项目简介
本项目聚焦嵌入式编程,综合运用C和C++编程语言。包含C语言的宏与函数、结构体与联合体等基础知识,以及C++的面向对象编程、动态内存分配等高级特性。同时涵盖SPI、I2C等多种通信协议,还有中断、定时器等嵌入式重要概念。此外,通过轮胎压力监测系统(TPMS)和自动泊车系统两个实际案例,展示知识在实际项目中的应用。
项目的主要特性和功能
C语言部分
- 宏与函数:宏在预处理阶段文本替换,执行快但占内存;函数多次解决相同问题,执行慢但省内存。
- 结构体与联合体:结构体可同时存多成员,内存为成员之和;联合体每次用一个成员,内存为最大成员大小,可结合统一数据格式。
- 编译器:将C代码编译为可执行文件,含预处理、编译、汇编和链接四个阶段。
- 指针:存储变量或函数地址,分普通指针、空指针、函数指针等,用于数据交换和内存操作。
- 内存分区:分为文本区、数据区、BSS区、栈区和堆区,不同区域存储不同数据,有不同访问权限和生命周期。
- 高级变量:静态局部和全局变量只初始化一次,保留最近值;volatile变量防编译器优化,适用于值可能意外改变的情况。
C++部分
- 面向对象编程(OOP):通过类和对象实现封装、继承、多态和抽象,提高代码可维护性和可扩展性。
- 高级特性:动态内存分配可运行时分配和释放内存;智能指针自动管理内存;多线程实现并发执行;互斥锁和条件变量用于线程同步。
通信协议
- SPI:高速串行通信协议,用于短距离芯片间数据交换。
- I2C:同步串行通信协议,用两根线传输数据,支持多主多从模式。
- UART:异步串行通信协议,用于设备间简单通信。
- CAN:高速串行网络协议,用于汽车和工业自动化领域。
中断与定时器
- 中断:系统发生紧急事件时,处理器暂停当前程序,执行中断服务程序。
- 定时器:用于计数或定时,可根据内外部时钟信号计数。
实际应用
- TPMS:实时监测轮胎温度和压力,压力低于标准值时报警。
- 自动泊车系统:利用摄像头和激光雷达传感器,自动找停车位并完成泊车。
安装使用步骤
- 环境准备:确保安装支持C和C++的编译器,如GCC或Clang。
- 下载源码:将项目源码文件下载到本地。
- 编译代码:打开终端,进入项目目录,用编译器编译代码,C代码用
gcc
命令,C++代码用g++
命令。 - 运行程序:编译成功后,在终端运行生成的可执行文件。
- 测试功能:根据程序输入相应测试数据,验证功能是否正常。
下载地址
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