Comment le C++ interagit-il avec le matériel sous-jacent dans le développement embarqué ?

Dans le développement embarqué, C++ interagit avec le matériel sous-jacent via : Adressage de pointeur et d'adresse : accès direct aux registres matériels et aux emplacements mémoire. E/S mappées en mémoire : mappez les registres matériels dans l'espace d'adressage de la mémoire et utilisez le code C++ standard pour manipuler les registres. Gestion des interruptions : répondez aux événements d’interruption matérielle en temps opportun. Grâce à ces interactions, C++ peut contrôler et exploiter efficacement les systèmes embarqués, tels que la configuration des broches GPIO, l'envoi de données sur le port série et le contrôle des minuteries.

C++ interagit avec le matériel sous-jacent dans le développement embarqué

Dans le développement embarqué, le C++ est largement utilisé en raison de ses fonctionnalités efficaces et de bas niveau. En interagissant directement avec le matériel sous-jacent, C++ peut contrôler et exploiter efficacement les systèmes embarqués. Cet article explorera le mécanisme d'interaction du C++ avec le matériel sous-jacent dans le développement embarqué et l'illustrera à travers des cas pratiques.

1. Adressage de pointeur et d'adresse

C++ utilise des pointeurs et des adresses pour accéder directement au matériel sous-jacent. Les pointeurs pointent vers des adresses mémoire spécifiques, tandis que l'adressage d'adresse permet de modifier directement les registres matériels et les emplacements mémoire. Cela permet à C++ d'exploiter des composants matériels de bas niveau tels que les broches GPIO, les interfaces UART et les minuteries.

Exemple de code :

// 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. E/S mappées en mémoire

Les E/S mappées en mémoire sont une technologie qui mappe les registres matériels à l'espace d'adressage de la mémoire. Cela permet au code C++ standard d'accéder et de manipuler les registres matériels comme s'il s'agissait d'emplacements mémoire ordinaires.

Exemple de code :

// 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. Traitement des interruptions

Une interruption est un événement qui déclenche la mise en pause par le processeur de la tâche en cours d'exécution et le traitement de l'événement. C++ fournit un mécanisme de gestion des interruptions qui permet aux programmes de répondre rapidement aux interruptions matérielles.

Exemple de code :

// 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);

Cas pratique : Lumière LED de contrôle clignotante

Exigences :

• Microcontrôleur : STM32F103C8T6
• LED connectée au GPIOA.5 pin

Étapes :

1. Utilisez le pointeur pour définir la broche GPIOA.5 en mode sortie.
2. Utilisez les E/S mappées en mémoire pour faire fonctionner le registre GPIOA.5 afin de basculer l'état de la LED.
3. Utilisez une minuterie d'interruption pour déclencher périodiquement des flashs LED.

Exemple de code :

#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;
}

Conclusion :

En exploitant les pointeurs, les E/S mappées en mémoire et la gestion des interruptions, C++ est capable d'interagir efficacement avec le matériel sous-jacent dans le développement embarqué. Cette interaction permet aux programmes de contrôler et d'exploiter directement les composants matériels, obtenant ainsi les performances et les fonctionnalités requises par les systèmes embarqués.

Ce qui précède est le contenu détaillé de. pour plus d'informations, suivez d'autres articles connexes sur le site Web de PHP en chinois!