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1、嵌入式系统开发中C语言编程软件的运用,计算机应用技术论文内容摘要：研究了C语言编程软件在嵌入式系统中开发中的实现途径,根据分层设计的原则,完成了功能模块划分。对系统软件的编程思路进行了具体阐述,介绍了软件开发经过中的程序框架、模块重用等设计经过的实现方式方法,结合C语言编程使用的函数表示出功能,提高了C语言的灵敏性,同时知足了软件开发工程化的需求,为在嵌入式系统开发中使用C语言提供参考。 本文关键词语：嵌入式系统; C语言编程; 程序软件; 分层技术; Design and Research of C Language Programming Software Based on Embedde
2、d System XU Yulian College Information Technology Branch, Xinjiang Agricultural Vocational Technical College Abstract：This paper mainly studies the realization path of C language programming in embedded system development process. According to the principle of layered design, it completes the divisi
3、on of functional modules, elaborates the programming ideas of system software, introduces the programming framework and module reuse in the process of software development. The present method combines the functions of expression function in programming by C language, improves the flexibility of C la
4、nguage, and meets the requirements of software development and engineering. It provides a reference for using C language in embedded system development. 0 引言 随着计算机程序复杂化程度逐步提高,对系统软件更新速度的需求逐步提升,C语言兼具高初级语言特性,支持对硬件的直接操作,在普遍应用的嵌入式软件开发经过中使用较多的便是C语言,在提高灵敏性的同时易增加复杂代码管理和维护的难度,在特定硬件平台上建立的嵌入式系统编程需解决复杂的硬件操作问题,并
5、实现应用层次上的通用性,需采用良好的软件框架完成软件开发经过,提高程序代码的重用性、拓展性,实现工程化管理,提高软件系统的开发和维护效率。 1 嵌入式系统开发的分层架构 分层技术可将复杂问题转化成详细的应用功能,随着嵌入式系统应用越来越复杂,对嵌入式系统采用分层技术进行设计,可使软件开发效率得以有效提升。 1.1 分层原则 为实现复杂的软件系统功能,需有效分解开发需求,将软件根据概念层次、功能等的不同划分为相应的软件模块,在这里基础上确定不同模块间的关系。对软件逻辑架构进行分层时需遵循的原则为:兼顾功能颗粒度和可重用性,各层针对不同的问题能够提供相应的解决方案,上层应用能够从下层获取相应支撑,
6、以监测环境温度功能为例,根据概念的不同将其划分为采集层、处理层、显示层等,确保整体功能递进实现;最大程度降低层与层间的相关性,避免某一层出现问题后对软件系统的整体性能产生影响,如显示层没有处理或修改温度数据的权限,使处理层的逻辑实现愈加独立快速;确保软件功能的高内聚、低耦合,进行各层内部模块划分时需根据任务分解、功能优化、重用程度完成1。 1.2 分层设计方式方法 遵循最优模块化的设计思路,具体设计系统逻辑架构,针对嵌入式应用软硬层次比拟明显等特点,对软件功能模块进行梳理和划分:梳理嵌入式系统应用需求(采取自顶向下的方式方法),逻辑功能抽象化处理后得到明确的概念层次,在这里基础上转化为软件层次
7、,属于渐进经过,以电子罗盘开发为例,为了确定详细的方向,首先需对方位数据进行准确采集,通过传感器数据的采集(包含x、y、z轴)实现方位数据的转换,最后在显示屏上显示输出,整个经过的逻辑层次可划分为硬件访问、硬件驱动、数据采集及处理、页面显示等;抽象处理硬件功能,细化应用开发所需硬件操作原语(采取自底向上方式),开发嵌入式系统时相应专用功能的实现大多通过软件驱动底层硬件完成,为了简化系统开发经过,提高程序代码的复用性,对硬件功能进行封装处理,降低硬件的相关性,以传感器采集数据为例,开发时分为硬件驱动和功能拓展两个层次,降低了系统的耦合性;对于邻层间的调用关系和信息交互的检验则需逐层检测(结合使用
8、自顶向下和自底向上方式),通过合并整合各层的功能,尽量实现最优模块化2。 1.3 分层技术的应用 在面向对象对嵌入式系统进行 去中心化 设计的基础上,可将系统逻辑架构区分为:应用管理层(负责界面交互的实现及调度业务逻辑等)、算法协议层(负责协议解析、文件及数据库管理等)、功能拓展层、硬件驱动层(实现与硬件的无关性),为降低业务应用的耦合性,提高软件功能模块的开发效率,实现功能在使用同类或类似技术时,通过聚合处理降低模型算法及硬件操作间的耦合性,多个应用逻辑可由一个成熟的模型算法实现,进而使功能在分析设计经过中愈加清楚明晰明确,所构建的应用程序的构造具备较高的灵敏性、可重用性和拓展性,能够适应不
9、同的硬件环境。 2 基于C语言的系统软件设计 为提高项目开发效率,基于C语言的嵌入式系统需灵敏运用C语言的编程形式,提高代码编写质量及维护效率。 2.1 代码管理 C语言的优势在于其使用的灵敏性,但易出现文件组织混乱、降低代码可阅读性等问题,可根据上述系统逻辑架构设计(C语言不提供软件框架管理)完成工程文件管理原则的构建,进而使代码文件的开发和管理能力得以有效提升,代码管理主要牵涉到两部分:文件目录管理,文件目录的组织同样需根据分层原则,遵循统一规范对各文件命名,在根目录存放主程序、全局变量文件,在Apfunc中存放应用管理层文件,在Modelfunc中存放算法协议层,在Hardext中存放功
10、能拓展层,在Hardopt中存放硬件驱动层文件,可通过建立Comfuc文件夹用来存放牵涉到的第三方通用函数库,利用分层模型的优势完成开发经过,不同文件夹可并行开发工作,知足工程化管理需求;功能模块管理,最大程度降低全局变量的使用量,通过函数参数实现数据的传递,以实现模块化设计的高内聚性,聚合一样或类似的业务应用功能、硬件操作功能,使其能够在同一文件内实现3。 2.2 面向对象设计 充分运用C语言的构造类型和函数指针,实现类似面向对象的重要特性。 对象属性的继承可通过构造嵌套实现,以罗盘对象参数继承为例4。 利用函数指针可封装对象属性和对象实现,罗盘基类封装如下: 2.3 模块重用设计 通过函数
11、模块实现重用功能,函数定义实现方式:宏定义,宏是类型无关,降低额外开销;函数,作为可重复使用的代码,函数能够独立实现某功能。通过使用角速度传感器制作电子罗盘,函数的调用关系描绘叙述如下5。 当下方位的实时显示在LCD显示屏上完成,可对功能模块(算法协议层、功能拓展层、硬件驱动层)进行复用, 通过罗盘角度函数(位于算法模型层)的调用获取angle,通过画线函数(位于功能拓展层)的调用获取画指针函数,应用管理层示例代码为:unit draw_ compass (unit angle, unit pcolor) 通过计算将传感器获取数据(xyz值)转换为指针角度,以确定罗盘指针方位,算法模型层示例代
12、码为:uint cac_ compass (unit x, unit y, unitz ); 功能拓展层的画线、调用画点函数示例代码为:uint lcd_ line (unit x 1, unit y1, unit x2, unit y2, uint pcolor); 硬件驱动层驱动LID进行画点的示例代码为:uint lcd_pixel(unit x, unit y, unint pcolor)。 3 系统语言的使用函数表示出 C语言牵涉到较多的含有参数和函数的表示出式,在程序研究中关于main函数的变化较为关键,在main可编辑函数中的参数的含义及个数由agent表示,分析判定作为指导性参
13、数值的agent能够获取函数相关的即时数组信息。操作系统的函数变化决定着函数的配置启动,因而对其初始变化值要求较为严格,需先进行函数的归零处理,通过不同数值的参数的提取(在各函数变换模块中)使计算机程序进入有效运行状态,main语言在程序进入预定设计轨道后能够对程序的下一步运行进行自动控制(即嵌入式的系统形式),在嵌入经过中通过穿插比对实现相关参数原有数据值的保存,自动地删除无用的数据,并修改运行错误和编辑错位,在嵌入交汇经过中系统自动甄别所出现的语言混乱情况,重新拟定新main函数获取相应的函数编辑式,若仍无法完成重新定义则自动划分函数为初始程序处理,进而确保函数间的有效串接,使系统程序能较
14、好的适应新的语言环境6。 4 总结 本文主要研究了C语言编程软件在嵌入式系统中开发经过的实现途径,根据分层设计的原则,完成了功能模块划分,对系统软件的编程思路进行了具体阐述,介绍了软件开发经过中的程序框架、模块重用等设计经过的实现方式方法,结合C语言编程使用的函数表示出功能,提高了C语言的灵敏性,同时知足了软件开发工程化的需求,为在嵌入式系统开发中使用C语言提供参考。 以下为参考文献 1 张智慧.多层模型在嵌入式软件开发中的应用研究J.计算机时代,2021(4):17-20. 2 周海伟.C语言软件设计中的主要问题分析与阐述.信息系统工程,2021(6):19-20. 3 郭潇濛,王崑声.面向对象系统工程方式方法改良探寻求索J.科学决策,2021(6):73-94. 4 Karl Trygve Kalleberg.Fusing a Transformation Language with an Open CompilerJ .Electronic Notes in Theoretical Computer Science,2008(2):21-36. 5 王慧蓉.从经典案例看C语言和Maple的编程异同J.长治学院学报,2021(2):33-35. 6 林越,王翠珍.浅谈面向对象开发思想与软件设计架构分析J.信息通信,2021(3):152-154.