1 用预处理指令 define 声明一个常数 用以表明 1 年中有多少秒 忽略闰年问题 define SECONDS PER YEAR 60 60 24 365 UL 2 写一个 标准 宏 MIN 这个宏输入两个参数并返回较小的一个 define MIN A B A B A B 3 预处理器标识 error 的目的是什么 如果你不知道答案 请看参考文献 1 这问题对区分一个正常的伙计和一个书呆子是很有用的 只有书呆 子才会读 C 语言课本的附录去找出象这种问题的答案 当然如果你不是在找一个书呆子 那么应试者最 好希望自己不要知道答案 死循环 Infinite loops 4 嵌入式系统中经常要用到无限循环 你怎么样用 C 编写死循环呢 while 1 5 用变量 a 给出下面的定义 a 一个整型数 An integer int a b 一个指向整型数的指针 A pointer to an integer int a c 一个指向指针的的指针 它指向的指针是指向一个整型数 A pointer to a pointer to an integer int a d 一个有 10 个整型数的数组 An array of 10 integers int a 10 e 一个有 10 个指针的数组 该指针是指向一个整型数的 An array of 10 pointers to integers int a 10 f 一个指向有 10 个整型数数组的指针 A pointer to an array of 10 integers int a 10 g 一个指向函数的指针 该函数有一个整型参数并返回一个整型数 A pointer to a function that takes an integer as an argument and returns an integer int a int h 一个有 10 个指针的数组 该指针指向一个函数 该函数有一个整型参数并返回一个整型数 An array of ten pointers to functions that take an integer argument and return an integer int a 10 int 6 关键字 static 的作用是什么 在 C 语言中 关键字 static 有三个明显的作用 在函数体 一个被声明为静态的变量在这一函数被调用过程中维持其值不变 在模块内 但在函数体外 一个被声明为静态的变量可以被模块内所用函数访问 但不能被模块外其它 函数访问 它是一个本地的全局变量 在模块内 一个被声明为静态的函数只可被这一模块内的其它函数调用 那就是 这个函数被限制在声 明它的模块的本地范围内使用 大多数应试者能正确回答第一部分 一部分能正确回答第二部分 同是很少的人能懂得第三部分 这是一 个应试者的严重的缺点 因为他显然不懂得本地化数据和代码范围的好处和重要性 7 关键字 const 有什么含意 去年 Dan Saks 已经在他的文章里完全概括了 const 的所有用法 因此 ESP 译者 Embedded Systems Programming 的每一位读者应该非常熟悉 const 能做什么和不能做什么 如果你从没有读 到那篇文章 只要能说出 const 意味着 只读 就可以了 尽管这个答案不是完全的答案 但我接受它作为 一个正确的答案 下面的声明都是什么意思 const int a a 是一个常整型数 int const a a 是一个常整型数 const int a a 是一个指向常整型数的指针 也就是 整型数是不可修改的 但指针可以 int const a a 是一个指向整型数的常指针 也就是说 指针指向的整型数是可以修改的 但指针是不可修 改的 int const a const a 是一个指向常整型数的常指针 也就是说 指针指向的整型数是不可修改的 同时指 针也是不可修改的 关键字 const 的作用是为给读你代码的人传达非常有用的信息 实际上 声明一个参数为常量是为了告诉 了用户这个参数的应用目的 如果你曾花很多时间清理其它人留下的垃圾 你就会很快学会感谢这点多余 的信息 通过给优化器一些附加的信息 使用关键字 const 也许能产生更紧凑的代码 合理地使用关键字 const 可以使编译器很自然地保护那些不希望被改变的参数 防止其被无意的代码修改 简而言之 这样可以减少 bug 的出现 8 关键字 volatile 有什么含意 并给出三个不同的例子 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 下面是 volatile 变量的几个例子 1 并行设备的硬件寄存器 如 状态寄存器 2 一个中断服务子程序中会访问到的非自动变量 Non automatic variables 3 多线程应用中被几个任务共享的变量 一个参数既可以是 const 还可以是 volatile 吗 解释为什么 一个指针可以是 volatile 吗 解释为什么 下面的函数有什么错误 int square volatile int ptr return ptr ptr 下面是答案 是的 一个例子是只读的状态寄存器 它是 volatile 因为它可能被意想不到地改变 它是 const 因为程序 不应该试图去修改它 是的 尽管这并不很常见 一个例子是当一个中服务子程序修该一个指向一个 buffer 的指针时 这段代码有点变态 这段代码的目的是用来返指针 ptr 指向值的平方 但是 由于 ptr 指向一个 volatile 型参数 编译器将产生类似下面的代码 int square volatile int ptr int a b a ptr b ptr return a b 由于 ptr 的值可能被意想不到地该变 因此 a 和 b 可能是不同的 结果 这段代码可能返不是你所期望的 平方值 正确的代码如下 long square volatile int ptr int a a ptr return a a 位操作 Bit manipulation 9 嵌入式系统总是要用户对变量或寄存器进行位操作 给定一个整型变量 a 写两段代码 第一个设置 a 的 bit 3 第二个清除 a 的 bit 3 在以上两个操作中 要保持其它位不变 define BIT3 0 x1 6 puts 6 puts 6 原因是当表达式中存在有符号类型和无符号类型时所有的 操作数都自动转换为无符号类型 因此 20 变成了一个非常大的正整数 所以该表达式计算出的结果大于 6 这一点对于应当频繁用到无符号数据 类型的嵌入式系统来说是丰常重要的 如果你答错了这个问题 你也就到了得不到这份工作的边缘 13 评价下面的代码片断 unsigned int zero 0 unsigned int compzero 0 xFFFF 1 s complement of zero 对于一个 int 型不是 16 位的处理器为说 上面的代码是不正确的 应编写如下 unsigned int compzero 0 动态内存分配 Dynamic memory allocation 14 尽管不像非嵌入式计算机那么常见 嵌入式系统还是有从堆 heap 中动态分配内存的过程的 那么 嵌入式系统中 动态分配内存可能发生的问题是什么 这里 我期望应试者能提到内存碎片 碎片收集的问题 变量的持行时间等等 这个主题已经在 ESP 杂 志中被广泛地讨论过了 主要是 P J Plauger 他的解释远远超过我这里能提到的任何解释 所有回过头看 一下这些杂志吧 让应试者进入一种虚假的安全感觉后 我拿出这么一个小节目 下面的代码片段的输出是什么 为什么 char ptr if ptr char malloc 0 NULL else puts Got a null pointer puts Got a valid pointer 该代码的输出是 Got a valid pointer Typedef 15 Typedef 在 C 语言中频繁用以声明一个已经存在的数据类型的同义字 也可以用预处理器做类似的事 例如 思考一下下面的例子 define dPS struct s typedef struct s tPS 以上两种情况的意图都是要定义 dPS 和 tPS 作为一个指向结构 s 指针 哪种方法更好呢 如果有的话 为什么 这是一个非常微妙的问题 任何人答对这个问题 正当的原因 是应当被恭喜的 答案是 typedef 更好 思考下面的例子 dPS p1 p2 tPS p3 p4 第一个扩展为 struct s p1 p2 上面的代码定义 p1 为一个指向结构的指 p2 为一个实际的结构 这也许不是你想要的 第二个例子正确 地定义了 p3 和 p4 两个指针 晦涩的语法 16 C 语言同意一些令人震惊的结构 下面的结构是合法的吗 如果是它做些什么 int a 5 b 7 c c a b 这个问题将做为这个测验的一个愉快的结尾 不管你相不相信 上面的例子是完全合乎语法的 问题是编 译器如何处理它 水平不高的编译作者实际上会争论这个问题 根据最处理原则 编译器应当能处理尽可 能所有合法的用法 因此 上面的代码被处理成 c a b 因此 这段代码持行后 a 6 b 7 c 12 很基础的 最开始学习的 这个 main 程序能使得端口 B 上的 0 xC3 的灯产生 0 5s 的亮灭 用 TIME0 产生 0 5s 的中断 首先预分频 1024 14 7456M 1024 14 444KHz 一个脉冲的周期为 1 14 4444k 69 44us 既是每隔 69 44us 计数器加 1 计数 定时器 0 为 8 位的 可以计数 256 个 则最大计数为 256 69 44us 17 7777ms 我们要 500ms 则要开发全局计数器 我们用 10ms 产生中断 全局计数器要 500 10 50 次后触发 LED 我们用 10ms 69 44us 144 10ms 的中断 256 144 112 为计数器的初值 所以 timecount 50 ICC AVR application builder 2006 7 13 16 11 26 Target M128 Crystal 14 7456Mhz include include unsigned int timecount 0 void port init void PORTA 0 x00 DDRA 0 x00 PORTB 0 xFF DDRB 0 xFF B 端口输出 初值为 FF PORTC 0 x00 m103 output only DDRC 0 x00 PORTD 0 x00 DDRD 0 x00 PORTE 0 x00 DDRE 0 x00 PORTF 0 x00 DDRF 0 x00 PORTG 0 x00 DDRG 0 x00 TIMER0 initialize prescale 1024 WGM Normal desired value 14 44444444KHz actual value 0 001KHz 1444544 4 void timer0 init void TCCR0 0 x00 stop ASSR 0 x00 set async mode TCNT0 0 x00 set count OCR0 0 x00 TCCR0 0 x07 start timer 预分频为 1024 pragma interrupt handler timer0 ovf isr 17 void timer0 ovf isr void TCNT0 112 reload counter value 置计数初值 112 if timecount 50 软件计数器为 50 PORTB PORTB 0 xc3 取反 timecount 0 call this routine to initialize all peripherals void init devices void stop errant interrupts until set up CLI disable all interrupts XDIV 0 x00 xtal divider XMCRA 0 x00 external memory port init timer0 init MCUCR 0 x00 EICRA 0 x00 extended ext ints EICRB 0 x00 extended ext ints EIMSK 0 x00 TIMSK 0 x00 timer interrupt sources ETIMSK 0 x00 extended timer interrupt sources SEI re enable interrupts all peripherals are now initialized void main void port init timer0 init init devices TIMSK 0 x01 asm sei while 1 利用定时器产生不同占空比的 PWM 波形输出 ICC AVR application builder 2006 7 14 16 54 48 Target M128 Crystal 14 7456Mhz include include define PWM select PINC DDRA 0 x00 PORTB 0 xFF DDRB 0 xFF PORTC 0 x03 输入 上拉电阻使能 DDRC 0 xFf PORTD 0 xFF DDRD 0 x00 PORTE 0 xFF DDRE 0 x00 PORTF 0 xFF DDRF 0 x00 PORTG 0 x1F DDRG 0 x00 TIMER1 initialisation prescale 8 WGM 0 Normal TOP 0 xFFFF desired value 1Hz actual value Out of range void timer1 init void TCCR1B 0 x00 stop TCNT1H 0 x00 INVALID SETTING setup TCNT1L 0 x00 INVALID SETTING OCR1AH 0 x00 INVALID SETTING OCR1AL 0 x00 INVALID SETTING OCR1BH 0 x00 INVALID SETTING OCR1BL 0 x00 INVALID SETTING OCR1CH 0 x00 INVALID SETTING OCR1CL 0 x00 INVALID SETTING ICR1H 0 x00 INVALID SETTING ICR1L 0 x00 INVALID SETTING TCCR1A 0 x91 8 位 PWM TCCR1B 0 x02 预分频 8 call this routine to initialise all peripherals void init devices void stop errant interrupts until set up CLI disable all interrupts XDIV 0 x00 xtal divider XMCRA 0 x00 external memory port init timer1 init MCUCR 0 x00 EICRA 0 x00 extended ext ints EICRB 0 x00 extended ext ints EIMSK 0 x00 TIMSK 0 x00 timer interrupt sources ETIMSK 0 x00 extended timer interrupt sources SEI re enable interrupts all peripherals are now initialised void main void unsigned int oldtogs storage for past walue of input unsigned int PWM select 3 port init timer1 init init devices while 1 if PWM select oldtogs oldtogs PWM select switch PWM select case 0 OCR1A 25 10 break case 1 OCR1A 51 20 break case 2 OCR1A 76 30 break case 3 OCR1A 102 40 break 使能输入捕捉功能 测量计算输入的脉冲宽度 ICC AVR application builder 2006 7 14 10 13 46 Target M128 Crystal 14 7456Mhz include include define PORT B as output for pulse width define pulse out PORTB define ICP so we can read the pin define ICP PIND4 unsigned char ov counter unsigned int rising edge falling edge unsigned long pulse clocks void port init void PORTA 0 x00 DDRA 0 x00 PORTB 0 xFF DDRB 0 xFF PORTC 0 x00 m103 output only DDRC 0 x00 PORTE 0 x00 DDRE 0 x00 PORTF 0 x00 DDRF 0 x00 PORTG 0 x00 DDRG 0 x00 TIMER0 initialize prescale 1024 WGM Normal desired value 14 44444444KHz actual value 0 001KHz 1444544 4 void timer1 init void TCCR1B 0 xc4 start timer 预分频为 64 pragma interrupt handler timer1 ovf isr 15 void timer1 ovf isr void ov counter pragma interrupt handler timer1 capt isr 13 void timer1 capt isr void if ICP rising edge ICR1 save start time for pulse TCCR1B set to trigger on falling edge next ov counter 0 else falling edge ICR1 TCCR1B 0 x40 pulse clocks unsigned long falling edge unsigned long rising edge unsigned long ov counter 0 x10000 pulse out pulse clocks 230 call this routine to initialise all peripherals void init devices void stop errant interrupts until set up CLI disable all interrupts XDIV 0 x00 xtal divider XMCRA 0 x00 external memory port init MCUCR 0 x00 EICRA 0 x00 extended ext ints EICRB 0 x00 extended ext ints EIMSK 0 x00 TIMSK 0 x00 timer interrupt sources ETIMSK 0 x00 extended timer interrupt sources SEI re enable interrupts all peripherals are now initialised void main void port init init devices timer1 init TIMSK 0 x24 SEI while 1 break 和 continue 的区别 求数组中正数的和 for i 0 i 10 i if a i LIMIT break n break 和 if 语句一起用 当条件满足时候 for 循环终止 他终止整个循环 用在 switch 语句中只是结束 swith 语句 不影响循环 n 31 排序 每次从数组中找出最小的数据 与第一位调换 然后在找出最小的数据 与第二位调换 for i 0 i 9 i r i for j i 1 j 10 j if a j a r r j if r i temp a i a i a r a r temp 求数组中的最大值 int max int x int n x 是指向数组的指针 n 是数组个数 int p m m x for p x 1 pm m p return m 两数交换 void swap int x int y int temp temp x x y y temp temp 0 交换了形式参数 x y 的值 a b 的值交换 指针 返回字符串的长度 指针实现 int str len char s char p p s p 指向数组的首地址 s 的位置不变 while p 0 while p p return p s m128 晶振 14 7456 标准延时子程序 延时子程序 毫秒 void delay ms unsigned int t unsigned int i 0 for i 0 i 0 7VDD Vil 0 9VDD Vol 2 0v Vil 2 4v Vol 0 4v 11 如何解决亚稳态 亚稳态是指触发器无法在某个规定时间段内达到一个可确认的状态 当一个触发器进入亚 稳态时 既无 法预测 该单元的输出电平 也无法预测何时输出才能稳定在某个正确的电平 上 在这个稳定期间 触发器输出 一些中 间级电平 或者可能处于振荡状态 并且这种无用的输出电平可以沿信号通道上的各个触发器级联式传播 下去 12 IC 设计中同步复位与 异步复位的区别 同步复位可靠性较高 对毛刺有免疫能力 但所用的资源比较多 异步复位因是电平敏感的 会因为复位 信号 上的毛刺导致误动作 但消耗资源较少 不过 目前全局复位一般使用异步复位 同步复位就是指复位信号只有在时钟上升沿到来时 才能有效 否则 无法完成对系统的复位工作 异步复位 它是指无论时钟沿是否到来 只要复位信号有效 就对系统进行复位 二 各自的优缺点 1 总的来说 同步复位的优点大概有 3 条 a 有利于仿真器的仿真 b 可以使所设计的系统成为 100 的同步时序电路 这便大大有利于时序分析 而且综合出来的 fmax 一 般较高 c 因为他只有在时钟有效电平到来时才有效 所以可以滤除高于时钟频率的毛刺 他的缺点主要有以下几条 a 复位信号的有效时长必须大于时钟周期 才能真正被系统识别并完成复位任务 同时还要考虑 诸 如 clk skew 组合逻辑路径延时 复位延时等因素 b 由于大多数的逻辑器件的目标库内的 DFF 都只有异步复位端口 所以 倘若采用同步复位的话 综 合器 就会在寄存器的数据输入端口插入组合逻辑 这样就会耗费较多的逻辑资源 2 对于异步复位来说 他的优点也有三条 都是相对应的 a 大多数目标器件库的 dff 都有异步复位端口 因此采用异步复位可以节省资源 b 设计相对简单 c 异步复位信号识别方便 而且可以很方便的使用 FPGA 的全局复位端口 GSR 缺点 a 在复位信号释放 release 的时候容易出现问题 具体就是说 倘若复位释放时恰恰在时钟有效沿附近 就很容易使寄存器输出出现亚稳态 从而导致亚稳态 b 复位信号容易受到毛刺的影响 三 总结 一般都推荐使用异步复位 同步释放的方式 而且复位信号低电平有效 这样就可以两全其美了 此程序利用定时器 3 在 OC3B 引脚上产生一个 320HZ 的正弦波电压 ICC AVR application builder 2006 8 4 11 06 22 Target M128 Crystal 14 7456Mhz include include include define U8 unsigned char define U16 unsigned int define U32 unsigned long define I8 signed char define I16 signed int define I32 signed long define F32 float 变量 I16 SinTable 36 0 正弦表 用于小数乘法 I16 CosTable 36 0 余弦表 用于小数乘法 I16 PWMTable 36 0 PWM 波形表 U16 FrqCnt 0 分频计数 U16 PWMCnt 0 PWM 计数 U16 DFTCnt 0 DFT 计数 U16 TestPointCnt 0 测试点数计数 I32 au1 0 bu1 0 au2 0 bu2 0 测试矢量 U16 PointNum 36 每周波点数 U16 WaveNum 32 周波数 U16 TestNum 36 32 总测试点数 define PointNum 36 PWM 点数 端口初始化 void port init void PORTA 0 xFF DDRA 0 x00 PORTB 0 xFF DDRB 0 x43 CAN RST SCK CAN CS OUT PORTC 0 xFF m103 output only DDRC 0 x00 PORTD 0 xFF DDRD 0 x00 PORTE 0 xE4 DDRE 0 x10 BIT4 OC3B OUT 0 BIT2 CAN INT IN 1 PORTF 0 xFC DDRF 0 x00 ADC0 ADC1 IN 高阻态 PORTG 0 x18 DDRG 0 x18 BIT4 BIT3 LED OUT 1 BIT2 ALE BIT1 RD BIT0 WR ADC initialisation Conversion time 56uS void adc init void ADCSRA 0 x00 disable adc ADMUX 0 xc0 2 56V 片内基准电压 转换结果右对齐 精度 10 位 模拟通道 0 ACSR 0 x80 ADCSRA 0 x81 ADEN ADSC 0 ADFR 0 ADIF 0 ADIE 0 CLOCK 2 停止连续转换 定时器 3 初始化 TIMER3 initialisation prescale 8 WGM 10 PWM phz correct TOP ICRn OCRn 更新时刻 bottom desired value 23040Hz actual value 23040 00Hz 0 0 void timer3 init void TCCR3B 0 x00 stop TCNT3H 0 xFE setup TCNT3L 0 xC0 OCR3AH 0 x01 OCR3AL 0 x40 OCR3BH 0 x01 OCR3BL 0 x40 OCR3CH 0 x01 OCR3CL 0 x40 ICR3H 0 x01 top 320 ICR3L 0 x40 升序计数时 比较匹配清零 降序计数时置位 OC3B TCCR3A 0 x20 1000 相位 频率校正 PWM OC3B 输出 预分频 1 TCCR3B 0 x11 ETIMSK 0 x04 使能 T3 溢出中断 pragma interrupt handler timer3 ovf isr 30 void timer3 ovf isr void 正弦波频率 320Hz unsigned long int j unsigned long int i TIMER3 has overflowed static I16 AD0 static I16 AD1 if FrqCnt 2 FrqCnt 0 SEI OCR3BH PWMTable PWMCnt 8 reload counter high value OCR3BL PWMTable PWMCnt reload counter low value if PWMCnt PointNum PWMCnt 0 if ADCSRA ADCH 256 ADCL 取值 ADMUX 0 xc1 2 56V 片内基准电压 转换结果右对齐 精度 10 位 模拟通道 1 ADCSRA 1 ADEN ADEN ADSC CLOCK 64 单次转换 ADCSRA 1 ADSC if ADCSRA ADCH 256 ADCL 取值 ADMUX 0 xc0 ADCSRA 1 ADEN ADCSRA 1 ADSC call this routine to initialise all peripherals void init devices void stop errant interrupts until set up CLI disable all interrupts XDIV 0 x00 xtal divider XMCRA 0 x00 external memory port init adc init timer3 init MCUCR 0 x00 EICRA 0 x00 extended ext ints EICRB 0 x00 extended ext ints EIMSK 0 x00 TIMSK 0 x00 timer interrupt sources ETIMSK 0 x04 extended timer interrupt sources SEI re enable interrupts all peripherals are now initialised 延时子程序 毫秒 void delay ms unsigned int t unsigned int i 0 for i 0 i t i delay 982 WDR 延时子程序 微秒 void delay unsigned int t asm push r24 asm in r24 0 x3f asm push r24 asm push r25 asm clr r24 asm clr r25 asm loopu nop asm nop asm nop asm nop asm nop asm nop asm nop asm nop asm nop asm subi r24 1 asm sbci r25 1 asm cp r24 t asm cpc r25 r17 asm brlo loopu asm pop r25 asm pop r24 asm out 0 x3f r24 asm pop r24 void main void unsigned long int i unsigned long int j init devices timer3 init ETIMSK 0 x04 ADCSRA 1 ADIF ADCSRA BIT ADSC SEI ADMUX 0 xc0 ADCSRA BIT ADSC PORTG 0X00 while 1 for i 0 i PointNum i PWMTable i 160 90 sin 2 3 14159 i PointNum TCCR3B 0 x11 一些小知识 供初学者参考 位操作 1 DDRB3 1 DDRB 1 3 DDRB BIT 3 DDRB BIT DDB3 是等同的 2 PORTA PORTA 为了节约空间 用常量字符形数组将字符串放在 rom 中 unsigned char c volatile unsigned char 0 x5f 在数据内存中一个直接地址可以通过加指针类型符号直接 访问 sreg 的地址是 5f 这样可以访问 sreg volatile unsigned char 0 x5f 0 x80 同上 访问 0 x20 0 x5f 地址 4 EECR 1 EEMWE while EECR 置位 WDCE WDE PORTB 1 PB7 1 PB5 1 PB4 1 PB2 DDRB 1 DDB7 1 DDB5 1 DDB4 1 DDB2 PORTA BIT PA7 PORTA 0X80 PORTA 0X80 翻转位 7 5 置位数据寄存器的第 7 位 char a a 1 7 或者 a BIT 7 6 在 macros h 中 定义了常用的位操作宏定义 define WDR asm wdr define SEI asm sei define CLI asm cli define NOP asm nop define WDR asm wdr define SEI asm sei define CLI asm cli define NOP asm nop 6 define pi 3 1415926 define LEAP YEAR year 4 0 pi a b a b 7 条件编译 ifdef KEY else endif 用 0b指定二进制 define U8 unsigned char define U16 unsigned int define U32 unsigned long define I8 signed char define I16 signed int define I32 signed long define F32 float

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