Стивен Барретт - Встраиваемые системы. Проектирование приложений на микроконтроллерах семейства 68HC12/HCS12 с применением языка С

• Название: Встраиваемые системы. Проектирование приложений на микроконтроллерах семейства 68HC12/HCS12 с применением языка С
• Автор: Стивен Барретт
• Издательство: Издательский дом «ДМК-пресс»
• Жанр: Программирование
• Год: 2007
• ISBN: 5-9706-0034-2

В книге последовательно рассматриваются все этапы создания встраиваемых систем на микроконтроллерах с применением современных технологий проектирования. Задумав эту книгу, авторы поставили перед собой задачу научить читателя искусству создания реальных устройств управления на однокристальных микроконтроллерах.

Издание содержит материал, охватывающий все вопросы проектирования, включает множество заданий для самостоятельной работы, примеры программирования, примеры аппаратных решений и эксперименты по исследованию работы различных подсистем микроконтроллеров.

Данная книга является прекрасным учебным пособием для студентов старших курсов технических университетов, которые предполагают связать свою профессиональную деятельность с проектированием и внедрением встраиваемых микропроцессорных систем. Книга также будет полезна разработчикам радиоэлектронной аппаратуры на микроконтроллерах.

---

 printf("\n\nSearch for car in stock.");

 printf("\nEnter make of car to search for in list. ");

 scanf("%s", search_make);

 /*движение по списку */

 for(temp_ptr-search_list; temp_ptr!=NULL; temp_ptr=temp_ptr->next) {

  if (strcmp(temp_ptr->make, search_make) == 0) {

   printf("\n\nyear: %4d", temp_ptr->year); /*год изготовления */

   printf("\nmake: %s", temp_ptr->make); /*изготовитель */

   printf("\nmodel: %s", temp_ptr->model); /*модель */

   printf("\nVIN: %s", temp_ptr->VIN); /*номер */

   printf("\nMileage: %6.0f ", temp_ptr->mileage);

   /*считать показания одометра*/

  }

 }

}

/********************************************************************/

/********************************************************************/

После выполнения программы на дисплее появится следующее сообщение.

year: 1981

make: Chevy

model: Camaro

VIN: 12Z367

mileage: 37456

year: 1974

make: Ford

model: Mustang11

VIN: 3L265ST

mileage: 122456

year: 1997

make: Saturn

model: SL1

VIN: 234TH67

mileage: 140512

year: 1981

make: Chevy

model: Camaro

VIN: 12Z367

mileage: 37456

year: 1974

make:Ford

model: Mustang11

VIN: 3L265ST

mileage: 122456

year: 2002

make: Hummer

model: H2

VIN: 73H2L7

mileage: 13

year: 1997

make: Saturn

model: SL1

VIN: 234TH67

mileage: 140512

Удалены следующие автомобили из списка для продаж.

Введено поле make для удаления из списка – Hummer

year: 1981

make: Chevy

model: Camaro

VIN: 12Z367

mileage: 37456

year: 1974

make: Ford

model: Mustang11

VIN: 3L265ST

mileage: 122456

year: 1997

make: Saturn

model: SL1

VIN: 234TH67

mileage: 140512

Найден автомобиль в списке продаж.

Введенное поле make для поиска – Saturn

year: 1997

make: Saturn

model: SL1

VIN: 234TH67

mileage: 140512

Этот очень простой пример был придуман, чтобы показать основные действия, связанные обработкой списка с указателями. Мы намеренно выбрали скелетную программу, чтобы концентрироваться на работе списков с указателями. Если бы мы разрабатывали фактическую программу описи, основанную на списках с указателями, мы разработали бы дружественное меню, которое позволило бы вызывать функции в любом порядке. Кроме того, мы сформировали бы исходный список загрузив данные из файла. Мы обеспечили бы также возможность сохранять данные списка в файле.

Очередь. Очередь представляет собой особым образом сконфигурированный список с указателями. Она называется также буфером первым-вошел-первым-вышел (first-in first out — FIFO). Элементы добавляются в хвост очереди и извлекаются с головы, как показано на рис. 8.8. Вернемся к нашей автомобильной коммерческой аналогии. Как только вы приобретаете автомобиль, вы должны зарегистрировать его в департаменте транспортных средств. Я был там недавно с моим сыном, которому нужны было заменить водительские права. После нашего прихода мы встали в хвост очереди и стали ждать, пока нас обслужат. После короткого ожидания, мы достигли головы очереди и смогли получить требуемые права. Нас обслуживали в порядке прохождения очереди. Во время пика занятости, например, в утренние часы, в конце месяца — очередь в департаменте может быть очень длинной. В более свободное время она может быть совсем короткой. В обоих случаях мы видим, что очередь не имеет фиксированного числа элементов. Длина очереди или число элементов в ней, является переменной величиной и изменяется, в зависимости от действия программы.

Рис. 8.8. Структура данных очередь — «первым вошел–первым вышел»

Круговая очередь. В круговой очереди, которая имеет ту же самую базисную структуру, что и простая очередь, указатель последней записи в очереди не пустой, он указывает на первую запись. Круговая очередь показана на рис. 8.9. Как мы скоро увидим, это эффективная структура данных для переключения с задачи на задачу.

Рис. 8.9. Круговая очередь

Стек. Стек — это структура данных последним вошел — первым вышел (last-in-first-out — LIFO), показанная на рис. 8.10. Она также может быть создана с помощью методов списка с указателями. Во встроенных контроллерных системах на базе 68HC12, стек — определенная пользователем часть RAM, в которой в течение нормального выполнения программы временно хранятся переменные, например содержимое какого-либо регистра. Верхняя часть стека в 68HC12 обычно определяется последней позицией RAM плюс один. Указатель вершины стека для 68HC12 содержит адрес последнего используемого расположения стека. Когда элемент помещают в стек, указатель вершины стека уменьшается на 1 (проводится операция декремента). Когда элемент извлекается из стека, указатель вершины стека увеличивается на 1 (операция инкремента). Когда программирование проводится на языке C, положение вершины стека является опцией компилятора. Если встроенная контроллерная система содержит только один стек, лучше всего просто использовать свойства, встроенные в процессор. Однако, как мы скоро увидим, в ОСРВ можем потребоваться несколько стеков, по одному для каждой задачи. В этом случае разработчику системы необходимо, чтобы обеспечить работу нескольких стеков. Если используются динамические методы распределения памяти, то несколько стеков создаются и используются в динамической памяти. Мы оставим разработку структуры данных стека, использующей динамические методы распределения памяти в качестве вашей домашней работы (задача 1 для самостоятельного исследования). Вместо этого, мы разработаем структуру стека с фиксированный размером массива. Стек с фиксированным массивом используется, когда размер стека известен и неизменен. Как мы скоро увидим, стеки с успехом могут используются в блоках управления задачами.

Рис. 8.10. Стек

Структура данных стека, разработаны ли они с использованием методов динамического распределения или фиксированного массива, имеет следующие функции:

• initialize_stack: инициализация стека;

• push: поместить элемент в стек;

• pull: извлечь элемент из стека;

• stack_empty: выяснить, не пуст ли стек. Это необходимо сделать до использования функции pull;

• stack_full: выяснить, не полон ли стек. Это необходимо сделать до использования функции push;

• print_stack: распечатать содержимое стека.

Основные операции стека показаны на рис. 8.11.

Рис. 8.11. Операции со стеком 

Следующий программный код реализует стек с фиксированным массивом.

/********************************************************************/

/* имя файла: stack.с                                               */

/********************************************************************/

/*включенные файлы*/

#include <stdio.h> /*стандартная библиотека I/O */

#include <stdlib.h> /*стандартная библиотека динамического распределения*/

/*global variables - объявляет глобальные переменные в header file. */

/* Они приведены здесь, чтобы иллюстрировать общее построение программы.*/

/*определение структуры*/

struct stack_struct {

 int stack_top; /*следующая используемая позиция в стеке*/

 int stack_item[10]; /*элемент, сохраненный в стеке с фиксированным размером */

}

typedef struct stack_struct stack; /*массив для распознавания имен различных переменных*/

typedef stack *stack_ptr; /*определение указателей на стек */

                          /*функции-прототипы*/

void initialize_stack(stack);

void push(stack*, int); /*Используется метод передачи параметра по ссылке*/

int pull(stack *); /* когда содержимое стека должно измениться */

int stack_empty(stack);

int stack_full(stack);

void print_stack(stack);

/*переменные*/

int YES=1,NO=0; /*логические флаги */

stack stack1; /*объявление стека */

char *filename;

FILE *outputfile;

void main(void) {

 int response;

 int stack_item;

 /*печать результата в файл/

 printf("\n\nEnter a filename for output.");

 scanf("%s", filename);

 outputfile = fopen(filename, "a");