1、1全局变量和局部变量全局变量为整个程序而定义，在整个程序运行期间，它们占用固定的 RAM 资源。在 C 语言中，在所有函数外部声明的变量都认为具有全局作用域，这些声明通常置于源文件的顶部。 “全局”实际上仅仅意味着标识符从声明点到文件末尾的范围内是可访问的，当程序包含多个源文件时，则在一个文件中定义的全局变量在其他文件引用时，需要使用 extern 关键字声明。在引用文件内部，标识符的作用域是由 extern 声明的位置确定的。如果该声明是全局的，那么该标识符对于文件是全局的；如果该声明是放在块内的，则它对于那个块就是局部的。局部变量为某个函数或子程序而定义，只在函数运行时，从堆栈空间中分配存
2、储空间；函数运行结束，所占用堆栈空间释放。2变量修饰符变量定义有三个修饰符值得注意，虽然它们与标准 C 是相同的，但是在嵌入式 C 语言中又有不同的含义。(1) volatile大多数编译器对源程序编译时做优化操作，其中一种优化方法是基于这种假设：除非明确地把某值写到内存，否则内存中的值不会改变。所以如果源程序中频繁使用某个内存，编译器会把这个内存放到 CPU 寄存器或高速缓存中，提高代码运行速度。在嵌入式系统中，这种优化会影响程序的正确执行，典型的情况是：硬件外设寄存器的值随时都在变化，并且这种变化是不需要在写寄存器程序来改变。内存变量在主程序中没有显示改变，但在中断服务程序被改变，如果编译
3、器在主程序中将内存以寄存器来取代，中断服务程序对变量的改变就不能传递到主程序中。对于这两种情况做变量声明时，需要加前缀 volatile，告诉编译器不要对这些变量做优化操作。例如：volatile char device_status(2) static在子函数中用 static 声明的变量是局部变量，局部的范围可能是一个文件、函数、过程中，在局部的范围内，变量可以调用，变量值可以共享。下面给出了一个子函数中使用的局部变量的用法。void MyFunction (void)static char myVar = 0; /用 static 声明的局部变量myVar = myVar + 1;voi
4、d main (void)MyFunction(); /调用之前 myVar = 0，调用之后 myVar = 1MyFunction(); /调用之前 myVar = 1，调用之后 myVar = 2(3) const修饰符 const 可以用在任何变量之前，用于声明变量值不会被改变，即“只读的”。这提供了一种保护性编程，编译器会将任何想修改这种变量的行为看成是违犯语法的行为。const 声明的变量必须包含一个初值，不允许在以后的使用中修改它的值。宏定义常量和 const 有一些相似之处，但 const 还声明了数据类型，编译器对它们的处理也有所不同，如：#define TYPEA 10 /
5、*字符”TYPEA”在编译时用 10 来代替*/const unsigned int typeA=10; /*typeA 是一个无符号整型数值为 10*/当在一个指针声明中使用 const 关键字时，其意义有所不同，如：const int *p; /*P 是一个可修改的指针，指向一个只读的 int 值*/int *const p= /*P 是一个只读的指针，指向一个可修改的 int 值*/const int * const p= /*P 是一个只读的指针，指向一个只读的 int 值*/在嵌入式系统编程时，const 修饰的变量应该把它看成一种常量，常量值存储在 ROM 中。5.4.2 变量存储
6、空间分配嵌入式内部数据存储器 RAM 只有几百字节，如果通过扩展外部存储器 RAM 来提高数据存储量必将会增加了硬件成本，使系统更加的复杂，访问外部存储器比访问内部存储器所需的代码也要长得多。有效地使用片内存储器、提高存储器空间的利用率对开发者来说十分关键。内部处理器、内部堆栈、压缩栈、所有程序变量和所有包含进来的库函数都将使用数量有限的内部数据存储器 RAM。因为 C 语言采用了存储器的覆盖技术，可以在程序进行连接时，它将那些已经被其它程序段释放了的存储器空间重新定义给另一个程序段的变量使用，当这个程序运行结束时再将这些存储器释放以供其它程序段使用。全局变量的作用范围是整个程序，因此不能被释
7、放；静态变量由于在函数的调用中也不能被释放；只有局部变量中的动态变量可以被释放。因此在进行程序设计时应该尽量的使用局部变量，提高内部数据存储器的使用率。在 C 语言中程序中间结果及参数传递是通过内部的寄存器来完成的，要是内部的存储器不够，将会给你的程序带来许多莫名其妙的错误。例如在进行程序设计时语句不应太长，一条长语句可以分成多条语句，这样可以减少中间变量。若语句太长可能造成临时寄存器不够用，导致计算出错。下面的示例给出了 08C 中对于变量的一些详细的使用信息。例：08C 中对于变量的存储空间的使用，在 MT_IDE For Freescale HC08 环境中输入如下程序：unsigned
8、 char pubVar0; /全局变量/*主函数*/void main()unsigned int tmpVar1; /局部变量static unsigned int staticVar2; /静态变量const static unsigned int constVar3=0x11; /静态常量tmpVar1=0x22;staticVar2=0x33;pubVar0=0x44;编译后的列表文件：_main:tmpVar1 X+08037 A7 FE aiS #-28039 95 tSXFILE: main.c(0001) unsigned char pubVar0; /全局变量声明(0002
9、) /*主函数*/(0003) void main()(0004) 803A 4F clrA803B F7 stA 0,X803C A6 22 ldA #34803E E7 01 stA 1,X(0005) unsigned int tmpVar1;(0006) static unsigned int staticVar2;(0007) const static unsigned int constVar3=0x11;(0008) tmpVar1=0x22;(0009) staticVar2=0x33;8040 4F clrA8041 C7 0041 stA _r0+18044 A6 33 l
10、dA #518046 C7 0042 stA _r0+2(0010) pubVar0=0x44;FILE: 8049 A6 44 ldA #68804B C7 0043 stA _pubVar0804E A7 02 aiS #28050 81 rts说明：tmpVar1 是一个无符号整型的局部变量，编译后的列表文件中，在 main 函数的开始处，将堆栈指针减 2，预留了 2 个字节的空间用于存放 tmpVar1 的值，如果 main 函数有更多的局部变量，会开辟更多的堆栈空间。执行语句“tmpVar1=0x22” 时，将十六进数 22(十进制数 34)放到堆栈空间，高字节 0 存放在堆栈指针处
11、，低字节 34 存放在堆栈指针加 1 处。语句 “const static unsigned int constVar3=0x11;”在执行时并不生成具体的执行代码，只是将常量 0x11 放到 S19 代码中，并且通常放在 S19 代码的最前面。本程序生成的 S19 代码的第一行S1238000001145024094CD805145004165004427066F00AF0120F54500429445800265803B 其中加阴影的“0011”就是上述语句所产生的。staticVar2 是一个静态局部变量，虽然是局部变量，但子程序结束后，其值仍然保留。所以也需要分配固定的存储空间。在 0
12、8C 中，这些变量存放在“Vreg”段变量空间的后面，所以语句“staticVar2=0x33”在执行时，高字节放在 _r0+1 的位置 (r0 位于 Vreg 段)，低字节放在_r0+2 处。staticVar2 是一个字节型的局部变量，编译后分配了固定的存储空间。对于这些加了修饰符的变量的使用方法在不同编译器中存储空间的分配有所差别，使用者只需要像上面一样编写小的程序段进行编译，然后查看列表文件(.lst)、映象文件(.mp)及代码文件(.s19)等，就可以弄清楚使用方法，理解编译器这些问题对于软硬件编程是一件很重要的事情。基于嵌入式的 08C 语言和标准 C 语言虽然在语法上区别不大，但
13、要结合嵌入式的系统资源，用C 语言开发符合实际工程需要的嵌入式软件系统，对编程者来说是一件很难的事情。本节根据我们的开发经验讲述一些 08C 的编程技巧。5.4.3 数据类型的选用嵌入式 C 语言编程不同于一般 C 语言编程的一个显著特点，就是要和程序存储器资源结合起来，虽然其提供的数据类型十分丰富，但是只有 bit 和 char 等数据类型是机器语言直接支持的数据类型，用此类数据类型的语句所生成的代码较短；而其它的数据类型如整型、浮点型等数据要有一定的内部程序或内部函数的支持，相对来说用该类数据类型的语句生成的代码要长。有些 C 语言程序表面上看起来十分的简单，但在实际编译时，生成的代码却相
14、当长。因此我们要按照实际需要，尽量选用占用存储空间少的数据类型，可以大大的减少所生成的代码长度。例如在 08C 中用不同的数据类型定义 i 时，语句：for(i=0;i文件中的对数函数，在编译成机器码时函数有1K 多字节，对于一般只有几 K 字节的嵌入式系统来说，这是十分不合适的。考虑到系统资源问题可以用一种替代方法查表法来实现算法。只要给出一定温度范围内不同温度值对应热敏电阻的电阻值，然后建立表格，只要按照系统求出的阻值，进行查表、插值，就可以求出相应的温度值。这种算法相比前面的公式法的算法复杂，C 语言程序代码也长，但在编译成机器码时，代码长度却很短，只有一、二百字节。练习题【基础题】1C
15、 的哪些特征使得它能够成为嵌入式系统中使用率最高的高级语言？2为什么要在嵌入式系统中使用无限循环？3给出下列各个表达式的整型值：(1) 6 & -2 (2) 6 & -2(3) 3 | 6 (4) 3 | 6(5) !(-5) (6) (-5)4用 C 语言编写一个表达式，该表达式当且仅当整型变量 i 的第5位为1时为真。5假定 n 和 x 都声明为整型。编写一行 C 代码（不考虑 x 的当前值，并且不修改 x 的其他任何位）用于执行以下操作：(1) 设置 x 的第 n 位为1。(2) 将 x 的第 n 位清0。(3) 反转 x 的第 n 位。6在执行指示的代码行后，给出保存在 unsigned char 类型的 x 中的8位二进制值：x 的初值 代码行(1) 11100101 x|=(13) & 0x0f(5) 00001111 x=x(6) 00001111 x = ! x(7) 00000000 x | =0x20(8) 11111111x & =0xF0【综合题】7给定一个定义如下的宏，说明下列各种用法如何展开：#define REM(a，b) a%bREM(5,2)REM(5+2,X)REM(5,X-2)8定义一个名为 BIT(x,n)的宏，将其展开成一个表达式，该表达式的值对应于 x 的第 n 位的值，严格等于0或1 。9用查表的方法实现数学函数 y=sin(x)。
