Kurs AVR-GCC cz.5.pdf

1 Z 40

Artykuł pochodzi ze strony XYZ HOBBY ROBOT ( xyz.isgreat.org )

Kurs AVRGCC cz.5 (v1)

29.03.2010 ABXYZ

Uwaga, to jest dopiero szkic artykułu, tekst jest wciąŜ w trakcie

edycji, wszelkie uwagi, podpowiedzi i komentarze będą bardzo

pomocne.

Ostatnio omawiane były tablice i funkcje, a jeszcze wcześniej:

zmienne, pętle i instrukcje warunkowe. W tej części kursu tematem

przewodnim będzie tekst i działania na tekście. Napiszę teŜ kilka

zdań na temat preprocesora języka C. Kolejnym omawianym

zagadnieniem będzie podział kodu źródłowego programu na

oddzielnie kompilowane pliki. W części praktycznej będziemy bawić

się alfanumerycznym wyświetlaczem LCD, przyłączymy do AVRa

termometr cyfrowy ds18b20, a dalej połączymy AVRa

z komputerem PC poprzez port szeregowy RS232C.

Programy z tekstem

Dotąd w przykładach z kursu uŜywane były jedynie zmienne

liczbowe. A co z tekstem ? Oczywiście tekst przechowuję się

w pamięci komputera równieŜ w postaci liczb. Po prostu małym i

wielkim literom alfabetu, cyfrom oraz wszystkim innym znakom

przyporządkowuje się kolejne liczby z pewnego zakresu. Zwykle

jeden znak zajmuje w pamięci komputera jeden bajt (osiem bitów),

najczęściej uŜywanym bywa kodowanie ASCII lub jego

rozszerzenia.

Tablica kodów ASCII. Literom alfabetu, cyfrom oraz wszystkim innym znakom

przyporządkowuje się kolejne liczby. Kliknij w obrazek, Ŝeby obejrzeć całość.

Inaczej inŜ jest w wielu innych językach programowania w C nie

przewidziano specjalnego typu zmiennej przeznaczonego do

przechowywania tekstu. W języku C do przechowywania tekstu

wykorzystuje się tablice typu char. Aby zapamiętać tekst kolejne

pola tablicy wypełniane są kodami ASCII znaków tworzących tekst.

Tablica wypełniona kodami ASCII kolejnych liter tworzących napis "Siemka!". W języku C

2 Z 40

tekst przechowuje się po prostu w tablicach typu char.

W kodzie źródłowym programu moŜna posługiwać się stałymi

znakowymi i stałymi napisowymi. Stała znakowa ma postać znaku

objętego pojedynczymi cudzysłowami i posiada wartość liczbową

kodu ASCII tego znaku.

int jeden_znak ;

char jakis_napis[ 7 ];

/* W zmiennej jeden_znak znajdzie się wartość

65(kod ASCII znaku A) */

jeden_znak = 'A' ;

/* Zapisujemy tekst do tablicy znak po znaku */

jakis_napis[ 0 ] = 'S' ;

jakis_napis[ 1 ] = 'i' ;

jakis_napis[ 2 ] = 'e' ;

jakis_napis[ 3 ] = 'm' ;

jakis_napis[ 4 ] = 'k' ;

jakis_napis[ 5 ] = 'a' ;

jakis_napis[ 6 ] = '!' ;

Stałe napisowe tworzy się obejmując fragment tekstu parą

podwójnych cudzysłowów. Definiując tablicę znakową moŜna ją

jednocześnie zainicjować stałą napisową. Tym sposobem tablica,

w momencie jej tworzenie, zostanie wypełniona kodami ASCII

kolejnych znaków tworzących napis.

/*Tworzona tablica zostanie wypełniona ciągiem znaków */

char jakis_napis[] = "Siemka!" ;

/* Zawartość tablicy:

jakis_napis[0] = 'S'

jakis_napis[1] = 'i'

jakis_napis[2] = 'e'

jakis_napis[3] = 'm'

jakis_napis[4] = 'k'

jakis_napis[5] = 'a'

jakis_napis[6] = '!'

jakis_napis[7] = 0x0 */

W przykładzie wyŜej, w tablicy za ostatnim znakiem napisu,

kompilator dodatkowo wstawi bajt o wartości zero. Znak o kodzie

zero pełni tu rolę znacznika końca ciągu znaków. Jest zasadą

w języku C Ŝe ciągi znaków kończą się znakiem o kodzie równym

zero. Tekst moŜe mięć dowolną długość, aby się tylko zmieścił w

tablicy wzraz z ograniczającym go bajtem zero.

JeŜeli w stałej napisowej potrzeba wstawić znak podwójnego

cudzysłowu, to naleŜy go poprzedzić znakiem backslash (\"). A jeśli

chcemy wstawić sam znak backslash, to naleŜy wpisać dwa znaki

backslash (\\). Są to tzw. sekwencje specjalne zaczynające się od

znaku backslash, dalej jeszcze będę o nich pisał.

/* Do tablicy zapisany zostanie ciąg znaków:

abcdef"gh\i\jklmnop"qrs'tuv'wxyz */

char jakis_napis[] = "abcdef\"gh\\i\\jklmnop\"qrs'tuv'wxyz" ;

Jeśli jakaś funkcja oczekuje jako argumentu tablicy typu char, to

jako argument, zamiast nazwy tablicy, moŜna wstawić stałą

napisową.

/* Definicja tablicy */

3 Z 40

char tablica[]

[]= "KURS AVRGCC" ;

/* Definicja przykładowej funkcji, która jak

argumentu oczekuje tablicy typu char */

void funkcja( char tablica[]

[])

{

}

int main( void )

{

/* Wywołanie funkcji */

funkcja(tablica);

/* Jako argument moŜna wstawić stałą napisową */

funkcja( "KURS AVRGCC" );

);

W języku C brakuje równieŜ operatorów przeznaczonych do działań

na tekście, takie operacje jak porównywanie czy łączenie napisów

pozostaje zaprogramować samemu. Nie jest to nic specjalnie

trudnego, oto kilka przykładów prostych operacji na tekstach:

Wykorzystując instrukcję pętli moŜna porównywać dwa ciągi

znaków.

/* Przyrównanie ciągu znaków */

unsigned char i;

char str1[]=

[]=

[]= "KURS AVRGCC" ;

++);

/* Jeśli warunek spełniony, to porównywane

ciągi znaków róźnią się */

if (str1[i] ||

]==str2[i] &&

&& str1[i];

]; i++);

++);

|| str2[i])

])

Podobne uŜywając instrukcji pętli moŜna połączyć dwa lub więcej

napisów w jeden tekst.

/* Łączenie ciągów znaków */

unsigned char i,j;

char str1[]=

[]=

[]= " AVRGCC" ;

char str3[]=

[]=

[]= " cz.5" ;

char buffer[ 18 ];

[]=

];

/* Łączy trzy ciągi znaków . Całość

zostanie zapisana w tablicy 'buffer[]' */

for (i= 0 ,j= 0 ; buffer[j]=

]=str1[i];

]; i++,

++,j++);

++);

for (i= 0 ; buffer[j]=

]=str2[i];

]; i++,

++,j++);

++);

for (i= 0 ; buffer[j]=

]=str3[i];

]; i++,

++,j++);

++);

A tak z pomocą instrukcji pętli for moŜna wyznaczyć długość ciągu

znaków zakończonego zerem.

/* Obliczanie długości ciągu znaków */

char s[]

[]

/* Zmienna 'i' zawierać będzie długość ciągu

znaków w tablicy 's[]' . Bajt o wartości zero

na końcu ciągu nie jest liczony.

for (i= 0 ; s[i];

]; i++);

++);

JeŜeli zamierzamy na wyświetlaczu alfanumerycznym pokazać

wartość zmiennej liczbowej, to koniecznym będzie zamienić wartość

liczbową na ciąg znaków. Kawałek kodu poniŜej zmienia 16bitową

[]

);

[]= "KURS AVRGCC" ;

char str2[]=

[]=

for (i= 0 ; str1[i]==

]==

];

])

[]= "KURS" ;

char str2[]=

];

++,

++);

];

++,

++);

];

++,

[] = "KURS AVRGCC" ;

unsigned char i;

];

4 Z 40

liczbę całkowitą bez znaku na odpowiadający jej ciąg cyfr (kodów

ASCII cyfr). Wartość liczbowa w zmiennej 'a' jest cyklicznie w pętli

dzielona przez 10, dopóki nie stanie się zerem dzielenie

całkowite. Obliczana w kaŜdej iteracji pętli reszta z dzielenia

stanowi cyfrę stojącą na kolejnej pozycji w liczbie, idąc w kierunku

od cyfry najmniej znaczącej do najbardziej znaczącej. Reszta

z dzielenia (liczba z zakresu 0..9) zmieniana jest na kod ASCII

cyfry przez dodanie do niej wartości kodu ASCII cyfry zero (48).

/* Zmiana liczby na ciąg znaków ASCII */

signed char i;

unsigned int a ;

char buffer[ 6 ];

];

a = 65535 ;

/* Wypełnia tablicę 'buffer[]' kodami ASCII cyfr

skaładających się na liczbę w zmiennej 'a' */

for (i= 4 ,buffer[ 5 ]=

]= 0 ; a; a/=

/= 10 ,i)

)

buffer[i]=

]= a% 10 + '0' ;

)

buffer[i] = ' ' ;

>= 0 ; i)

)

Opisane działania na tekstach moŜna zrealizować równieŜ

wykorzystując funkcje z biblioteki standardowej języka C.

Do przekształcenia wartości liczbowych na ciągi znaków i w ogóle

do formowania komunikatów tekstowy uŜyteczne mogą być

standardowe funkcje printf() i sprintf(); aby móc z nich skorzystać

naleŜy gdzieś na początku pliku wstawić polecenie:

#include <stdio.h>

Funkcje printf i sprintf róŜnią się od siebie tym, Ŝe sprintf zapisuje

dane do tablicy, zaś printf do standardowego wyścia. Na kilku

prostych przykładach wyjaśnię działanie funkcji sprintf.

];

int t = 21 ;

int p = 1013 ;

int v = 10 ;

/* W tablicy 'buf' zostanie zapisany ciąg znaków:

'Temperatura powietrza: 21°C' */

sprintf(buf, "Temp. powietrza: %d°C" ,t);

];

);

/* W tablicy 'buf' zostanie zapisany ciąg znaków:

'T:21°C, P:1013hPa, V:10m/s' */

sprintf(buf, "T:%d°C, P:%dhPa, V:%dm/s" ,t,p,v);

);

Pierwszym argumentem funkcji sprintf() jest tablica znakowa,

miejsce w pamięci, gdzie zostanie zapisany ciąg znaków

zakończony zerem tworzony komunikat. Drugim argumentem

sprintf() jest ciąg znaków zawierający format komunikatu. Format

zawiera stałą treść komunikatu wraz z tzw. "specyfikacjami

przekształceń". Specyfikacje przekształceń są to takie "znaczki

krzaczki":) w rodzaju: %d, %4d, %u, %x, %6.1f i podobnie

wyglądające, które zostaną w wyjściowym komunikacie zastąpione

jakąś treścią. A czym ? W naszym przykładzie, w miejscu

pierwszego wystąpienia specyfikacji %d zostanie wstawiona wartość

trzeciego argumentu funkcji sprintf, czyli wartość zmiennej

't' wypisana w postaci liczby dziesiętnej. Tak samo następne

];

for (;

(;

(; i>=

char buf[ 32 ];

);

5 Z 40

występujące w formacie specyfikacje zostaną zmienione

wartościami kolejnych argumentów funkcji sprintf. Funkcją sprintf

nie ma ustalonej liczby argumentów, więc w formacie komunikatu

moŜna umieszczać dowolną ilość specyfikacji przekształceń. Na

temat funkcji o zmiennej liczbie argumentów napiszę jak się

nadarzy okazja.

Specyfikacje przekształcenia zaczynają się od znaku

procenta % i kończą znakiem przekształcenia. Na przykład: %d

zastąpione zostanie liczbą całkowitą; %uliczbą całkowitą bez

znaku; oliczbą ósemkową; %xliczbą szesnastkową; cjednym

znakiem; $sciągiem znaków; %fliczbą

niecałkowitą(zmiennoprzecinkową) w postaci: część całkowita,

kropka, część ułamkowa (np.: 12.345). Aby wypisać sam znak

procent % wstawia się dwa znaki procent %%. Następne przykłady

przekształceń: %6d liczba całkowita zajmująca co najmniej 6

znaków (na przykład: [][][]123); %6.2f liczba zmiennopozycyjna

o długości 6 znaków i z dwiema cyframi po przecinku (na przykład:

[]12.34)

];

double l = 12.3456 ;

int valve = 80 ;

/* W tablicy 'buf' zostanie zapisany ciąg znaków:

'Valve: 80%' */

sprintf(buf, "Valve%6d%%" ,valve);

);

/* W tablicy 'buf' zostanie zapisany ciąg znaków:

'Length= 12.34' */

sprintf(buf, "Length=%6.2f" ,l);

);

Opisałem tu jedynie część moŜliwości funkcji sprintf(), po resztę

odsyłam do podręcznika języka C i do dokumentacji biblioteki

AVRLibc.

Ale uwaga, uŜycie w programie dla 8bitowego mikrokontrolera

dość rozbudowanych funkcji sprintf, printf skutkuje znaczącym

wzrostem wielkości kodu wynikowego. W AVRLibC domyślnie, celem

oszczędzania pamięci, funkcje printf, sprintf nie obsługują liczb

zmiennoprzecinkowych. Aby włączyć obsługę liczb

zmiennoprzecinkowych uruchamiamy program MFile, wczytujemy

plik makefile naszego projektu i w menu "Makefile>printf()options"

zaznaczamy opcję "floating point".

char buf[ 32 ];

];

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: