程式語言 C 與硬體的特性 -- 此說明以STM8S為例

jojoling

大家好，

此篇文章是描述 C language 在硬體設計上最另人不懂的東西，且又容易搞混的。
這篇例子的由來，是因為最近 antlu 大一直在搞不定那顆溫溼度計而把我的 STM8S mini 開發模組拿了出來。

先放個完整的程式包上來，因為內含 ST 的 Standard peripherals firmware library 所以大了一點點~
因為要確保完整的路徑，所以在第一版就放上了，以後如有放第2版後就不再加入，那時需自行上 ST 網站上抓。

STM8.part01.rar (1.86 MB)

2014-12-12 04:09 AM 上傳

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STM8.part07.rar (32.54 KB)

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此篇就不討論一些基本 ST 公司的開發工具了~
此包程式全帽為：



紅色框裏為利用 ST 公司出的 Standard peripherals library 檔案所建入的 lib 專案，此 lib 專案是為了產生
lib_stm8sxxx.lib 給實際上的專案使用。



此demo是需要安裝 COSMIC C compiler 32k 限制版，因為 8k 限制版裏，裏面不包含做 lib 的標準程式，被淹掉了。



一開始，抓下去後，需要重建所有的 .lib 檔案，請選 Build->Batch build 後，將 lib_xxx 的專案都打勾後並按下 "Build" 及可完成。
注意：輸出畫面不可有紅字產生或任何的錯誤~



底下是一個名叫 test 的專案，實際上只有 main.c , hw_config.h hw_init.c 與 stm8_interrupt_vector.c~
main.c 與 stm8_interrupt_vector.c是自動產生，另2隻是此設計加入的。


底下為 hw_init.c 的設計想法~


接著為 hw_config.h , 定義為硬體描述定義。


底下為 project setting 裏需要注意的，一個是加入 cpu 的定義讓 "庫" library 能正確依照 cpu 來產生。
另一個就是 list 檔, 可產生 C 與組語的對映關系，也是一個滿重要的，此為後續說明之。
如沒有產生，請把它打開及可。



此為這個設計，開一個非 library專案所必須加入的，因為 ST 公司是用其它家做 compiler，所以就需要多些步驟來設定一下。
另其結連到我們產生出來的 .lib ，需注意要連結到正確的 .lib 喔。



此張圖，是特別加注的，是給如果需要自己產生一個新的chip用的 library而寫的。



目前此 workspace 已建立常用的 STM8S 型號為 003/005/103/105/903/207。



此為 workspace 的目錄結構~
example 為等的要介紹的例子
port 為針對特定 cpu 需要寫的~
lib 裏面為產生的所有 .lib file
project 此為所有專案的放置處
最後是 STM8S_StdPeriph_Lib 是ST 公司的Stand peripherals firmware library
多使用這些標準的"庫"，可以降低程式設計者的工作量。


因為開發工具的說明對於資料定義並沒有很詳細，所以就特別利用產生的組語來辯識實際常用的資料定義長度~
此虎可看到， list file 副檔名為 .ls
short int 為 16bits
int 為 16bits
char 為8 bits
long  為 32 bits



底下範例為如何在 c file 裏面，簡單的直接使用組合語言，此  cosmic 裏有3種格式。2與3只是定義語法不相同而以。


底下範例為 .C 與  .asm 的連結使用，此例是說明如何在 C 裏使用組語攥寫的數據。反之也是沒問題的。


底下為高階語言副程式的呼叫，實際在低階組語的表示，由此可見~第一個是透過暫存器X，其它是透過堆疊傳遞參數。


此圖為副程式如何取出傳入的資料，與如需傳回，傳回值是放在 reg(暫存器) X。


此例是說明了，如果寫的時後有正確的規範後，並將功能分割，未來移植上是很容易的。


實際上最後所產生的 .map檔，有時也是一個非常重要的數據，裏面記錄著所有產生的所有資訊~
如那些副程式，實際位於 flash 的那個位址偏移量。


hw_config.h 的特別說明~如同名稱，就是與專案的硬體有關。


port 底下的例子，此為專為 STM8S設計的 delay() 功能，所以我們只需另外為 AVR or STM32 設計一個 delay() 功能，
系統其它的地方就可以正確的使用 delay()相關功能。


底下為 delay() 功能的實際量測~程式為 20uS 與實際的量測 19.87us



設定為內部 RC 振盪，1Khz (1000ms), 實際量測  999.4ms



設定為外部 XTAL 振盪，1Khz (1000ms), 實際量測  999.9ms



此 delay() 內可設定為 polling(輪詢) 或 interrupt(中斷)~
初使設定為輪詢及可~不需用中斷的方法。


另外，這次忘了介紹一個很特別的東西：volatile
有機會再介紹吧~不然就自己 google一下


報告完畢~

PS: 此次玩耍 STM8S 應還會最少發另一或兩篇文章，敬請期待，也是另類的分析研究報告。

n_167|


補充內容 (2014-12-12 11:00 AM):
圖上有字打錯 .h 檔為 header file~圖上誤植 hader file

scottwang

你要發了啦 ... 4004  
我好像還沒看過Wish大在加分欄動手過,他竟然幫你加分,還頒發貢獻獎 ...

jojoling

scottwang 發表於 2014-12-12 01:56 PM
你要發了啦 ... 4004  
我好像還沒看過Wish大在加分欄動手過,他竟然幫你加分,還頒發貢獻獎 ...  ...

報告scottwang大~

那只是論壇啟用新的機制取代以前的機制而以~
你寫一篇高壓power來看看，也會有的。~

scottwang

jojoling 發表於 2014-12-12 03:32 PM
報告scottwang大~

那只是論壇啟用新的機制取代以前的機制而以~

喔,好啊,然後你就準備多養3個人 ...
因為發了帖之後,可能就要吃穿靠你了 ... n_060|

antlu

jojoling大:
    STM8已經摸了半年的以上,看了還是灰颯颯,有些懂但是大部分不太懂...資質魯鈍!!

jojoling

antlu 發表於 2014-12-14 01:02 AM
jojoling大:
    STM8已經摸了半年的以上,看了還是灰颯颯,有些懂但是大部分不太懂...資質魯鈍!! ...

報告 antlu大,

這篇文章，裏面有幾個主題：
1. C 與低階語由實際的運作，為什麼大家說 C 能吃高又吃低的。並列出真實情況上，
程式設計師用C 在低階開發展品時，所會碰到的問題，來自於不了解這中間的連結與溝通。
2.多平台的支援是如何達成的。
3.如何善用 C 與 組語的優點，同時間存在。

這些都應該算是系統規畫的問題吧。