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总结单片机C语言编程心得

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gaosmile 发布时间:2020-3-10 12:53
此前,在写8*8按键程序的过程中,不管是在自己写还是参考别人程序的过程中,发现自己对C语言有些基本知识点和编程规范有很多不懂的地方,有些是自己以前的编程习惯不好,有些就是基础知识不扎实的表现,所以总结出来。

( X# I3 v4 W& V8 t
一、.H文件与.C文件的关系
% _& p2 Z; T+ `3 y" K/ [
迄今为止,写过的程序都是一些很简单的程序,从来没有想到要自己写.H文件,也不知道.H文件到底什么用,与.C文件什么关系。只是最近写键盘程序,参考别人的程序时,发现别人写的严格的程序都带有一个“KEY.H”,里面定义了.C文件里用到的自己写的函数,如Keyhit()、Keyscan()等。
6 H7 _4 r) D2 M! {9 F
经过查找资料得知,.H文件就是头文件,估计就是Head的意思吧,这是规范程序结构化设计的需要,既可以实现大型程序的模块化,又可以实现根各模块的连接调试。

# ~  U+ h; T/ v' |
1、.H文件介绍:
$ ?  a% ~! V5 j+ \6 D/ ~2 Z% p
在单片机C程序设计中,项目一般按功能模块化进行结构化设计。将一个项目划分为多个功能,每个功能的相关程序放在一个C程序文档中,称之为一个模块,对应的文件名即为模块名。一个模块通常由两个文档组成,一个为头文件*.h,对模块中的数据结构和函数原型进行描述;另一个则为C文件*.c ,对数据实例或对象定义,以及函数算法具体实现。
& }5 A! s8 T$ Y1 f  D/ s6 {  S
2、.H文件的作用
2 h3 G% N& s% K; d# I
作为项目设计,除了对项目总体功能进行详细描述外,就是对每个模块进行详细定义,也就是给出所有模块的头文件。通常H头文件要定义模块中各函数的功能,以及输入和输出参数的要求。模块的具体实现,由项目组成根据H文件进行设计、编程、调试完成。为了保密和安全,模块实现后以可连接文件OBJ、或库文件LIB的方式提供给项目其他成员使用。由于不用提供源程序文档,一方面可以公开发行,保证开发人员的所有权;另一方面可以防止别人有意或无意修改产生非一致性,造成版本混乱。所以H头文件是项目的详细设计和团队工作划分的依据,也是对模块进行测试的功能说明。要引用模块内的数据或算法,只要用包含include指定模块H头文件即可。
" M$ m2 ?& x, Z/ D$ \$ l! \
二、尽量使用宏定义#define
/ D8 }* d* o1 S7 P' Z# H
开始看别人的程序时,发现程序开头,在文件包含后面有很多#define语句,当时就想,搞这么多标示符替换来替换去的,麻不麻烦啊,完全没有理解这种写法的好处。原来,用一个标示符表示常数,有利于以后的修改和维护,修改时只要在程序开头改一下,程序中所有用到的地方就全部修改,节省时间。
  1. <font color="#001000"><font style="background-color:rgb(255, 255, 255)"><font face="Tahoma">& v  b! m. M$ B  Z/ `% B
  2. #define KEYNUM 65//按键数量,用于Keycode[KEYNUM]
    ( i9 f+ g8 s) s% ]/ ?" `
  3. #define LINENUM 8//键盘行数( _( c% w4 V3 \/ n) K' U9 g3 p
  4. #define ROWNUM 8//键盘列数</font></font></font>5 J  v( W4 @! {) Q4 k8 I0 k0 M
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5 F' q" V. {, w) n2 P
注意的地方:1、宏名一般用大写2、宏定义不是C语句,结尾不加分号
2 e6 ~$ o, r4 ]三、不要乱定义变量类型
; e. S9 ?8 e' `7 M% r. N7 A  E以前写程序,当需要一个新的变量时,不管函数内还是函数外的,直接在程序开头- _- ]7 Z* i! S% b3 U2 L  Q
定义,虽然不是原则上的错误,但是很不可取的作法。
3 U5 S: P! p; f$ [" s
下面说一下,C语言中变量类型的有关概念:7 L, _9 V8 \7 S$ K
从变量的作用范围来分,分为局部变量和全局变量:

6 y. n8 B5 M. A8 E1、全局变量:是在函数外定义的变量,像我以前定义在程序开头的变量都是全局变量,这里我就犯了一个大忌,使用了过多的全局变量。

% l' u) S+ W: m0 E带来的问题有两个:一是,全局变量在程序全部执行过程中都占用资源;二是,全局变量过多使程序的通用性变差,因为全局变量是模块间耦合的原因之一。

7 d4 n9 U# l% k' E' o( Q0 p" Y) h2、局部变量:在函数内部定义的变量,只在函数内部有效。
' p& D) B. }" \. v, C. i- X7 `从变量的变量值存在的时间分为两种:* x3 I- a9 @- m; S5 p. m; l  T' S3 p
1、静态存储变量:程序运行期间分配固定的存储空间。
( f6 }( E( r# Y+ C+ `2 A$ a$ [
2、动态存储变量:程序运行期间根据需要动态地分配存储空间。
. I+ ^% m: |# c# z' P1 [; h9 Z具体又包括四种存储方式:auto static register extern
8 x: V2 k1 n; P  Z3 K4 p# o
1、局部变量,不加说明默认为auto型,即动态存储,如果不赋初值,将是一个不确定的值。而将局部变量定义为static型的话,则它的值在函数内是不变的,且初值默认为0。
5 L0 t9 x: Z4 g4 V

  1. 1 A/ ~0 H# M& Y$ B6 ]5 v: r/ P& v
  2. static unsigned char sts;//按键状态变量
    1 W4 Z) e0 Q6 S! N" h$ I6 v" \9 H
  3. static unsigned char Nowkeycode;//此时的键码
      J* I# R) B$ p/ c! {: A
  4. static unsigned char Prekeycode;//上一次的键码4 @3 K3 z* o$ `9 |( T9 u
  5. static unsigned char Keydowntime;//矩形键盘按下去抖时间变量$ u' o+ a+ {7 _4 M& q% w; g6 h7 k. [
  6. static unsigned char Keyuptime;//矩形键盘释放去抖时间变量$ ]: u0 X; ]. }. {6 o
  7. static unsigned char Onoffdowntime;//关机键按下去抖时间变量! T+ R# v( Y4 M2 R) L' u
  8. static unsigned char Onoffuptime;//关机键释放去抖时间变量3 w2 z' p: Q& n& @6 s* U
  9. static unsigned char onoff_10ms; //判断关机键中断次数变量,累计150次大约为3S,因为前后进了两个10ms中
    3 f5 z% r0 s0 y7 h+ t7 h5 s8 p1 i/ D
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' {7 y  U) {! ?, D! o' V. ~" Q- t$ H2 k$ ?8 Y. @8 I1 P# D
2、全局变量,编译时分配为静态存储区,可以被本文件中的各个函数引用。如果是多个文件的话,如果在一个文件中引用另外文件中的变量,在此文件中要用extern说明。不过如果一个全局变量定义为static的话,就只能在此一个文件中使用。
+ M5 o( X' l' j0 I7 d6 Z( V% G四、特殊关键字const volatile的使用
! q' i) M8 T7 q) Q# S6 b1、const; U8 S1 `1 g! P4 m$ b6 W, f; E
const用于声明一个只读的变量" ~: ^" E+ C  W4 U  q
  1. <font color="#006000">
    ' d; M- J8 f( F  P2 ?5 Z
  2. const unsigned char a=1;//定义a=1,编译器不允许修改a的值8 {' b! g7 A) u( H0 W" m
  3. 作用:保护不希望被修改的参数% P$ J/ H( H! ?) r, O! I# i
  4. const unsigned char Key_code[KEYNUM]={0x01,0x02,0x03,0x04,0x05,0x06,0x07,0x08,
    ! l1 ]8 A" \8 f
  5. 0x09,0x0A,0x0B,0x0C,0x0D,0x0E,0x0F,0x10," }, a) m9 ?8 V# g  b
  6. 0x11,0x12,0x13,0x14,0x15,0x16,0x17,0x18,. K7 n! _1 j- h2 ], T7 W
  7. 0x19,0x1A,0x1B,0x1C,0x1D,0x1E,0x1F,0x20,. t0 ^" Y" ~, J& K3 |/ v
  8. 0x21,0x22,0x23,0x24,0x25,0x26,0x27,0x28,
    6 _  u8 E# x, b# P8 d, y) T! q+ S
  9. 0x29,0x2A,0x2B,0x2C,0x2D,0x2E,0x2F,0x30,) m; \4 }4 N' G  L, }+ N
  10. 0x31,0x32,0x33,0x34,0x35,0x36,0x37,0x38,4 Q4 N+ I6 {) x1 B# i
  11. 0x39,0x3A,0x3B,0x3C,0x3D,0x3E,0x3F,0x40,: A4 Q2 F( H+ ]: v
  12. 0x41( y" O! `8 O8 A& F1 e* y6 u
  13. };//键码
    , @9 C0 I2 I* r+ d
  14. const unsigned char Line_out[LINENUM]={0xFE,0xFD,0xFB,0xf7,0xEF,0xDF,0xBF,0x7F};//行输出编码  v7 j  W$ O& t" V1 e: `) `
  15. const unsigned char Row_in[ROWNUM]={0xFE,0xFD,0xFB,0xf7,0xEF,0xDF,0xBF,0x7F};//列输入编码</font>
    % n# l, g/ k" u; m8 M  A
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9 B4 g) v) J  K- K3 n
  t. @; b  V' `0 S1 H: A
2、volatile, H* c, n" M5 j) m) K
一个定义为volatile的变量是说这变量可能会被意想不到地改变,这样,编译器就不会去假设这个变量的值了。精确地说就是,优化器在用到这个变量时必须每次都小心地重新读取这个变量的值,而不是使用保存在寄存器里的备份。5 y/ h! ?  @: f
  1. <font color="#006000">, O0 f7 r& b1 @( k1 S2 p
  2. static int i=0;
    * z# r0 j: J0 P7 r
  3. int main(void)
    * ]7 t  K" Y5 g- r
  4. {
    ) H) `; D9 Y8 H2 ~- V% D5 {  O
  5. ...% v' v1 W! K6 B& P
  6. while (1)
    9 x& K: d0 o8 D0 j8 @$ i/ i( i
  7. {, j  Q, B" |& ^( {6 T
  8. if (i)# j" `5 C# U: x+ R( d
  9. dosomething();5 K1 f5 r" Z5 w
  10. }+ T( Y9 v8 s3 S( a+ s
  11. }& L# e! s: U3 g( V- t+ d9 r# D
  12. /* Interrupt service routine. */% a0 q2 x/ A7 R
  13. void ISR_2(void). E- H; d5 f4 |1 b# L2 O+ @, p3 S
  14. {
    ; M) ]6 R+ K$ r: a. {
  15. i=1;/ D; D3 {# ?$ [$ r# R' R
  16. }</font>
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* b6 [# z4 D/ C6 L
8 @( A' u3 p' o程序的本意是希望ISR_2中断产生时,在main当中调用dosomething函数,但是,由于编译器判断在main函数里面没有修改过i,因此可能只执行一次对从i到某寄存器的读操作,然后每次if判断都只使用这个寄存器里面的“i副本”,导致dosomething永远也不会被调用。如果将将变量加上volatile修饰,则编译器保证对此变量的读写操作都不会被优化(肯定执行)。4 l! b9 A' G1 ?5 d
一般说来,volatile用在如下的几个地方:; _. R) R/ m8 A# v& g! n- O3 p

& H8 G) K; Q+ A( a; y0 e. Z' @
1、中断服务程序中修改的供其它程序检测的变量需要加volatile;" Y& N& q( b. \  z
2、多任务环境下各任务间共享的标志应该加volatile;

& h5 h& O/ [" C, m3、存储器映射的硬件寄存器通常也要加volatile说明,因为每次对它的读写都可能由不同意义。
( T$ n5 J' i0 Y! o: Q( f
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