原课程链接：嵌入式开发系统学习路线从基础到项目精品教程单片机工程师必备课程物联网开发 c语言 2022追更

前言

在学习过程中，老师提到了一个很重要的思想：主要从学习嵌入式的角度学习各项技能。比如c语言，语法有很多，但是其中可能有的在嵌入式开发中并不常用。如果是抱着高中备考的态度去学，搞懂每一个知识点，会浪费大量的精力。而且适用相关方面有基础的人。因此，如果读者把其中某一部分拿出来单独学习（比如为了学习c语言而学习C语言章节）并不合适。

像以往一样，我只是整理了供自己学习的学习笔记，希望读者多多支持原作者~ 也希望我的理解对你有帮助。

C 语言开发基础

本章节主要学习与嵌入式开发相关的 C语言基础知识。最终成果期望能做出 Zlog 的日志框架和 google test 的自测框架。

基本数据类型

char short int。

unsigned char: 0x00~0xff

unsigned short: 0x0000~0xffff

unsigned int: 0x00~0xffff ffff.

要熟悉一些类型的转换。

应用：比如Unix时间戳，可以转换为8位的16进制数（如：AAAA AAAA）。服务器可能发送一个一维长度为4的 unsigned char 数组给我们，我们要通过移位运算合并。

unsigned char time_stamp_arr[4]=[0XAA,0XAA,0XAA,0XAA];
unsigned int time_stamp=(((((time_stamp_arr[0]<<8)|time_stamp_arr[1])<<8)|time_stamp[2])<<8)|time_stamp[3];

判断

判断当然非常常用。点灯可能就用的到判断。

主要就是 if 和 switch 的语法。多判断当然更推荐 switch。

循环

遍历当然用途也很广。比如一直循环查看有无新订单。

for 和 while 的语法。

static

首先，static 可以限制作用域。被 static 限制的函数不能被其他文件使用。除非这个函数在同一个文件中被非 static 的函数引用了，然后别的文件引用那个非 static 的函数来间接引用这个函数。

vscode 怎么运行多个源代码文件？比如要运行 Main.c，Main.c 中引用了 PrintMessage.c 中的内容，就可以输入gcc Main.c PrintMessage.c -o Main来链接多个源代码文件并生成可执行文件Main.exe. 注意这里没有 -c，-c 后跟多个文件会报错。

然后进行本例的测试。我在 PrintMessage.c 中这样写：

#include<stdio.h>
#include"PrintMessage.h"
void printMessage(){printMessage1();
}static void printMessage1(){printf("hello world");
}

在 PrintMessage.h 中这样声明：

#ifndef _PRINTMESSAGE_H
#define _PRINTMESSAGE_H
#include<stdio.h>
void printMessage();
void printMessage1();
#endif

注意这里如果 printMessage1() 声明也是 static 类型，Main 就会报错直接找不到这个函数。如果 .h 声明中没有 static 关键字，Main 会正常提示：这个函数是 static 的，你别的文件用不了。但是通过 printMessage() 间接调用 printMessage1() 是可以的。

static 还可以声明变量，被 static 修饰的变量指挥被定义一次，下次访问时仍然继承上次的值。比如我们要统计一台坏掉的打印机被访问了几次：

void printMessage(){static int i=0;printf("i=%d\n",i++);
}

当这个函数被 Main.c 访问5次，输出并不是00000每次重新定义，而是01234值一直继承。

define typedef

就是同内容替换。比如区分测试和发布版本，或者开启关闭日志功能可能有用。

比如：

#define LOG_OPEN 1//这一句没有被注释，才能输出当前版本信息。注释掉了就说明关闭日志了，不会开启选择结构
#define VERSION_PRE 1
//#define VERSION_POST 1
//#define VERSION GLOD 1#ifdef LOG_OPEN#ifdef VERSION_PRE printf("This is a pre version!\n");
#ifdef VERSION_POST printf("This is a post version!\n");
#elif VERSION_GLOD//正式版printf("This is a glod version!\n");
#endif

通过这种方式首先选择开启还是关闭日志。如果开启，区分是测试版，发布版还是正式版，并执行相应的代码。发布的时候我们就可以直接修改 define 发布。

define 和 typedef 的区别：define 就直接在原文中替换了，typedef 是别名的意思。比如：

#define PCHAR1 char *
PCHAR1 c1,c2;//相当于：char *c1, c2; 实际上 c1 是指针，c2 是 char 类型。typedef char * PCHAR2
PCHAR2 c3,c4;//相当于：char *c1;char *c2;

typedef 常用于类型定义，比如比较经典的单片机定义：unsigned char => u8, unsigned short => u16, unsigned int =>u32。

enum

比如我们要确认当前网络连接状态，可能有四种：初始化，连接中，连接成功，连接失败。我们可以给这四种状态定义值=1 2 3 4。

int net_status=2;
switch(net_status){case 1:printf("NETWORK INITING");break;case 2:printf("NETWORK CONNECTING");break;case 3:printf("NETWORK CONNECT SUCCESS");break;case 4:printf("NETWORK CONNECT FAIL");break;default:printf("ERROR OCCURRED!\n");break;
}

1 2 3 4 挺难理解的。我们就可以用上刚刚学到的 #define，赋予 1 2 3 4 意义。

#define NET_CONNECT_INIT 1
#define NET_CONNECT_ING 2
#define NET_CONNECT_SUCCESS 3
#define NET_CONNECT_FAIL 4
int net_status=NET_CONNECT_ING;
switch(net_status){case NET_CONNECT_INIT:printf("NETWORK INITING");break;case NET_CONNECT_ING:printf("NETWORK CONNECTING");break;case NET_CONNECT_SUCCESS:printf("NETWORK CONNECT SUCCESS");break;case NET_CONNECT_FAIL:printf("NETWORK CONNECT FAIL");break;default:printf("ERROR OCCURRED!\n");break;
}

这样可读性高多了。但是如果能给 status 加些限制就更好了，让其值只能从4种 define 中选择。

typedef enum{NET_CONNECT_INIT,NET_CONNECT_ING,NET_CONNECT_SUCCESS,NET_CONNECT_FAIL,
}E_NET_STATUS;

struct

自己定义一种结构类型。比如一个学生有姓名年龄性别等属性。一台售货机有各种传感器、各种设备的属性。定义为一个结构体方便管理。

typedef struct {/* data */char *name;int age;enum{f,m,} sex;
}Student;
void main(){Student s1;s1.age=19;s1.sex=f;s1.name="girl";printf("s1.name=%s",s1.name);
}

指针

普通变量是为了表示数据而生，指针变量是为了传递数据而生。指针变量指明了一个变量数据的地址，所有人拿到那个地址之后都可以去那个地址找那个变量读写，而不像普通的函数传参，得到的变量只是复制了一份，修改也不是修改的原来的变量。

比如最经典的 swap 函数，直接传普通的变量原变量值并不会被修改。

void swap(int *a, int *b){int temp=*a;*a=*b;*b=temp;
}
int main(){int a=10;int b=20;swap(&a,&b);printf("a=%d\nb=%d\n",a,b);
}

同类型的多个数据可以用数组存储。

回调函数

菜鸟教程上的使用例：

#include<stdio.h>int Callback_1(int x) // Callback Function 1
{printf("Hello, this is Callback_1: x = %d ", x);return 0;
}int Callback_2(int x) // Callback Function 2
{printf("Hello, this is Callback_2: x = %d ", x);return 0;
}int Callback_3(int x) // Callback Function 3
{printf("Hello, this is Callback_3: x = %d ", x);return 0;
}int Handle(int y, int (*Callback)(int))
{printf("Entering Handle Function. ");Callback(y);printf("Leaving Handle Function. ");
}int main()
{int a = 2;int b = 4;int c = 6;printf("Entering Main Function. ");Handle(a, Callback_1);Handle(b, Callback_2);Handle(c, Callback_3);printf("Leaving Main Function. ");return 0;
}

可见，回调函数的一个特点是耦合性低。针对不同的回调函数我们使用同一个函数接口。

另一个特点：类似中断处理，可以在发生某事件时主动调用该函数。

比如，我们想让自动售货机货空的时候发消息提示我们：没有货物啦。要补货。怎样实现？

第一种实现方式：我们写一个循环 while(1) 函数，在里面一直一直判断if(good_num==0)，变为0的时候输出信息“要补货”。

死循环好吗，不好。浪费系统资源。

第二种实现方式：我们不必被动的一遍遍检查当前货物有没有=0，我们可以在货物=0时主动调用回调函数输出信息“要补货”。在货物=0时调用 Handle 函数，传入回调函数指针和货物数：0，主动访问该函数。

数据结构基本概念

有时候我们可能需要做数据拷贝。

malloc 函数裸机不建议使用。因为无法利用碎片化空间，只能直接申请一整块空间。带操作系统的计算机可以。

为了实现数据拷贝，我们还是有必要了解一些数据结构的。

数组：批量的同类型数据。

栈：比如程序执行了一半，一个中断进来了，我们要把原来执行了一半的程序存储到栈里。栈最主要的特点就是先进后出。

队列：先入先出。比如批量处理用户的订单。

链表：可以插队，比如有vip用户要先处理，插入队首。并且只要知道链表首地址就知道整个链表所有元素的地址。

树：树的排列一般是由特征的，可以找到相应特征的元素，比如二叉树找最大的。

实战1：Zlog 日志框架

下面做一个简单的项目，一个低配版 Zlog 日志框架。

首先，日志会输出一些信息，这自然不用多说。但是并不是所有情况下我们都希望日志信息输出的，比如发布版和正式版我们不希望用户看到日志信息。

解决方法很简单，之前在 define 部分也有学习到。就是在文件开头定义当前文件所处的模式，下面通过ifdef来判断现在所处的模式，进而决定要不要输出日志文件。

#ifdef OPEN_LOG
printf();
printf();
printf();
#endif

我们可以把这一部分封装到函数里。C 语言有一种变参函数，支持传入不同长度的参数。是 stdarg.h 下的 type va_arg(va_list ap, type) 函数。

菜鸟教程上的实例程序如下：

#include <stdarg.h>
#include <stdio.h>int sum(int, ...);int main()
{printf("15 和 56 的和 = %d\n",  sum(2, 15, 56) );return 0;
}int sum(int num_args, ...)
{int val = 0;va_list ap;int i;va_start(ap, num_args);for(i = 0; i < num_args; i++){val += va_arg(ap, int);//va_arg返回的是不固定的参数部分，固定的部分就是num_args，不用通过这个函数获取了。}va_end(ap);return val;//因此最后获取到的 val 值只是不固定的参数的求和，即15+56
}

传入的参数们 num_args 通过 va_start函数初始化成一个va_list类型的对象 ap，ap 通过va_arg(va_list, 数据类型)遍历。

因此我们可以如法炮制，写一个print_log函数，传入一串不固定长度的要输出的参数。首先要在函数里用ifdef判断一下当前是否是日志模式。

如果是日志模式，则可以继续输出，先利用va_start初始化 va_list 列表，再逐个获取参数并输出。

#include<stdio.h>
#include<stdarg.h>
#define OPEN_LOG 1void printLog(int num_args,...){//这里的第一个参数也不一定非要是 num_args，这里只是一种用法，方便知道传入了几个参数。#ifdef OPEN_LOGva_list ap;int i=0;va_start(ap,num_args);for(;i<num_args;i++){char * str=va_arg(ap,char *);printf("\t%s\n",str);}va_end(ap);#endif
}int main(){printf("Log:\n");printLog(3,"123","123","789");return 0;
}

实际上，我们学习C语言的第一个程序 hello world 里面就有一个变参函数： pintf。其中第一个参数是固定的 char * 字符串，后面的参数都是替换字符串中的类型符的参数。

printf 是直接把内容输出到屏幕，sprintf(char *str, const char * format, ...) 是将 format 字符串输出到 str 字符串中，后面的可变参数是用来替换 format 字符串中的类型符的。而 snprintf(char *str, size_t size, const char *format, ...) 是限定输出最大 size 长度。而 vsnprintf 功能与 snprintf 完全一致，只是把参数列表替换为 va_list 类型。

因此利用这两种函数，我们可以不直接输出日志字符串，而是先将要打印的信息输出到变参函数中，在函数中利用 vsnprintf 将要打印的信息合并成一整个字符串，再进行输出。

#include<stdio.h>
#include<stdarg.h>
#define OPEN_LOG 1void printLog(char *fmt,...){#ifdef OPEN_LOGva_list arg;va_start(arg,fmt);char str[1+vsnprintf(NULL,0,fmt,arg)];//通过这条语句获取 fmt 的长度并定义相应长度的字符数组vsnprintf(str,sizeof(str),fmt,arg);//vsprintf 自然也可以，vsnprintf 保险一些printf("%s",str);va_end(arg);#endif
}int main(){printf("Log:\n");printLog("\t%s\n\t%s\n\t%s\n","123","123","789");return 0;
}

接下来是限制不同版本的日志输出信息。比如我们设置四种日志输出等级：debug, info, warn. error。我们希望输出等级是层层递增的，比如调试版本四种信息都会输出，正常版本只会输出 info, warn, error 信息，发布版本只会输出 error 信息。用之前 define 章节学到的版本定义非常容易实现。

#define OPEN_LOG 1//设置开启日志//设置当前日志版本
#define LOG_LEVEL LOG_DEBUG
// #define LOG_LEVEL LOG_INFO
// #define LOG_LEVEL LOG_WARN
// #define LOG_LEVEL LOG_ERRORtypedef enum{LOG_DEBUG=0,LOG_INFO,LOG_WARN,LOG_ERROR,
}E_LOGLEVEL;//四个值分别是0 1 2 3 4//printLog 函数中做一些改动。首先开头不只是一个固定参数，而是两个固定参数，第一个是版本号，比如是 LOG_ERROR 就代表这条信息是 ERROR 等级下要输出的。第二个代表 fmt 原字符串。
//然后要 printf 输出之前先判断一下当前版本与要输出的信息的版本。比如当前版本是 INFO 版本，要输出的信息是 LOG_DEBUG 的信息，那么这条信息就不用输出。
void printLog(const int level, const char *fmt,...){#ifdef OPEN_LOGva_list arg;va_start(arg,fmt);char str[1+vsnprintf(NULL,0,fmt,arg)];vsnprintf(str,sizeof(str),fmt,arg);if(level>=LOG_LEVEL)//注意看，这句是关键printf("%s",str);va_end(arg);#endif
}int main(){printf("Log:\n");printLog(LOG_DEBUG,"\t%s VERSION MESSAGE: %s\n","LOG_DEBUG","123");printLog(LOG_INFO,"\t%s VERSION MESSAGE: %s\n","LOG_INFO","456");printLog(LOG_WARN,"\t%s VERSION MESSAGE: %s\n","LOG_WARN","789");printLog(LOG_ERROR,"\t%s VERSION MESSAGE: %s\n","LOG_ERROR","012");return 0;
}

这样执行输出的会是四条语句。也可以切换当前日志等级。

在调试过程中，输出一些代码相关信息如当前所处函数、当前所处行数等。

void printLog(const int level, const char * function, const int line, const char *fmt,...){#ifdef OPEN_LOGva_list arg;va_start(arg,fmt);char str[1+vsnprintf(NULL,0,fmt,arg)];vsnprintf(str,sizeof(str),fmt,arg);if(level>=LOG_LEVEL)printf("Function: %s; Line: %d\n%s",function, line, str);va_end(arg);#endif
}
#define PRINT_LOG(level, fmt...) printLog(level, __FUNCTION__, __LINE__, fmt)

在整个的 printLog 函数结尾还可以增加一个状态：日志已保存 isSaved，代表整个字符串已经顺利写入 str 缓冲数组中。

最后一步就是把所有的函数声明、define、typedef 提出来放到 .h 文件中，方便管理。

实战2：google 测试框架

随着需求不断变化，版本也会不断更迭，难免会对一些函数做修改。

如果对函数做的操作使得函数违背了最初期望实现的功能呢？应该增加一些限制，比如修改完函数后对函数进行测试。如果结果符合预期，再保留修改。

比如写一个最简单的 sum 函数进行两数求和，我们可以通过测试函数比较输入 a b 后函数的返回值和 a+b 的值是否相等。

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>typedef struct{int a;int b;int output;int (*TestEMFunc)(int,int);//这里代表一个有两个 int 参数的 返回值为 int 类型的函数
}GTest;GTest *addFunc(int (*TestEMFunc)(int,int),int a,int b, int output){//这里传入的 output 是程序员自己给的，期望的结果。GTest *m_EMTest=(GTest *)malloc(sizeof(GTest));m_EMTest->a=a;m_EMTest->b=b;m_EMTest->TestEMFunc=TestEMFunc;m_EMTest->output=output;return m_EMTest;
}int add(int a, int b){return a+b;}void runGTest(GTest *gTest){if(gTest!=NULL){int temp=gTest->TestEMFunc(gTest->a, gTest->b);//这里 temp 计算得出的结果是函数的返回值。if(temp==gTest->output)printf("测试成功！\n");else printf("测试失败！建议重新修改函数\n");}
}void main(){GTest *gTest=addFunc(add, 2, 3, 5);runGTest(gTest);return;
}

当然这只是最基础的一个形式。github 上有 google 测试框架，把此例弄懂后去理解 google 测试框架会更加容易。

小智学长嵌入式入门学习路线_1 C语言基础相关推荐

0. 嵌入式入门学习路线
最近有好多同学在咨询嵌入式该怎么入门,应该怎么学习,有什么好的学习方法推荐,以及嵌入式入门的学习路线.今天我就带着大家的问题,一一为大家解决. STM32基础入门 uCOS-II基础入门文末有相关学 ...
《嵌入式入门学习第一阶段——C语言》
嵌入式学习第一阶段(今日总结)2021/9/7 1.C语言的基础框架 #include<stdio.h> //预编译int main() //入口函数 {···return 0; //函数 ...
python语言的考试_【Python学习路线】Python语言基础自测考试 - 中级难度
{"moduleinfo":{"question":"//developer.aliyun.com/ask/new","right ...
嵌入式新手学习路线，嵌入式课程学习课程分享
嵌入式开发就是指在嵌入式操作系统下进行开发,一般常用的系统有WinCE,ucos,vxworks,linux,android等.另外,用c,c++或汇编开发:用高级处理器,arm7,arm9,arm1 ...
嵌入式新手学习路线，嵌入式课程学习
嵌入式开发就是指在嵌入式操作系统下进行开发,一般常用的系统有WinCE,ucos,vxworks,linux,android等.另外,用c,c++或汇编开发;用高级处理器,arm7,arm9,arm1 ...
python速成要多久2019-8-28_2019最全Python入门学习路线，不是我吹，绝对是最全
近几年Python的受欢迎程度可谓是扶摇直上,当然了学习的人也是愈来愈多.一些学习Python的小白在学习初期,总希望能够得到一份Python学习路线图,小编经过多方汇总为大家汇总了一份Python学 ...
人工智能新手入门学习路线！附学习资源合集
有段时间没跟大家分享编程资源福利了!今天为大家整理了人工智能新手入门学习路线,同时附700分钟的学习资源合集,相信这套福利可以帮你顺利入行AI!文末领取全部资料. 一.AI基础好课学习资料整理(约31 ...
自学python推荐书籍2019-2019最全Python入门学习路线，不是我吹，绝对是最全
近几年Python的受欢迎程度可谓是扶摇直上,当然了学习的人也是愈来愈多.一些学习Python的小白在学习初期,总希望能够得到一份Python学习路线图,小编经过多方汇总为大家汇总了一份Python学 ...
自学python推荐书籍2019-2019最全Python入门学习路线，绝
近几年Python的受欢迎程度可谓是扶摇直上,当然了学习的人也是愈来愈多.一些学习Python的小白在学习初期,总希望能够得到一份Python学习路线图,小编经过多方汇总为大家汇总了一份Python学 ...

小智学长嵌入式入门学习路线_1 C语言基础

前言