79_82.pdf
(
304 KB
)
Pobierz
32694098 UNPDF
K U R S
Bascom czy C?
część 2
W drugiej części artykułu kontynuujemy porównanie dwóch
bardzo popularnych języków programowania mikrokontrolerów:
Bascoma i C/C++. Nie odpowiadamy na pytanie: który z nich
jest lepszy? Ocenę i wybór pozostawiamy Czytelnikom.
Operacje arytmetyczno-logiczne
Nadeszła pora na operacje arytme-
tyczne i logiczne. W Basicu równania są
ograniczone do postaci:
A = B + C
Nie można budować bardziej skompli-
kowanych formuł, takich jak:
A = B + C + 1
Występuje więc konieczność rozbijania
bardziej złożonych operacji na krótsze:
A = B + C
A = A
+ 1
W
tab. 1
przedstawiono zestawienie
operacji arytmetyczno-logicznych dla języ-
ków Basic i C.
C wprowadza ponadto operatory, które
nie mają bezpośrednich odpowiedników
wśród operatorów znanych z Basica, jak
i wielu innych języków:
>>
przesunięcie bitów w prawo, np.:
A
= B>>2;
oznacza: „przesuń B o 2 bity
w prawo i przypisz do A”
<<
przesunięcie bitów w lewo (analo-
gicznie)
++
oznacza „zwiększ o jeden” (inkremen-
tuj) – może być użyty przed nazwą
zmiennej:
A = ++B;
„zwiększ B o jeden i przy-
pisz tę wartość A”
a także po zmiennej:
A = B++;
„A przypisz B i dopiero
teraz zwiększ B o jeden”
--
oznacza „zmniejsz o jeden” (dekremen-
tuj) – używany tak jak
++
.
Zarówno
++
jak i
--
mogą funkcjo-
nować jako zupełnie osobne instrukcje,
wtedy nie ma znaczenia, czy występują
przed, czy po zmiennej, np.:
++D; D++;
W obu przypadkach będzie to równo-
znaczne Basicowemu
Incr D
.
Język C wprowadza także następujące
operatory:
+=, -=, *=, /=,
%=, <<=, >>=;
Dzięki nim wyrażenia takie jak:
A = A + B;
A = A / B;
A = A<<B;
można zapisać w krótszy sposób:
A += B;
A /= B;
A <<= B;
W C nie ma ograniczeń w długości
operacji arytmetycznych. Kolejność wy-
konywania działań jest taka, jak ogólnie
przyjęta w matematyce:
A = 2+2*2; /* spowoduje przypisanie
A wartości 6 */
Jeśli zachodzi potrzeba, kolejność wy-
konywania działań można zmienić stosu-
jąc nawiasy:
A = (2+2)*2; /* czyli A
przypisz 8 */
Równania można rozbudowywać do
bardzo złożonych form, „wplatać” w nie
odniesienia do zmiennych wskazywanych
przez wskaźniki, wartości zwracane przez
funkcje, a nawet w samym środku rów-
nania zmieniać zawartość poszczególnych
zmiennych:
A = 10;
B = 20;
C = 50;
D = 1;
A-= (D=B-C)*(C+3)/sin(B);
W ostatnim przypadku równanie zo-
stanie rozłożone podczas kompilacji i wy-
konane później w kolejności:
D = B-C;
A = A – D*(C+3)/sin(B);
Charakterystyczna dla języka C jest
też np. poniższa konstrukcja:
A=B=C=D=3;
czyli przypisanie zmiennym
A, B, C,
D
wartości 3. Inną, specyiczną konstruk-
cją, którą można stosować m.in. właśnie
w równaniach, jest:
C = (warunek)?A:B;
Polega ona na tym, że jeśli warunek
jest prawdziwy, to prawa strona przyjmu-
je wartość
A
, a jeżeli jest nieprawdziwa
– wartość
B
. Przykład:
A = (B<=18)?B:25;
W tym przypadku zmiennej
A
zosta-
nie przypisanie wartość
B
, jeśli
B
będzie
mniejsze lub równe 18, w przeciwnym
wypadku
A
zostanie przypisane 25. Za-
miast
B
i 25 można wstawiać dowolnie
długie wyrażenia, a samej konstrukcji
(warunek)?A:B
można używać w równa-
niach jak normalnej zmiennej np.:
C = A*((D>=0)?D:(-D));
Konstrukcja ta nie dotyczy tylko
liczb. Dość specyicznym jej wykorzysta-
niem może być np.:
printf((udalo_sie)?(„Udało się!”):
(„Nie udało się.”));
Tab. 1. Zestawienie operacji arytmetyczno-logicznych dla języków Basic i C
Basic
C
Operatory arytmetyczne:
+
Suma
+
Suma
-
Różnica
-
Różnica
*
Iloczyn
*
Iloczyn
/
Iloraz
/
Iloraz
\
Iloraz
\
Iloraz
^ Potęga
MOD Modulo (reszta z dzielenia) %
Modulo (reszta z dzielenia) potęga
Operatory logiczne:
NOT
Negacja
~
Negacja (dla każdego bitu osobno)
!
Negacja (tylko dla najmłodszego bitu)
OR
Suma
|
Logiczne OR (porównywany jest każdy bit obu
zmiennych)
AND
Iloczyn
&
Logiczne AND (porównywany jest każdy bit obu
zmiennych)
XOR
Exclusive OR
^
Logiczne XOR (porównywany jest każdy bit obu
zmiennych)
||
Logiczne OR (porównywany jest tylko najmłod-
szy bit obu zmiennych)
&&
Logiczne AND (porównywany jest tylko najmłod-
szy bit obu zmiennych)
Operatory porównujące dwie wartości:
Reprezentacja liczb
Przy okazji wykonywania działań na-
leżałoby zapoznać się ze sposobem zapi-
su liczb w obu językach. Liczby dziesięt-
ne są reprezentowane identycznie: 236 to
dwieście trzydzieści sześć. Jednak bardzo
często, szczególnie wśród programistów
mikrokontrolerów wykorzystywany jest
zapis szesnastkowy. W Basicu liczba 255
zapisana w systemie heksadecymalnym to
=
Równe
==
Równe (często mylony z =, który jest znakiem
przypisania)
<>
Nierówne
!=
Nierówne
<
Mniejsze
<
Mniejsze
>
Większe
>
Większe
<=
Mniejsze lub równe
<=
Mniejsze lub równe
>=
Większe lub równe
>=
Większe lub równe
Elektronika Praktyczna 6/2004
79
K U R S
&HFF. Przedrostek &H oznacza właśnie
ten system liczbowy. W języku C sprawa
ma się w zasadzie identycznie, tyle że
przedrostkiem jest 0x, czyli 255 zapi-
szemy w postaci 0xFF. W Basicu można
także zapisywać liczby w systemie binar-
nym, korzystając z przedrostka &B: 255
to &B11111111. Język C nie obsługuje
standardowo takiego zapisu liczb, choć
niektóre kompilatory także tu wprowadza-
ją swoje rozszerzenia, np. 255 zapiszemy
jako 0b11111111. W specyikacji języka C
zawarto natomiast obsługę systemu ósem-
kowego – wystarczy jako pierwszy znak
podać 0 (zero). Wówczas 0100 oznacza
64 (w systemie dziesiętnym), a nie 100
lub 4.
Aby określić, jaką wartość zwróci
funkcja, posługujemy się przypisaniem:
nazwa_funkcji = wartosc
Jest ono dość niepraktyczne, jeżeli
chcemy zmienić nazwę funkcji. Jeżeli się
tego przypisania nie zrobi, funkcja zwró-
ci wartość domyślną, np. 0 dla typów
liczbowych, tekst o zerowej długości dla
typu
String
.
W C zdeiniowanie ciała funkcji jest
jednocześnie jej deklaracją i wygląda tak:
typ_funkcji nazwa_funkcji(typ1 para-
metr1, typ2 parametr2)
{
/*tu jest kod funkcji*/
}
rażenia, włączając w to także wywołania
do innych funkcji, np.:
OutPort((A+C)*(d-a)
+sqrt(sin(45*PI/180));
Wywołanie procedury w Basicu jest
inne niż funkcji w C będącej odpowied-
nikiem procedury.
W Basicu zapisujemy:
Call Procedura()
lub
Call Procedura
W języku C natomiast:
Procedura();
W C funkcje są zawsze oddzielone
od głównego programu, mogą się znaj-
dować przed i za funkcją
main
. Jednak
nigdy jedna funkcja nie może znaleźć
się wewnątrz drugiej ani wewnątrz jakie-
gokolwiek innego segmentu. Dzięki temu
dopóki nie wywołamy danej funkcji, nie
zostanie ona wykonana. W Basicu jest in-
aczej – przykładem niech będzie ten oto
program i jego zmodyikowana wersja:
Declare Sub Proc
W przypadku funkcji niezwracającej
żadnej wartości:
void nazwa_funkcji(typ1 parametr1,
typ2 parametr2)
{
/*tu jest kod funkcji*/
}
Organizacja kodu
– funkcje, procedury
W obu językach występują mechani-
zmy umożliwiające blokową organizację
kodu. W Basicu są to funkcje i procedu-
ry. W C odpowiednikiem procedury jest
funkcja niezwracająca żadnej wartości.
W obu językach przed użyciem funkcji/
procedury konieczna jest jej wcześniejsza
deklaracja. W Basicu procedurę deklaru-
jemy tak:
Declare Sub nazwa_procedury(para-
metr1 As typ1, parametr2 As typ2)
oraz funkcję:
Declare Function nazwa_funckcji(pa-
rametr1 As typ1, parametr2
As typ2) As typ_funkcji
Parametry są opcjonalne – może
ich w ogóle nie być. Przed nazwą
każdego z parametrów można napisać
słowo kluczowe
byval
albo
byref
.
Byref
jest dodawany domyślnie, jeżeli
nie podamy
byval
.
Byval
oznacza, że
z wnętrza funkcji/procedury zmienna
jest widziana jako kopia tego, co po-
daliśmy przy wywołaniu. Jeżeli para-
metr został zadeklarowany z użyciem
byref
, to można zmienić z wnętrza
funkcji wartość zmiennej, która została
podana jako parametr przy wywołaniu.
Oto przykłady deklaracji ciała funkcji
i procedury:
Function Kwadrat1(Liczba As Integer)
As Integer
Kwadrat1 = Liczba * Liczba
End Function
Dozwolone jest deklarowanie funkcji,
które nie mają z góry określonej liczby
parametrów:
int srednia(int a, ...)
{
}
Print „Program główny”
Call Proc
End
Tak zadeklarowaną funkcję można te-
raz wywołać z różną liczbą parametrów:
s = srednia(10, 44, 23, c, e);
r = srednia(d, e);
Dodatkowe parametry nie muszą być
tego samego typu. Opis sposobu, w jakim
uzyskuje się do nich dostęp, wykracza
poza ramy tego artykułu.
W C parametry zawsze są widziane
z wnętrza funkcji jako kopia tego, co
podaliśmy przy wywołaniu. Dopiero C++
wprowadza odpowiednik
byref
z Basica.
Można także wybrać sposób, w jaki będą
one przekazywane funkcji – albo przez
stos, albo przez rejestry. Szczegóły zależą
od kompilatora. Programista może zade-
klarować wcześniej funkcję, ale nie jest
to konieczne. Jeżeli chcemy, by funkcja
mogła zmienić zmienne przekazywane jej
jako parametr, należy po prostu przekazać
wskaźnik, a nie zmienną. Funkcję dekla-
rujemy np. tak:
void kwadrat(int *zmienna)
{
*zmienna = (*zmienna) * (*zmienna);
}
Sub Proc
Print „Procedura”
End Sub
Jego wynikiem będzie wysłanie do
portu szeregowego tekstu „Program głów-
ny”, a następnie (w rezultacie wywołania
procedury) – tekstu „Procedura”. Proce-
dura
Proc
jest umieszczona za słowem
kluczowym
End
, oznaczającym koniec
programu. Zmieńmy teraz jej położenie:
Declare Sub Proc
Sub Proc
Print „Procedura”
End Sub
Print „Program główny”
Call Proc
End
Sub Kwadrat2(Liczba As Integer)
Liczba = Liczba * Liczba
End Sub
Aby zmienić zmienną:
int a = 10;
wywołujemy:
kwadrat(&a);
Zwracanie wartości i jednocześnie
powrót z funkcji następuje po wykonaniu
polecenia
return wartosc;
Na przykład:
int kwadrat(int zmienna)
{
return zmienna*zmienna;
}
Sub Kwadrat3(Byval Liczba As Inte-
ger)
Liczba = Liczba * Liczba
End Sub
Jeżeli wywołamy procedurę
Kwadrat3
podając jako parametr zmienną
A
równą
10, to po wyjściu z tej procedury zmien-
na
A
nadal będzie miała wartość 10. Aby
zmienić jej wartość na 100, należy wy-
wołać procedurę
Kwadrat2
.
Zakończenie procedury i funkcji jest
sygnalizowane odpowiednio:
End Sub
lub
End Function
a także przy wywołaniu
Exit Sub
lub
Exit Function
Powyższy program wypisze najpierw
tekst „Program główny”, a następnie
„Procedura”. Jeżeli chcemy funkcję
Proc
umieścić za funkcją
main
, należy ją
wcześniej zadeklarować, żeby po dojściu
do wywołania
Proc()
kompilator wie-
dział, co to jest
Proc
:
void Proc(); /* to jest deklaracja
procedury „Proc” */
int main()
{
printf(„Program główny”);
Proc();
}
Funkcję tę wywołamy w poniższy
sposób:
a = kwadrat(a);
Wyjście z funkcji typu
void
(czyli
odpowiednik procedury) odbywa się po-
przez instrukcję
return
lub bez niej.
Parametrami funkcji mogą być zmien-
ne (także typów strukturalnych oraz unie,
ale o tym będzie mowa w dalszej części
artykułu), stałe, wskaźniki oraz całe wy-
void Proc()
{
printf(„Procedura”);
}
80
Elektronika Praktyczna 6/2004
Jedyne, co zrobi ten program, będzie
wysłanie tekstu „Procedura”, po czym na-
stąpi koniec programu. W C można funk-
cje rozmieszczać w dowolnej kolejności:
void Proc()
{
printf(„Procedura”);
}
int main()
{
printf(„Program główny”);
Proc();
}
K U R S
Ogromną zaletą funkcji jest to, że
można dzięki nim skrócić kod wynikowy,
gdy często korzystamy z powtarzającego
się fragmentu programu. Ich wywołanie
na wielu procesorach i mikrokontrolerach
jest nieznacznie wolniejsze od instrukcji
skoku (np.
goto
lub asemblerowe
jmp
,
itp.) W C można zadeklarować funkcję
z użyciem słowa kluczowego
inline
, co
powoduje, że przy każdym jej wywołaniu
tak naprawdę nie jest wykonywany skok
do podprogramu, lecz w dane miejsce
jest wstawiany kod funkcji. Takie roz-
wiązanie jest szybsze od wywołania, ale
powoduje zwiększenie objętości kodu
wynikowego.
Gdy chcemy wykonać więcej niż jed-
ną instrukcję, należy objąć je nawiasami
klamrowymi:
if (warunek)
{
instrukcja1;
instrukcja2;
}
Case test1: instrukcje
Case test2: instrukcje
...
Case testn: instrukcje
Case Else: instrukcje
End Select
Jako
test1, test2
itd. wpisujemy
konkretną wartość, zakres wartości albo
test, jaki mikrokontroler ma przeprowa-
dzić, np.:
Select Case w
Case 4: Print „w = 4”
Case 7 To 10: Print „w jest w
przedziale od 7 do 10”
Case Is > 100: Print „w jest
większe od 100”
Case Else: Print „żaden z powyższych
warunków nie został spełniony”
End Select
W C mamy instrukcję
switch
:
switch(w)
{
case wartosc1: instrukcje;
case wartosc2: instrukcje;
default: instrukcje;
}
Rozmieszczenie nawiasów nie ma
znaczenia – ta sama instrukcja może być
zapisana na wiele sposobów (dotyczy to
nawiasów w ogóle, nie tylko przy in-
strukcji
if
), np.:
if (warunek){
instrukcja1;
instrukcja2;
}
Instrukcje warunkowe
Większość zadań realizowanych przez
każdy program następuje po spełnieniu
odpowiednich warunków. Ich sprawdzanie
może się odbywać różnymi sposobami.
W poszczególnych językach programo-
wania składnia instrukcji warunkowych
może być odmienna. Zobaczmy jak są
one zrealizowane w omawianych języ-
kach. Najpopularniejszą instrukcją warun-
kową jest
if
– zarówno w Basicu, jak
i w C. W tym pierwszym języku wygląda
ona następująco:
If warunek Then
'ten kod jest wykonywany,
'jeżeli warunek jest prawdziwy
Endif
Można dodać drugi blok, który jest
wykonywany, gdy warunek nie jest praw-
dziwy:
If warunek Then
'ten kod jest wykonywany,
'jeżeli warunek jest prawdziwy
Else
'ten kod jest wykonywany,
'jeżeli warunek nie jest prawdziwy
Endif
Konstrukcję tę można także rozbudo-
wywać o dodatkowe bloki
Elseif:
If warunek1 Then
'ten kod jest wykonywany,
'jeżeli warunek1 jest prawdziwy
Elseif warunek2 then
'ten kod jest wykonywany,
'jeżeli warunek1 nie jest
'prawdziwy, a prawdziwy jest
'warunek2
Else
'ten kod jest wykonywany,
'jeżeli ani warunek1,
'ani warunek2 nie jest prawdziwy
Endif
Można więc tworzyć w ten sposób
bardzo złożone instrukcje warunkowe.
Badanie warunku w języku C wygląda
podobnie:
if (warunek)
instrukcja;
if (warunek){instrukcja1; instrukcja2;}
Można także zadeklarować blok
else
:
if (warunek)
instrukcja1;
else
instrukcja2;
Instrukcją może być dowolna instruk-
cja – także instrukcja
if
– można więc
budować na przykład poniższe konstruk-
cje:
if (warunek1)
instrukcja1;
else
if (warunek2)
instrukcja2;
else
instrukcja3;
Dlatego zrezygnowano z osobnej in-
strukcji
elseif
.
W Basicu warunki nie mogą być
skomplikowane – dozwolone są tylko pro-
ste porównania i ich łączenie za pomocą
operatorów logicznych, np.:
if 10>a and a>4 then
instrukcja
endif
W C warunkiem może być w zasa-
dzie każde wyrażenie i zmienna. War-
tość „prawda” będzie miało wyrażenie,
którego wartość nie równa się 0. Należy
więc uważać, gdy np. mamy zmienną
typu
char
(ze znakiem) i przypiszemy
jej wartość np. -1. -1 nie jest równe 0,
więc warunek zostanie potraktowany jako
prawdziwy:
if (-1)
to_polecenie_zostanie_wykonane;
Warunek mogą także stanowić skom-
plikowane wyrażenia (łączące zarówno
operatory logiczne, jak i arytmetyczne):
if (((A*A+sin(B))>=((c)?10:2)) && (!end))
{
}
Jest to złożona instrukcja warunkowa,
która wykonuje skok w różne miejsca,
kierując się konkretnymi wartościami ba-
danej zmiennej. Nie można przeprowadzać
tu testów, takich jak
7 To 10
. Jej dzia-
łanie jest także inne – przypomina ona
skok do etykiety. Rozważmy przykład:
switch(w)
{
case 3:
case 4:
case 5: instrukcja1;
break;
case 7: instrukcja2;
case 8: instrukcja3;
break;
default: instrukcja4;
}
Inną często używaną instrukcją w Ba-
sicu jest
Select
i jej odpowiednik
switch
w języku C. W Basicu zapisujemy:
Select Case zmienna
case 3, case 4
itd. można trakto-
wać jak etykiety. W tym przypadku
case
3, case 4
i
case 5
są etykietami
wskazującymi bezpośrednio na
instruk-
cja1
. Dlatego jeżeli zmienna
w
będzie
równa 3, 4 lub 5, zostanie wykonany
skok do
instrukcja1
. Zostanie ona wy-
konana, po czym program dotrze do in-
strukcji
break
, co spowoduje zakończenie
działania instrukcji
switch
. Jeżeli w=7,
to nastąpi skok do
instrukcja2
. Zostanie
więc wykonana
instrukcja2
i
instruk-
cja3
, a następnie
break;
czyli zakoń-
czenie instrukcji
switch
. Jeżeli w=8, to
wykonana zostanie tylko
instrukcja3
i
break
. Jeżeli wartość zmiennej
w
nie
pasuje do żadnego podanego wyżej wa-
runku, to zostanie wykonany skok do
etykiety
default
. Nastąpi wykonanie
in-
strukcja4
i wyjście z instrukcji
switch
.
Kuba Klimkiewicz
82
Elektronika Praktyczna 6/2004
Plik z chomika:
grzesrekin
Inne pliki z tego folderu:
65_66.pdf
(332 KB)
1.pdf
(338 KB)
10_16.pdf
(529 KB)
117_120.pdf
(488 KB)
121_122.pdf
(185 KB)
Inne foldery tego chomika:
01.04
02.04
03.04
04.04
05.04
Zgłoś jeśli
naruszono regulamin