AVR單片機(jī)C語(yǔ)言編譯器.doc

AVR單片機(jī)C語(yǔ)言編譯器Win-AVR是流行的GNU編譯器在AVR平臺(tái)上的移植。安裝完畢后會(huì)在桌面上出現(xiàn)一下七個(gè)快捷方式，它們的作用如下：Programmers Notepad源文件的編輯軟件，可提供應(yīng)用程序接口AVR InsightGDB Debug的前端工具，用于仿真調(diào)試TKInfoGNU超文本格式的圖形瀏覽器，用于瀏覽各種說(shuō)明文檔Avr-libc ManualAVR-GCC編譯器的C語(yǔ)言函數(shù)庫(kù)GNU Manuals OnlineGNU在線幫助手冊(cè)MFileMakefile編輯軟件READMEWinAVR的readme文件 IDE （Integrated Development Environment）集成開(kāi)發(fā)環(huán)境 ICE （In Circuit Emulator） 在線仿真器 JTAG (Joint Test Action Group) 聯(lián)合測(cè)試行為組織 *.hex 文件用來(lái)向單片機(jī)下載的16進(jìn)制文件 *.cof文件用來(lái)利用AVRstudio進(jìn)行在線仿真和調(diào)試的文件l AVR COFF（AVR Studio 3.x）l AVR “Extended” COFF（AVR Studio 4.07+）*.hex和*.cof這兩個(gè)文件不能由AVR-GCC本身生成，需要其他輔助工具來(lái)完成這一步，這個(gè)工具叫avr-objcopy。Makefile文件就是一個(gè)描述性質(zhì)的文件，告知make各文件之間的依賴關(guān)系，不需要擴(kuò)展名。一般在MFile這個(gè)程序中生成對(duì)應(yīng)的makefile文件，然后將它復(fù)制到PN源文件的文件夾下，就可以進(jìn)行make all的命令來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)源文件的編譯了。一般而言，makefile文件只需要修改一下幾個(gè)地方。Main file name （不要帶擴(kuò)展名）和MCU type 以及Default make target，然后點(diǎn)file-save as保存到要編譯的文件的文件夾下。C語(yǔ)言小總結(jié) C語(yǔ)言的標(biāo)識(shí)符是區(qū)分大小寫(xiě)的，標(biāo)識(shí)符必須以字母或者下劃線開(kāi)頭，下劃線開(kāi)頭的標(biāo)識(shí)符一般是編譯器定義的。 一般而言，如果不是需要使用負(fù)整數(shù)，盡量使用無(wú)符號(hào)數(shù)整數(shù)來(lái)表示，這樣可以減少系統(tǒng)處理符號(hào)的工作，從而提高程序的執(zhí)行效率。 凡是耳目運(yùn)算符，都可以和賦值符一起組成復(fù)合賦值符，C語(yǔ)言中規(guī)定可使用的10中復(fù)合賦值運(yùn)算符：+=;-=;*=;/=;%=;=;&=;=;|= 逗號(hào)運(yùn)算符是C語(yǔ)言的一種特殊的運(yùn)算符，其作用是將兩個(gè)表達(dá)式連接起來(lái)，C語(yǔ)言對(duì)兩個(gè)表達(dá)式分別計(jì)算，并將后一個(gè)表達(dá)式的值作為逗號(hào)表達(dá)式的值。運(yùn)算優(yōu)先級(jí)最低。例如：a=3*6,4*8;其結(jié)果為a=32； C語(yǔ)言規(guī)定了六種關(guān)系運(yùn)算符：;=;=;!=其中前四個(gè)的優(yōu)先級(jí)比較高，后兩個(gè)的優(yōu)先級(jí)比較低。 C語(yǔ)言規(guī)定的位運(yùn)算共有一下幾種： & 按位與 | 按位或 按位異或 (XOR) 10=1 11=0 取反 右移位翻轉(zhuǎn)：令其和一個(gè)相應(yīng)位為1，其他位位0的常量做異或運(yùn)算。位置一：令其和一個(gè)相應(yīng)位為1，其他為為0的常量做或運(yùn)算。PORTA|=（17）位置零：令其和一個(gè)相應(yīng)位為0，其他位為1的常量做與運(yùn)算。PORTA&=（17） 一般的變量和數(shù)組均存儲(chǔ)在系統(tǒng)的RAM中，AVR-GCC還支持存儲(chǔ)在ROM的數(shù)組和字符串，該字符串使用PROGMEM關(guān)鍵字進(jìn)行聲明。如：Const char str PROGMEM =”hello” ; / 聲明了一個(gè)存儲(chǔ)在ROM中的字符串 字符串是不能在程序中用賦值符直接賦值的，但可以借助循環(huán)語(yǔ)句，一個(gè)變量一個(gè)變量的進(jìn)行拷貝，如下：char a5=”hello” ;char b5;b=a; /*這樣的操作是非法的*/for(i=0;isex=M;student31.sex=M;student32.score=95.5; 共同體：共同體的所有成員都占有相同的空間，共同體占用的空間的大小等于共同體內(nèi)占用空間最大的變量所占用的空間。共同體類型聲明形式如下：union 共同體名 數(shù)據(jù)類型 成員名1； 數(shù)據(jù)類型 成員名2； 數(shù)據(jù)類型 成員名n；共同體的變量聲明形式為：union 共同體名 共同體變量名共同體變量引用的形式為： 共同體變量.名成員；注意共同體的數(shù)據(jù)是存儲(chǔ)在一個(gè)存儲(chǔ)空間的，因此共同體變量所存儲(chǔ)的值等于最后一次對(duì)共同體變量所賦的值。不能對(duì)共同體變量名賦值，也不能在定義共同體變量時(shí)對(duì)其初始化，對(duì)共同體的操作必須指明其成員。不能把共同體變量作為函數(shù)的參數(shù)和返回值。例如：union length_union Unit16_t word; Unit8_t byte2;length; /定義了一個(gè)共同體，有兩個(gè)成員，一個(gè)是16位的無(wú)符號(hào)整數(shù)，另外一個(gè)是一個(gè)包含兩個(gè)無(wú)符號(hào)8位整數(shù)的數(shù)組，二者共用存儲(chǔ)空間。在上例中，如果按照l(shuí)ength_union.word來(lái)操作時(shí)，則作為一個(gè)16位無(wú)符號(hào)整數(shù)，如果作為length_union.byte0和length_union.byte1操作，則訪問(wèn)的是該存儲(chǔ)空間的低位字節(jié)和高位字節(jié)。 枚舉類型如果變量只有幾個(gè)可能的取值，則可以用枚舉類型表示該變量。枚舉類型定義形式為：enum 枚舉類型標(biāo)識(shí)符 枚舉列表；枚舉變量的定義為：enum 枚舉類型 枚舉變量名；例如： enum color red,green,blue;C語(yǔ)言將枚舉類型中的枚舉元素定義為常量，因此枚舉元素是有值的，C語(yǔ)言自動(dòng)按照值的順序定義值為0，1，2，枚舉元素的值可以改變enum colorred=5,green,blue; /red代表5，后面的未定值依次加一例如：enum colorred,green,blue;enum color crt;crt=red;crt=2; /錯(cuò)誤crt=(enum color)2; /將枚舉元素中的值為2的元素賦值給crt變量，強(qiáng)制轉(zhuǎn)換。枚舉變量的賦值必須用枚舉元素，如果直接用整數(shù)賦值是不行的，必須采用強(qiáng)制轉(zhuǎn)換。 用戶自定義類型用戶可以對(duì)已存在的C語(yǔ)言類型名重新進(jìn)行定義，從而方便使用，用戶定義類型一般為： typedef 類型名 標(biāo)識(shí)符使用這些自定義類型是，必須包含inttypes.h頭文件。例如： #include typedef signed char int8_t /八位有符號(hào)數(shù) （無(wú)分號(hào)）typedef unsigned char uint8_t /八位無(wú)符號(hào)數(shù) 預(yù)處理C語(yǔ)言的預(yù)處理功能主要有一下三方面：l 宏定義l 文件包含l 條件編譯 宏定義宏定義的作用是用指定的標(biāo)識(shí)符代表一個(gè)字符串，宏可以參數(shù)，也可以不帶參數(shù)，不帶參數(shù)的宏定義的一般形式為： #define 標(biāo)識(shí)符 字符串帶參數(shù)的宏定義聲明形式為： #define 宏名（參數(shù)表） 字符串例如：define S(a,b) a*b /定義了一個(gè)帶參數(shù)的宏int main(void)int i; i=S(5,6); /該語(yǔ)句與i=5*6完全一樣 return 0； 文件包含文件包含的作用是將一個(gè)文件的內(nèi)容包括到另一個(gè)文件之中，文件包含的形式為：#include “文件名” #include 第一種首先在當(dāng)前文件的所在目錄中尋找包含的文件，如果找不到再到系統(tǒng)指定的包含文件的目錄去尋找，第二種則直接在系統(tǒng)指定的包含目錄中去尋找，一般為了保險(xiǎn)起見(jiàn)，盡量使用雙引號(hào)形式的include指令。 條件編譯條件編譯可以根據(jù)用戶定義的不同條件，選擇使用不同的語(yǔ)句，這在編寫(xiě)可移植的程序時(shí)特別有用。條件編譯有以下幾種形式：l 第一種#ifdef 標(biāo)識(shí)符 程序段 1#else 程序段 2#endif該語(yǔ)句的作用是，如果在此語(yǔ)句前用“#define標(biāo)識(shí)符”定義了標(biāo)識(shí)符，則只在程序中包含程序段1，否則只包含程序段2.l 第二種#ifndef 標(biāo)識(shí)符 程序段1#else 程序段2#endif該語(yǔ)句的作用是，如果在此語(yǔ)句前沒(méi)有用“#define 標(biāo)識(shí)符”定義了標(biāo)識(shí)符，則只在程序中包含程序段1，否則只包含程序段2l 第三種#if 表達(dá)式 程序段1#else 程序段2#endif該語(yǔ)句的作用是，如果表達(dá)式的值為真，則值在程序中包含程序段1，否則，若表達(dá)式的值為0，則只在程序中包含程序段2. AVR-LIBC的中斷處理函數(shù)對(duì)于不同的編譯器有不同的方法處理中斷，這是因?yàn)镃語(yǔ)言的目標(biāo)就是與處理器的細(xì)節(jié)無(wú)關(guān)，因此每個(gè)編譯器的作者都不得不使用自己的方法為編譯器添加對(duì)中斷的支持。在AVR-LIBC的環(huán)境中，中斷向量表已經(jīng)預(yù)先固定指向具有特定名字的函數(shù)，這些函數(shù)用來(lái)執(zhí)行中斷操作。使用這些特殊名字的函數(shù)可在相應(yīng)中斷發(fā)生時(shí)被調(diào)用。AVR-LIBC中，對(duì)中斷處理函數(shù)進(jìn)行了封裝，通過(guò)使用兩個(gè)參數(shù)的宏INTERRUPT（）和SIGNAL（），程序可正確的處理不同的中斷操作。#include “avr/signal.h”INTERRUPT（SIG_ADC）/用戶代碼或者為#include “avr/signal.h”SIGNAL（SIG_ADC）/用戶代碼 全局中斷標(biāo)志操作函數(shù)：#define sei() _asm_ _volatile_(“sei” :)使用中斷處理函數(shù)，必須加入下面的包含語(yǔ)句：#include sei(); /設(shè)置全局中斷標(biāo)志位允許全局中斷#define cli() _asm_ _volatile_(“cli” :)使用中斷處理函數(shù)，必須加入下面的包含語(yǔ)句：#include cli(); /清楚全局中斷標(biāo)志位來(lái)禁止全局中斷上面的兩個(gè)函數(shù)實(shí)際上只生成一條匯編指令，不會(huì)增加用戶程序的負(fù)擔(dān)。 使用算術(shù)運(yùn)算函數(shù)avr-libc提供了算術(shù)運(yùn)算函數(shù)，使用數(shù)學(xué)的數(shù)學(xué)運(yùn)算函數(shù)請(qǐng)?jiān)诔绦虻念^部加入包含語(yǔ)句：#include “math.h”為了使用數(shù)學(xué)運(yùn)算函數(shù)，需要鏈接庫(kù)libm.a,通常該庫(kù)是不鏈接到用戶的程序中的，為了鏈接庫(kù)，請(qǐng)?jiān)谧约旱腉CC編譯選項(xiàng)的結(jié)尾加入-lm選項(xiàng)。即用PN打開(kāi)makefile文件的第130行，MATH_LIB= lm 特殊功能寄存器的操作方式：在單片機(jī)系統(tǒng)中，經(jīng)常要對(duì)寄存器或者外圍設(shè)備進(jìn)行操作，這些操作都是通過(guò)一組特殊功能寄存器的操作實(shí)現(xiàn)的。AVR單片機(jī)中，提供了兩種方法完成操作。一種是獨(dú)立的I/O地址空間，通過(guò)特殊的I/O操作指令，可以利用特殊的I/O指令操作部分或全部的I/O空間。另外一種是I/O地址也被映射到單片機(jī)的內(nèi)存空間中，因此也可以用通常的內(nèi)存操作指令完成I/O的控制，I/O地址加上0x20的偏移量就是I/O映射到內(nèi)存空間中的地址。AVR單片機(jī)支持這兩種操作，一般使用后者，而且這些操作已經(jīng)封裝好，不需要編程者干預(yù)。因此，編程者可以使用特殊函數(shù)如outb（）操作I/O。#include outb(PORTA,0x33);或者直接向內(nèi)存中映射的地址寫(xiě)數(shù)據(jù) PORTA=0x33;編譯器會(huì)選擇合適的指令生成操作代碼訪問(wèn)I/O端口，與編程人員書(shū)寫(xiě)的代碼無(wú)