu-

j¹cych pamiÍÊ zmiennych oraz tablic).

To, co najbardziej decyduje

o†elastycznoúci jÍzyka C†-

wskaüniki

Wskaünik ( pointer ) to zmienna,

ktÛra zawiera adres innej zmiennej.

Uøycie wskaünikÛw prowadzi do

bardziej efektywnego kodu niø

otrzymywany innymi metodami. Jed-

n¹ z†niepoø¹danych cech wskaüni-

kÛw jest to, øe powoduj¹ czÍsto

tworzenie zupe³nie niezrozumia³ych

programÛw. Dzieje siÍ tak zw³aszcza

wtedy, gdy wskaüniki stosowane s¹

w†sposÛb ìnieostroønyî. £atwo jest

dla przyk³adu utworzyÊ wskaünik,

ktÛry bÍdzie wskazywa³ nie wiado-

mo co i†nie wiadomo jakiego typu.

Jednak przy przestrzeganiu pewnych

zasad, wskaüniki staj¹ siÍ jednym

z†najmocniejszych mechanizmÛw jÍ-

zyka C.

Kompilator RC-51 oferuje nam 2

typy wskaünikÛw. Pierwszy, to

wskaünik obszaru pamiÍci deklarowa-

nego za pomoc¹ wczeúniej omawia-

nych kwalifikatorÛw (takich jak CO-

DE czy DATA ). Drugi umoøliwia

wskazanie dowolnej danej w†jakim-

kolwiek obszarze adresowania mikro-

kontrolera. Waøne jest, øe jeúli

wskaünik przypisany jest do obiektu

zakwalifikowanego do okreúlonego

obszaru pamiÍci, to rÛwnieø zostaje

przypisany do tego w³aúnie obszaru

pamiÍci, w†ktÛrym umieszczony jest

wskazywany obiekt. Drugi typ jest

specyficznym typem wskaünika, roz-

szerzeniem wprowadzonym przez fir-

mÍ i†nosi nazwÍ generic . Dlaczego -

mÛg³by ktoú zapytaÊ - nie stosowaÊ

wy³¹cznie wskaünikÛw typu generic ?

Oczywiúcie, moøna to zrobiÊ. G³Ûw-

n¹ jednak przyczyn¹ wprowadzenia

takiego podzia³u jest to, øe typowo

wskaünik generic zajmuje 3†bajty, na-

tomiast kwalifikowany do pewnego

obszaru pamiÍci mikrokontrolera -

2†bajty. Wskaünik typu generic za-

wiera dodatkowo 1†bajt przeznaczo-

ny na kod wskazywanego obszaru

pamiÍci.

LARGE

1. Rozmiar programu nie może

przekraczać 64kB

2. CALL to LCALL, JMP to AJMP

nie. Przy jej definiowaniu wymagana

jest znajomoúÊ numeru przerwania -

kolejnoúci w†tablicy wektorÛw prze-

rwaÒ. Adres funkcji zostanie automa-

tycznie wyliczony. Przeanalizujmy

przyk³adow¹ procedurÍ obs³ugi prze-

rwania generowanego przez Timer 0 .

char x = 1, y = 2, z[5];

char *wskaznik;

ip = &x;

//zmienna wskaznik wskazuje na x

y = *wskaznik;

//teraz zmienna y ma wartość 1

*wskaznik = 0;

//teraz zmienna x ma wartość 0

wskaznik = &z[0]

//zmienna wskaznik wskazuje na

//pierwszy element tablicy z

void Przerwanie_Timera0 (void)

interrupt 1

{

TR0 = 0; // zatrzymanie timera 0

TH0 = 0; // odświeżenie

// zawartości rejestrów

TL0 = 0x1F;

licznik++;// zwiększenie

// zmiennej licznik o 1

TR0 = 1; // ponowne uruchomienie

// timera 0

W†deklaracji wskaünika powinno

byÊ naúladowanie elementu, do ktÛ-

rego odnosi siÍ wskazanie.

Zastosowanie wskaünikÛw znacz-

nie upraszcza program. Dobrze znana

jest programistom koniecznoúÊ prze-

kazywania parametrÛw do procedur.

W†wielu jÍzykach programowania pa-

rametry przekazuje siÍ wymieniaj¹c

d³ug¹ ich listÍ. Zajmuje to bardzo

duøo miejsca w†pamiÍci RAM. W†jÍ-

zyku C tÍ listÍ parametrÛw, ³¹cznie

z†d³ugimi tablicami (buforami da-

nych), moøna przekazaÊ przez proste

wskazanie na adres w†pamiÍci, gdzie

ta zmienna siÍ znajduje. Jest to je-

den z†g³Ûwnych powodÛw, dla ktÛre-

go program napisany w†jÍzyku C mo-

øe byÊ wykonywany bardzo szybko,

przy oszczÍdnym gospodarowaniu sto-

sem mikrokontrolera.

}

Odpowiedni wektor przerwania

obliczany jest jako 3+numer_przerwa-

nia x†8 .

Wartoúci 3†i†8†s¹ przyjmowane ja-

ko domyúlne dla rodziny 8051. Jeúli

zachodzi potrzeba ich zmiany, moø-

na to zrobiÊ poprzez modyfikacjÍ IN-

TVECTOR oraz INTERVAL (sta³e

kompilatora). Program, ktÛry jest wy-

konywany po RESET nosi nazwÍ

main i†do niego zawsze odnosi siÍ

wektor przerwania numer 0. Jest to

program g³Ûwny. Kompilator sam dba

o†to, aby wektor przerwania numer

0†zawsze odnosi³ siÍ do miejsca

w†pamiÍci programu, gdzie umiesz-

czony jest kod wynikowy main .

Jaki jest skutek umieszczenia

w†przyk³adzie s³owa kluczowego in-

terrupt ? Po pierwsze instrukcja LJMP

Przerwanie_Timera0 jest umieszczana

w†tablicy wektorÛw przerwaÒ pod ad-

resem 0BH. Po drugie, przy jej uru-

chomieniu zapamiÍtywana jest zawar-

toúÊ rejestrÛw A, B, PSW, DPH, DPL

(na stosie). Po trzecie, na koÒcu pro-

cedury zamiast rozkazu RET, umiesz-

czone zostaje RETI.

Omawiaj¹c procedurÍ obs³ugi

przerwaÒ naleøy wspomnieÊ o†in-

Wskaüniki i†argumenty

funkcji

W†jÍzyku C†parametry wywo³ania

funkcji przekazywane s¹ przez war-

toúÊ. Na skutek tego funkcja (dzia³a-

nia wewn¹trz tzw. cia³a funkcji) nie

ma dostÍpu do argumentÛw naleø¹-

cych do wywo³uj¹cego j¹ podprogra-

mu. Jedyny sposÛb pozwalaj¹cy na

wykonanie dzia³aÒ na zmiennych po-

chodz¹cych z†innego podprogramu, to

przekazanie jako argumentÛw wywo-

³ania funkcji, wskaünikÛw do tych

zmiennych.

data char[10] Tablica =

{0,1,2,3,4,5,6,7,8,9}

char generic *Tablica;

// wskaźnik do obszaru DATA,

// wskazuje elementy

// zmiennej Tablica

Elektronika Praktyczna 6/2002

K U R S

Ope− Przykład Opis

rator użycia

Operatory arytmetyczne

+ x + y Dodawanie

− x − y Odejmowanie

* x * y Mnożenie

% 10 % 3 Reszta z dzielenia

(w przykładzie: wy−

nik = 1)

Operacje arytmetyczne

+= x += 10 x = x + 10

−= x −= 10 x = x − 10

*= x *= 3 x = x * 3

/= x /= 23 x = x / 23 (dzielenie)

%= x %= 2 reszta z dzielenia

przez 2

^= x ^= 2 x = x XOR 2

|= x |= 0xF0 x = x OR F0H

<<= x <<= 2 x = x << 2

(przes. 2 razy w le−

wo)

>>= x >>= 4 x = x >> 4

(przes. 4 razy pr−

awo)

Operatory logiczne

> if (x > 23) Znak większości

>= If (x >= 10) Znak większe−równe

< if (x < 10) Znak mniejszości

<= if (x <= y) Znak mniejsze−rów−

== if (x == 0) Porównanie

!= if (x != 0) Znak różności

Operacje logiczne

|| if (x || 0x11 = 0x11) Suma logiczna (OR)

&& if (x && 0x80 = 0) Iloczyn logiczny

(AND)

Do tego potrzebujemy tylko 2†baj-

ty na przekazanie parametrÛw, bo-

wiem nasze zmienne leø¹ w†obszarze

pamiÍci DATA. A†poza tym dzia³ania

wewn¹trz funkcji s¹ wykonywane

bezpoúrednio na zmiennych programu

g³Ûwnego. Øadnych ìpoúrednikÛwî,

np. w†formie stosu, nie potzreba.

Porty I/O, dzia³ania na

portach

Korzystaj¹c z†portÛw I/O mikro-

kontrolera w†programach napisanych

w†jÍzyku C†naleøy kierowaÊ siÍ tymi

samymi zasadami, co w†jÍzyku asem-

bler. To znaczy porty, ktÛre wymaga-

j¹ ustawienia (poziomy wysokie)

przed odczytem z†nich danych, mu-

sz¹ byÊ w†ten stan ustawione. Nic

nie stanie siÍ bez naszego udzia³u,

niczego kompilator nie zrobi za nas.

Gdy o†tym pamiÍtamy, to korzystanie

z†portÛw jest bardzo ³atwe. Moøna

testowaÊ wartoúci bitÛw, przypisywaÊ

zmienne i†sta³e, wykonywaÊ rÛøne in-

ne operacje. Podobnie jak w†asemble-

rze, jeúli operacja wymaga zmian sta-

nu portu (przesuniÍÊ bitÛw i†podob-

nych operacji), lepiej jest utworzyÊ

zmienn¹ bÍd¹c¹ kopi¹ stanu portu

i†na niej wykonywaÊ dzia³ania. Potem

wystarczy tylko przypisaÊ do danego

portu wartoúÊ zmiennej - unikniemy

w†ten sposÛb b³ÍdÛw zwi¹zanych

z†zak³Ûceniami jakie mog¹ wyst¹piÊ

na wyprowadzeniach portu.

- odczyt stanu portu:

1. zmienna = P1

// (0..3 - w zależności od

// mikrokontrolera)

2. P1 = P1 | 0xFF;

// gdy port pracuje jako

// wejściowy, dobrze jest jego

// bity ustawić na “1”:

// zmienna = P1;

- zapis do portu:

1. P1 = 0xAA;

// (numer portu zależny od

// aplikacji),

2. P1 = P1 | 0x01;

// ustawienie bitu P1.0

3. P1 = P1 & 0xFE;

// wyzerowanie bitu P1.0

4. P1^0 = 1;

// odpowiednik rozkazu SETB P1.0

5. P1^0 = 0;

// odpowiednik rozkazu CLR P1.0

- testowanie stanu bitu:

P1 = P1 | 0x01;

// ustawienie P1.0 na “1”

if (P1^0 = 1....

// jeden ze sposobów testowania

//stany P1.0

Kilka s³Ûw o†arytmetyce

wskaünikÛw

Zasady arytmetyki wskaünikÛw

s¹ bardzo proste. Jeúli wskaünik

T†pokazuje pocz¹tek tablicy elemen-

tÛw typu int i†sam rÛwnieø jest ty-

pu *int , to wÛwczas operacja

T=T+1; (inaczej T++;) przesunie

wskazanie na nastÍpny element tab-

licy. Do adresu wskazania nie zo-

stanie dodana liczba 1†lecz 2, po-

niewaø zmienna typu int ma 2 baj-

ty d³ugoúci. Wszystkie operacje na

wskaünikach s¹ automatycznie do-

stosowywane do rozmiaru wskazy-

wanych obiektÛw.

Do operacji wskaünikowych nale-

ø¹: przypisanie wskaünikÛw do

obiektÛw tego samego typu, dodawa-

nie i†odejmowanie wskaünika i†licz-

by ca³kowitej, odejmowanie b¹dü po-

rÛwnywanie dwÛch wskaünikÛw

z†elementami tej samej tablicy oraz

przypisanie wskaünikowi wartoúci

0†lub przyrÛwnanie wskaünika do 0.

Wszystkie inne operacje na wskaüni-

kach s¹ nielegalne. Nie wolno doda-

waÊ do siebie dwÛch wskaünikÛw

(nawet tego samego typu) ani ich

mnoøyÊ, dzieliÊ, przesuwaÊ w†prawo

b¹dü w†lewo, sk³adaÊ z†maskami

(operacje AND i†OR), ani teø doda-

waÊ do nich liczb typu float i† doub-

le . Nie wolno nawet - z†wyj¹tkiem

wskaünika typu *void - wskaünika

obiektu jednego typu przypisaÊ bez

przekszta³cenia (rzutowania) do

obiektÛw innego typu.

Wskaüniki w†jÍzyku C†to temat

bardzo obszerny. Zainteresowanych

poszerzeniem swojej wiedzy oraz

praktycznymi zastosowaniami wskaü-

nikÛw, zapraszam do korespondencji

ze mn¹ oraz lektury materia³Ûw ürÛd-

³owych na ten temat.

Negacja logiczna

(NOT)

Operatory bitowe

P1 = P1 | 0xF0 Suma bitowa

P1 = P1 & 0xF0 Iloczyn bitowy

P1 = P1 ^ 0xAA Bitowe wyłącznie−

lub

<< A = A << 4

Przesunięcie w lewo

4 razy

>> A = A >> 2

Przesunięcie w pr−

awo 2 razy

~0x77

Dopełnienie jedyn−

kowe

void Zamien (int *Tx, int *Ty)

{

To, co przysparza mi zawsze

najwiÍcej k³opotÛw w†jÍzyku

C†- operatory

Kolejnymi elementami jÍzyka C†s¹

operatory podstawowych operacji: do-

dawania, odejmowania, sumy i†iloczy-

nu logicznego i†tak dalej. Osobiúcie

zawsze mia³em k³opoty z†ich zapa-

miÍtaniem. Dlatego teø, zw³aszcza dla

pocz¹tkuj¹cych, zdecydowa³em siÍ je

zestawiÊ w†tabeli. Skopiujcie j¹ sobie,

bo jeszcze nie raz do niej wrÛcicie.

Zw³aszcza analizuj¹c programy pisa-

ne przez kogoú innego.

Po tym nieco przyd³ugim wpro-

wadzeniu najwyøszy czas aby zapre-

zentowaÊ przyk³ady zastosowaÒ. BÍ-

dzie moøna wÛwczas najlepiej zoba-

czyÊ, w†jaki sposÛb wykonuje siÍ

dzia³ania na bitach, zmiennych, por-

tach itp. Pokaøemy to w†kolejnej

czÍúci kursu.

Jacek Bogusz, AVT

jacek.bogusz@ep.com.pl

int temp;

temp = *Tx;

*Tx = *Ty;

*Ty = temp;

}

void main(void)

{

int A = 10, B = 20;

Zamien(&A, &B);

//zamiana wartości zmiennych A i B

}

Dodatkowe informacje

Ewaluacyjna wersja pakietu firmy Raisonance

znajduje siê na CD-EP6/2002B.

Elektronika Praktyczna 6/2002

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: