Bagaimanakah C++ berinteraksi dengan perkakasan asas dalam pembangunan terbenam?

Dalam pembangunan terbenam, C++ berinteraksi dengan perkakasan asas melalui: Penunjuk dan pengalamatan alamat: akses terus kepada daftar perkakasan dan lokasi memori. I/O yang dipetakan memori: Petakan daftar perkakasan ke dalam ruang alamat memori dan gunakan kod C++ standard untuk memanipulasi daftar. Pengendalian gangguan: Bertindak balas terhadap peristiwa gangguan perkakasan tepat pada masanya. Melalui interaksi ini, C++ boleh mengawal dan mengendalikan sistem terbenam dengan cekap, seperti menetapkan pin GPIO, menghantar data port bersiri dan mengawal pemasa.

C++ berinteraksi dengan perkakasan asas dalam pembangunan terbenam

Dalam pembangunan terbenam, C++ digunakan secara meluas kerana cirinya yang cekap dan tahap rendah. Dengan berinteraksi secara langsung dengan perkakasan asas, C++ boleh mengawal dan mengendalikan sistem terbenam dengan cekap. Artikel ini akan meneroka mekanisme C++ berinteraksi dengan perkakasan asas dalam pembangunan terbenam dan menggambarkannya melalui kes praktikal.

1. Penunjuk dan Alamat Alamat

C++ menggunakan penunjuk dan alamat untuk mengakses perkakasan asas secara langsung. Penunjuk menunjuk ke alamat memori tertentu, manakala pengalamatan alamat membenarkan pengubahsuaian terus daftar perkakasan dan lokasi memori. Ini membolehkan C++ mengendalikan komponen perkakasan peringkat rendah seperti pin GPIO, antara muka UART dan pemasa.

Contoh kod:

// 定义 GPIO 引脚的指针
uint8_t *gpio_ptr = (uint8_t *)0x12345678;

// 设置 GPIO 引脚为高电平
*gpio_ptr |= 0x01 << 3;

2. Memori dipetakan I/O

Memori dipetakan I/O ialah teknologi yang memetakan daftar perkakasan ke ruang alamat memori. Ini membenarkan kod C++ standard untuk mengakses dan memanipulasi daftar perkakasan seolah-olah ia adalah lokasi memori biasa.

Contoh kod:

// 定义 UART 寄存器的内存映射地址
uint32_t *uart_base_addr = (uint32_t *)0x12345678;

// 发送字符到串口
uart_base_addr[0] = 'a';

3. Pemprosesan gangguan

Sampukan ialah peristiwa yang mencetuskan CPU untuk menjeda tugas yang sedang dilaksanakan dan memproses acara itu. C++ menyediakan mekanisme pengendalian gangguan yang membolehkan program bertindak balas terhadap gangguan perkakasan tepat pada masanya.

Contoh kod:

// 定义中断服务例程
void interrupt_handler() {
  // 处理中断事件
}

// 注册中断服务例程
IRQ_RegisterInterruptHandler(interrupt_handler);

Kes praktikal: Kawal lampu LED berkelip

Keperluan:

• Pengawal mikro: STM32F60LED disambungkan
Langkah:

Gunakan penuding untuk menetapkan pin GPIOA.5 kepada mod output.

Gunakan I/O yang dipetakan memori untuk mengendalikan daftar GPIOA.5 untuk menogol keadaan LED.
Gunakan pemasa gangguan untuk mencetuskan kilat LED secara berkala.
Contoh Kod:

#include <stm32f10x.h>

int main() {
  // 设置 GPIOA.5 引脚为输出模式
  GPIOA->CRL &= ~(GPIO_CRL_CNF5_0 | GPIO_CRL_CNF5_1);
  GPIOA->CRL |= GPIO_CRL_CNF5_1;

  // 使用内存映射 I/O 操作 GPIOA.5 寄存器
  GPIOA->ODR |= GPIO_ODR_ODR5;  // 打开 LED

  // 使用中断定时器定期触发 LED 闪烁
  TIM2->CR1 = TIM_CR1_CEN;  // 启动定时器
  TIM2->ARR = 500;  // 设置闪烁周期为 500 毫秒
  TIM2->DIER |= TIM_DIER_UIE;  // 启用更新中断

  // 进入无限循环以保持程序运行
  while (1) {}
}

// 中断服务例程
void TIM2_IRQHandler() {
  // 处理中断事件（切换 LED 状态）
  GPIOA->ODR ^= GPIO_ODR_ODR5;

  // 清除中断标志位
  TIM2->SR &= ~TIM_SR_UIF;
}

Kesimpulan:

Dengan memanfaatkan penunjuk, I/O yang dipetakan memori dan pengendalian gangguan, C++ mampu berinteraksi dengan cekap dengan perkakasan asas dalam pembangunan terbenam Interaksi ini membolehkan program mengawal dan mengendalikan komponen perkakasan secara langsung, dengan itu mencapai prestasi dan kefungsian yang diperlukan oleh sistem terbenam.

Atas ialah kandungan terperinci Bagaimanakah C++ berinteraksi dengan perkakasan asas dalam pembangunan terbenam?. Untuk maklumat lanjut, sila ikut artikel berkaitan lain di laman web China PHP!