Revisão de linguagem C para Sistemas Embarcados

Tipos de dados, função main e tempo
Prof. Rodrigo Maximiano Antunes de Almeida
Universidade Federal de Itajubá
rodrigomax@unifei.edu.br
ELT024 Tipos de dados, função main e tempo rodrigomax@unifei.edu.br 1 / 48

Teclado
Revisão

Dados Importantes
Teórica:
Local ⇒ Sala I.2.1.11
Horário ⇒ 15:45-17:35 (ter)
Laboratório:
Local ⇒ Sala LEC I / LASER
Horário ⇒
P1: 8:00-9:45 (qui) ELT025 (LASER)
P2: 10:15-12:00 (qui) ELT025 (LASER)
P3: 15:50-17:30 (qui) ELT025 (LECI)
P1: 13:30-15:10 (ter) ELT802 (LECI)
Levar a placa + adaptador de tomada
Datas Importantes *:
Prova 01 ⇒ 17/09
Prova 02 ⇒ 26/11
Sub ⇒ 03/12
* Datas
Todas as datas estão sujeitas a alterações

Linguagem C
Referência circular (rev)
A função LerTemperatura() faz um teste: se o valor for maior que um
patamar chama a função EnviaSerial() com o código 0x30.
1 #include "serial.h"
2 char LerTemperatura ( void ) ;
3 void AjustaCalor ( char val ) ;
A função LerSerial() receber um valor e repassa para a função
AjustaCalor().
1 #include "temp.h"
2 char LerSerial ( void ) ;
3 void EnviaSerial ( char val ) ;

Linguagem C
#include “serial.h”
char LerTemperatura(void);
void AjustaCalor(char val);
temp.h
#include “temp.h”
char LerSerial(void);
void EnviaSerial(char val);
serial.h
temp.h

Linguagem C
Solução: criar uma estrutura de controle para pré compilação.
1 #ifndef TAG_CONTROLE
2 #define TAG_CONTROLE
3 // t o d o o c o n t e ú d o do a r q u i v o vem a q u i .
5 #endif //TAG_CONTROLE

Linguagem C
Referência circular(rev)
#infdef TEMP_H
#define TEMP_H
#endif
temp.h
#infdef SERIAL_H
#define SERIAL_H
#include “temp.h”
char LerSerial(void);
void EnviaSerial(char val);
#endif
serial.h
#infdef TEMP_H
//tag já definida,
//pula o conteúdo
#endif
temp.h

Linguagem C
Tipos de dados em C
Tipos de dados em C

Linguagem C
Conversão Binário, Decimal, Hexadecimal
Toda informação que é inserida num computador é armazenada em
formato binário
Cada tipo de informação contém uma quantidade diferente de bits
Cada bit pode representar informações diferentes, mesmo dentro de
uma mesma variável

Linguagem C
Tipos de dados em C
Tipo Bits Bytes Faixa de valores
char 8 1 -128 à 127
int 16 2 -32.768 à 32.767
oat 32 4 3,4 x 10-38
à 3,4 x 1038
double 64 8 3,4 x 10-308
à 3,4 x 10308

Linguagem C
Quando resolvemos codicar uma informação num formato digital, e
portanto nito, sempre existe perda de
informação
resolução
amplitude

Linguagem C
Exemplos:
1 f l o a t x = 0 ;
2 while ( x != 4 )
3 {
4 printf ( i ) ;
5 x += 0 . 4 f ;
6 }
1 char x = 0 ;
2 while ( x 2 0 0 )
3 {
4 printf ( i ) ;
5 x++;
6 }

Linguagem C
Conversão Binário-decimal
Dividir o número por 2
Anotar o valor do resto (0 ou 1)
Se o valor é maior que 0 voltar ao número 1
Escrever os valores obtidos através do passo 2 de trás para frente.
Apresentar o resultado

Linguagem C
Exercicio 01) Converter os números
18
513
73
60
-15

Linguagem C
Número 18:
18
2
= 9, resto 0
9
2
= 4, resto 1
4
2
= 2, resto 0
2
2
= 1, resto 0
1
2
= 0, resto 1

Linguagem C
A representação de números negativos é feita através do MSB
0 = positivo
1 = negativo
Método de conversão: complemento de dois

Linguagem C
Complemento de dois
Denir tamanho da palavra
Achar o representação em binário positiva com a mesma magnitude
Inverter todos os bits
Somar um ao resultado

Linguagem C
Números fracionários (ponto utuante)
São divididos em expoente, mantissa e sinal
Sinal ocupa apenas um bit, como nos inteiros
A mantissa representa os algarismos signicativos
O expoente representa a magnitude
Ponto xo

Linguagem C
Base Hexadecimal
Possui 16 unidadesdiferentes.
10 algarismos mais 6 letras
Facilita escrita de valores binários
Fácil conversão bin-hex

Linguagem C
Dec Bin Hex Dec Bin Hex
0 0000 0 8 1000 8
1 0001 1 9 1001 9
2 0010 2 10 1010 A
3 0011 3 11 1011 B
4 0100 4 12 1100 C
5 0101 5 13 1101 D
6 0110 6 14 1110 E
7 0111 7 15 1111 F

Linguagem C
1810 - 100102
51310 - 10000000012
7310 - 10010012
6010 - 1111002
-1510 - 11110012_8bits

Linguagem C
como: 1810= 1-00102
12 = 116
00102 = 216
logo :
100102. = 1216.

Linguagem C
Modicadores de tamanho e sinal

Linguagem C
Tipo Bytes Excursão máxima
unsigned char 1 0 à 255
signed char 1 -128 à 127
unsigned int 2 0 à 65.535
signed int 2 -32.768 à 32.767
long int 4 -2.147.483.648 à 2.147.483.647
unsigned long int 4 0 à 4.294.967.295
short int 2 -32.768 à 32.767

Linguagem C
Modicadores de Acesso

Linguagem C
1 #define X ( *( near unsigned char *) 0 xF83 )
2 void main ( void )
3 {
4 while ( X!=X ) ;
5 }

Linguagem C
Compilando o código anterior temos em assembler:
1 // S t a r t i n g pCode b l o c k
2 S_Teste__main code
3 _main :
4 . line 19 // T e s t e . c w h i l e (X!=X) ;
6 RETURN

Linguagem C
1 #define X ( *( v o l a t i l e near unsigned char *) 0 xF83 )
3 {
4 while ( X!=X ) ;
5 }

Linguagem C
1 S_Teste__main code // S t a r t i n g pCode b l o c k
2 _main :
3 _00105_DS_ :
4 . line 19 // T e s t e . c w h i l e (X != X) ;
5 MOVLW 0 x83 // p r i m e i r a p a r t e do e n d e r e ç o
6 MOVWF r0x00
7 MOVLW 0 x0f // s e g u n d a p a r t e do e n d e r e ç o
8 MOVWF r0x01
9 MOVFF r0x00 , FSR0L
10 MOVFF r0x01 , FSR0H
11 MOVFF INDF0 , r0x00 // r e a l i z a p r i m e i r a l e i t u r a
12 MOVLW 0 x83 // p r i m e i r a p a r t e do e n d e r e ç o
13 MOVWF r0x01
14 MOVLW 0 x0f // s e g u n d a p a r t e do e n d e r e ç o
15 MOVWF r0x02
16 MOVFF r0x01 , FSR0L
17 MOVFF r0x02 , FSR0H
18 MOVFF INDF0 , r0x01 // r e a l i z a s e g u n d a l e i t u r a
19 MOVF r0x00 , W
20 XORWF r0x01 , W
21 BNZ _00105_DS_ // f a z o t e s t e p a r a i g u a l d a d e
22 RETURN

Linguagem C
Utilização de const:
1 #define X ( *( v o l a t i l e const near unsigned char *) 0 xF83 )
2 // i n i c i o do programa
4 {
5 X = 3 ;
6 }
A compilação resulta em erro:
1 Teste . c : error 3 3 : Attempt to assign value to a constant ←
variable (=)

Linguagem C
Modicadores de Posicionamento

Linguagem C
Existem dois modicadores de posicionamento
near
far
Não são padronizadas pela ISO C(99)
Indicam ao compilador a região em que a variável deve ser colocada
near - região de acesso mais rápido
far - região de acesso normal

Linguagem C
Modicador de persistência

Linguagem C
A persistência de uma variável pode ser assegurada com o modicador
static
Padronizada pela ISO C(99)
Garante que não haverá perda de informação na variável
Uma região de memória é reservada apenas para a variável em questão
1 // c r i a um c o n t a d o r p e r s i s t e n t e que é
2 // i n c r e m e n t a d o a ca d a chamada de f u n ç ã o
3 i n t ContadorPersistente ( i n t reseta ) {
4 char variavel_persistente ;
5 i f ( reseta ) { variavel_persistente = 0 ; }
6 else { return ( variavel_persistente++) ; }
7 return −1;
8 }

Linguagem C
1 // c r i a um c o n t a d o r p e r s i s t e n t e que é
2 // i n c r e m e n t a d o a ca d a chamada de f u n ç ã o
3 i n t ContadorPersistente ( i n t reseta )
4 {
5 s t a t i c char variavel_persistente ;
6 i f ( reseta )
7 {
8 variavel_persistente = 0 ;
9 }
10 else
11 {
12 return ( variavel_persistente++) ;
13 }
14 return −1;
15 }

Linguagem C
Operações Aritiméticas

Linguagem C
2 {
3 char var8 ;
4 i n t var16 ;
5 long i n t var32 ;
6 f l o a t pont16 ;
7 double pont32 ;
8 var8 = var8 + var16 ; // 1
9 var8 = var8 + var8 ; // 2
10 var16 = var8 * var8 ; // 3
11 var32 = var32 / var16 ; // 4
12 var32 = pont32 * var32 ; // 5
13 pont16 = var8 / var16 ; // 6
14 pont16 = pont32 * var32 ; // 7
15 pont16 = 40 / 8 0 ; // 8
16 }

Linguagem C
Função main()
Função main()

Linguagem C
Função main()
0x58 Testa A
0x57 30
0x56 A recebe
0x55 Limpa A
0x59 ...
0x8D Porta B
0x8C Salva em
0x8B 50
0x8A A recebe
0x8E ...
0x03 0x55
0x02 Pulo
0x01 0x8A
0x04 ...
0x00 Pulo
Endereço Instrução

Linguagem C
Função main()
O como indicar o ponto de início de um programa depende do
compilador.
Geralmente apenas a criação da função main já é suciente para o
compilador
O linker aloca a função main() em algum lugar disponível na memória
O linker atualiza o vetor de reset colocando um pulo para a função
main
2 {
3 // a q u i e n t r a o c ó d i g o do programa
4 }

Linguagem C
Função main()
Atenção!
Para sistemas embarcados a função main é a primeira a ser executada,
portanto não pode receber parâmetro nenhum. Como ela é a ultima a ser
executada, também não existe a possibilidade de retornar algum valor.
Deve ser declarada como:
2 {
3 // I n s i r a o c ó d i g o a q u i .
4 }

Linguagem C
Função main()
Geralmente os sistemas embarcados são feitos para serem
continuamente executados
As rotinas devem ser cíclicas
O sistema só para quando desligado
Atenção!
Nesta situação utiliza-se loops innitos.

Linguagem C
Função main()
2{
3 for ( ; ; )
4 {
5 // a q u i e n t r a o
6 // c ó d i g o p r i n c i p a l
7 }
8}
2{
3 while ( 1 )
4 {
5 // a q u i e n t r a o
6 // c ó d i g o p r i n c i p a l
7 }
8}

Linguagem C
Rotinas de Tempo
Rotinas de Tempo

Linguagem C
Rotinas de Tempo
É muito comum necessitar que o microcontrolador que um tempo sem
fazer nada. Uma maneira de atingir esse objetivo é utilizar um laço for.
1 unsigned char i ;
2 for ( i=0; i 1 0 ; i++) ;
Atenção!
Notar que não estamos utilizando os colchetes.

Linguagem C
Rotinas de Tempo
1 // c ó d i g o em a s s e m b l e r e q u i v a l e n t e do : f o r ( i =0; i 10; i ++) ;
2 MOVF r0x00 , W // i n i c i a l i z a W com 0 ←
( 1 c i c l o )
3 SUBLW 0 x0a // c o l o c a o v a l o r 10 ( 0 x0a ) no r e g i s t r o W ←
( 1 c i c l o )
4 MOVWF r0x00 //muda o v a l o r de W p a r a F ←
( 1 c i c l o )
5 _00107_DS_ :
6 DECFSZ r0x00 , F // d e c r e m e n t a F , s e F0 e x e c u t a o p r ó x i m o ←
( 1 c i c l o )
7 BRA _00107_DS_ // p u l a p a r a o l u g a r _00107_DS_ ←
( 2 c i c l o s )

Linguagem C
Rotinas de Tempo
São gastos 3 passos para inicialização, cada um de 1 ciclo.
Cada iteração gasta 2 passos, um de 1 ciclo e um de 2 ciclos
Para um PIC a 8 MHz cada ciclo gasta 0,5 us
Se desejamos um tempo de x segundos são necessárias 2 ∗ 109
∗ x
instruções.

Linguagem C
Rotinas de Tempo
1 unsigned char i , j , l ;
2 for ( i=0; i 3 4 ; i++) // 3+34*(30 ,003+3) = 1 , 0 2 0 , 2 0 7 i n s t r u ç õ e s
3 {
4 for ( j=0; j 1 0 0 ; j++) // 3+100*(297 + 3 ) = 3 0 , 0 0 3 i n s t r u ç õ e s
5 {
6 for ( k=0; k 9 8 ; k++) ; // 3+98*(3) = 297 i n s t r u ç õ e s
7 }
8 }

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