Apa itu Program C Tertanam & Strukturnya untuk Pemula

Sebelumnya, banyak aplikasi tertanam dikembangkan menggunakan pemrograman tingkat perakitan. Namun, mereka tidak menyediakan portabilitas. Kerugian ini diatasi dengan munculnya berbagai bahasa tingkat tinggi seperti C, Pascal, dan COBOL. Namun, itu adalah bahasa C yang mendapat penerimaan luas untuk sistem tertanam, dan terus berlanjut. Kode C yang ditulis lebih andal, skalabel, dan portabel, bahkan lebih mudah dipahami. Pemrograman C Tertanam adalah jiwa dari prosesor yang berfungsi di dalam masing-masing dan setiap sistem tertanam yang kami temui dalam kehidupan sehari-hari, seperti ponsel, mesin cuci, dan kamera digital. Setiap prosesor dikaitkan dengan perangkat lunak tertanam. Hal pertama dan terpenting adalah perangkat lunak tertanam yang memutuskan fungsi sistem tertanam. Bahasa C tertanam paling sering digunakan untuk memprogram mikrokontroler .

Apa itu Bahasa C?

Bahasa C dikembangkan oleh Dennis Ritchie pada tahun 1969. Ini adalah kumpulan dari satu atau lebih fungsi, dan setiap fungsi adalah kumpulan pernyataan yang melakukan tugas tertentu.
Bahasa C adalah bahasa tingkat menengah karena mendukung aplikasi tingkat tinggi dan aplikasi tingkat rendah. Sebelum masuk ke detail pemrograman C tertanam, kita harus tahu tentang organisasi memori RAM.

Fitur utama dari bahasa C meliputi yang berikut ini.

• Bahasa C adalah perangkat lunak yang dirancang dengan berbagai kata kunci, tipe data, variabel, konstanta, dll.
• Embedded C adalah istilah umum yang diberikan untuk bahasa pemrograman yang ditulis dalam C, yang dikaitkan dengan arsitektur perangkat keras tertentu.
• C yang disematkan adalah ekstensi ke bahasa C dengan beberapa file header tambahan. File header ini dapat berubah dari pengontrol ke pengontrol.
• Itu mikrokontroler 8051 #include digunakan.

Apa itu Pemrograman C Tertanam

Dalam setiap proyek berbasis sistem tertanam, pemrograman C Tertanam memainkan peran kunci untuk membuat mikrokontroler menjalankan & melakukan tindakan yang diinginkan. Saat ini, kami biasanya menggunakan beberapa perangkat elektronik seperti ponsel, mesin cuci, sistem keamanan, lemari es, kamera digital, dll. Pengendalian perangkat tertanam ini dapat dilakukan dengan bantuan program C yang tertanam. Misalnya pada kamera digital, jika kita menekan tombol kamera untuk mengambil foto maka mikrokontroler akan menjalankan fungsi yang diperlukan untuk mengklik gambar sekaligus menyimpannya.

Pemrograman C Tersemat

Pemrograman C tertanam dibangun dengan serangkaian fungsi di mana setiap fungsi adalah sekumpulan pernyataan yang digunakan untuk menjalankan beberapa tugas tertentu. Baik bahasa C dan C yang disematkan sama dan diimplementasikan melalui beberapa elemen dasar seperti variabel, kumpulan karakter, kata kunci, tipe data, deklarasi variabel, ekspresi, pernyataan. Semua elemen ini memainkan peran kunci saat menulis program C yang disematkan.

Perancang sistem tertanam harus tahu tentang arsitektur perangkat keras untuk menulis program. Program-program ini memainkan peran penting dalam memantau dan mengendalikan perangkat eksternal. Mereka juga secara langsung mengoperasikan dan menggunakan arsitektur internal mikrokontroler, seperti penanganan interupsi, timer, komunikasi serial, dan fitur lain yang tersedia.

Pemrograman Sistem Tertanam

Seperti yang telah kita bahas sebelumnya, perancangan embedded system dapat dilakukan dengan menggunakan Hardware & Software. Misalnya, dalam sistem tertanam sederhana, prosesor adalah modul utama yang bekerja seperti jantung sistem. Di sini prosesor tidak lain adalah mikroprosesor, DSP, mikrokontroler, CPLD & FPGA. Semua prosesor ini dapat diprogram sehingga mendefinisikan kerja perangkat.

Program sistem Tertanam memungkinkan perangkat keras untuk memeriksa input & output kontrol yang sesuai. Dalam prosedur ini, program yang tertanam mungkin harus mengontrol arsitektur internal prosesor secara langsung seperti Pengatur Waktu, Penanganan Interupsi, Port I / O, antarmuka komunikasi serial, dll.

Jadi pemrograman sistem tertanam sangat penting bagi prosesor. Ada berbagai bahasa pemrograman yang tersedia untuk sistem tertanam seperti C, C ++, bahasa assembly, JAVA, skrip JAVA, visual basic, dll. Jadi bahasa pemrograman ini memainkan peran kunci saat membuat sistem tertanam tetapi pemilihan bahasa sangat penting.

Langkah-langkah untuk Membangun Program C Tertanam

Ada beberapa langkah berbeda yang terlibat dalam merancang program c tertanam seperti berikut ini.

• Komentar
• Arahan Prosesor
• Konfigurasi Port
• Variabel global
• Fungsi Inti / Fungsi Utama
• Deklarasi Variabel
• Logika Program

Komentar

Dalam bahasa pemrograman, komentar sangat penting untuk mendeskripsikan fungsi program. Kode komentar tidak dapat dieksekusi tetapi digunakan untuk menyediakan dokumentasi program. Untuk memahami fungsi program, maka akan dibuat metode sederhana untuk memahami fungsi program. Pada embedded C, comment tersedia dalam dua jenis yaitu single line dan mainline comment.

Dalam bahasa pemrograman C yang disematkan, kita dapat menempatkan komentar dalam kode kita yang membantu pembaca untuk memahami kode dengan mudah.

C = a + b / * tambahkan dua variabel yang nilainya disimpan di variabel lain C * /

Komentar Baris Tunggal

Umumnya, untuk bahasa pemrograman, komentar baris tunggal sangat berguna untuk memperjelas sebagian kecil program. Komentar ini dimulai dengan garis miring ganda (//) dan dapat ditempatkan di mana saja dalam bahasa pemrograman. Dengan menggunakan ini, seluruh baris dapat diabaikan dalam sebuah program.

Komentar Multi-Baris

Komentar multi-baris dimulai dengan satu garis miring (/) & tanda bintang (/ *) dalam bahasa pemrograman yang menjelaskan satu blok kode. Jenis komentar ini dapat diatur di mana saja dalam bahasa pemrograman dan terutama digunakan untuk mengabaikan seluruh blok kode dalam suatu program.

Arahan Prosesor

Baris yang termasuk dalam kode program disebut arahan preprocessor yang dapat diikuti melalui simbol hash (#). Baris ini adalah arahan preprocessor tetapi bukan pernyataan yang diprogram.
Kode dapat diperiksa melalui preprocessor sebelum kompilasi kode nyata dimulai & menyelesaikan arahan ini sebelum membuat kode melalui pernyataan biasa. Ada beberapa arahan preprocessor khusus yang tersedia meskipun dua arahan sangat membantu dalam bahasa pemrograman

seperti berikut ini.

#include
#include
LED Sbit = P2 ^ 3
Utama()
{
LED = 0x0ff
Menunda()
LED = 0x00
}
#menetapkan
#include
# Tentukan LED P0
Utama()
{
LED = 0x0ff
Menunda()
LED = 0x00
}

Dalam program di atas, arahan #include umumnya digunakan untuk membentuk pustaka standar seperti study dan. h digunakan untuk mengizinkan fungsi I / O menggunakan pustaka 'C'. Direktif #define biasanya digunakan untuk mendeskripsikan rangkaian variabel & mengalokasikan nilai dengan menjalankan proses dalam instruksi tertentu seperti makro.

Konfigurasi Port

Mikrokontroler menyertakan beberapa port di mana setiap port memiliki pin yang berbeda. Pin ini dapat digunakan untuk mengontrol perangkat interfacing. Deklarasi pin ini dapat dilakukan dalam program dengan bantuan kata kunci. Kata kunci dalam program c tertanam adalah standar dan juga telah ditentukan seperti bit, sbit, SFR yang digunakan untuk menyatakan bit & pin tunggal dalam suatu program.

Ada kata-kata tertentu yang dicadangkan untuk melakukan tugas tertentu. Kata-kata ini dikenal sebagai kata kunci. Mereka standar dan ditentukan sebelumnya di C. Kata kunci selalu ditulis dalam huruf kecil. Kata kunci ini harus ditentukan sebelum menulis program utama. Fungsi utama kata kunci meliputi berikut ini.

#include
Sbit a = P 2 ^ 2
SFR 0x00 = PoRT0
Bit C
utama()
{
…………… ..
…………… ..
}

sbit

Ini adalah salah satu jenis tipe data, digunakan untuk mengakses satu bit dalam register SFR.

Sintaks untuk tipe data ini adalah: sbit variable name = SFR bit

Contoh: sbit a = P2 ^ 1

Jika kita menetapkan p2.1 sebagai variabel 'a', maka kita dapat menggunakan 'a' alih-alih p2.1 di manapun dalam program, yang mengurangi kompleksitas program.

Sedikit

Jenis tipe data ini terutama digunakan untuk memungkinkan memori yang dapat dialamatkan bit dari memori akses acak seperti 20h hingga 2fh.

Sintaks dari tipe data ini adalah: nama variabel bit

Contoh: bit c

Ini adalah pengaturan seri bit dalam wilayah data kecil yang terutama digunakan dengan bantuan program untuk menghafal sesuatu.

SFR

Jenis tipe data ini digunakan untuk mendapatkan port periferal register SFR melalui nama tambahan. Jadi, deklarasi semua register SFR bisa dilakukan dengan huruf kapital.

Sintaks dari tipe data ini adalah: Nama variabel SFR = alamat SFR untuk register SFR

Contoh: SFR port0 = 0 × 80

Jika kita mengalokasikan 0 × 80 seperti 'port0', maka kita bisa menggunakan 0 × 80 sebagai pengganti port0 di manapun dalam bahasa pemrograman untuk mengurangi kesulitan program.

Daftar SFR

SFR adalah singkatan dari Special Function Register. Pada mikrokontroler 8051, ini termasuk memori RAM dengan 256 byte, yang dibagi menjadi dua elemen utama: elemen pertama 128 byte terutama digunakan untuk menyimpan data sedangkan elemen 128 byte lainnya terutama digunakan untuk register SFR. Semua perangkat periferal seperti pengatur waktu, penghitung & port I / O disimpan dalam register SFR & setiap elemen menyertakan satu alamat.

Variabel Global

Ketika variabel dideklarasikan sebelum fungsi kunci dikenal sebagai variabel global. Variabel ini dapat diizinkan pada fungsi apa pun di dalam program. Rentang hidup variabel global terutama bergantung pada pemrograman hingga mencapai akhir.

#include
Unsigned int a, c = 10
Utama()
{
……………
………… ..
}

Fungsi Inti / Fungsi Utama

Fungsi utama adalah bagian sentral saat menjalankan program apa pun dan dimulai dengan fungsi utama secara sederhana. Setiap program hanya menggunakan satu fungsi utama karena jika program tersebut menyertakan satu fungsi utama di atas, selanjutnya compiler akan kebingungan dalam memulai eksekusi program.

#include
Utama()
{
……………
………… ..
}

Deklarasi Variabel

Nama seperti variabel digunakan untuk menyimpan nilai tetapi variabel ini harus dideklarasikan terlebih dahulu sebelum digunakan dalam program. Deklarasi variabel menyatakan namanya serta tipe datanya. Di sini, tipe data tidak lain adalah representasi dari penyimpanan data. Dalam pemrograman C tertanam, ia menggunakan empat tipe data fundamental seperti integer, float, karakter untuk menyimpan data di dalam memori. Ukuran tipe data, serta range, dapat ditentukan tergantung pada kompilernya.

Tipe data mengacu pada sistem ekstensif untuk mendeklarasikan variabel dari tipe yang berbeda seperti integer, character, float, dll. Perangkat lunak C tertanam menggunakan empat tipe data yang digunakan untuk menyimpan data dalam memori.

'Char' digunakan untuk menyimpan satu karakter 'int' digunakan untuk menyimpan nilai integer, dan 'float' digunakan untuk menyimpan nilai floating-point presisi. Ukuran dan kisaran tipe data yang berbeda pada mesin 32-bit diberikan dalam tabel berikut. Ukuran dan jangkauan dapat bervariasi pada mesin dengan ukuran kata yang berbeda.

• Ukuran tipe data char / signed char adalah 1 byte dan range dari -128 sampai +128
• Ukuran tipe data karakter unsigned adalah 1 byte dan rentangnya dari 0 hingga 255
• Ukuran tipe data int / ditandatangani adalah 2 byte dan kisarannya dari -32768 hingga 32767
• Ukuran tipe data unsigned int adalah 2 byte dan rentangnya dari 0 hingga 65535

Utama()
{
Unsigned int a, b, c
}

Struktur Program C Tertanam ditunjukkan di bawah ini.

• komentar
• arahan preprocessor
• variabel global
• fungsi utama

{

• variabel lokal
• pernyataan
• ………… ..
• ………… ..

}

• kesenangan (1)

{

• variabel lokal
• pernyataan
• ………… ..
• ………… ..

}

Logika Program

Logika program adalah rencana jalur yang muncul dalam teori di balik & keluaran tindakan program yang dapat diprediksi. Ini menjelaskan pernyataan sebaliknya teori tentang mengapa program tertanam akan bekerja dan menunjukkan efek yang diakui dari tindakan sebaliknya sumber daya.

Utama
{
LED = 0x0f
penundaan (100)
LED = 0x00
penundaan (100)
}

Faktor Utama Program C Tertanam

Faktor utama yang harus dipertimbangkan saat memilih bahasa pemrograman untuk mengembangkan sistem tertanam meliputi yang berikut ini.

Ukuran Program

Setiap bahasa pemrograman menempati beberapa memori di mana prosesor tertanam seperti mikrokontroler menyertakan jumlah memori akses acak yang sangat sedikit.

Kecepatan Program

Bahasa pemrograman harus sangat cepat, jadi harus dijalankan secepat mungkin. Kecepatan perangkat keras tertanam tidak boleh dikurangi karena perangkat lunak berjalan lambat.

Portabilitas

Untuk prosesor tertanam yang berbeda, kompilasi program serupa dapat dilakukan.

• Implementasi Sederhana
• Perawatan Sederhana
• Keterbacaan

Perbedaan antara Program C dan Program C Tertanam

Perbedaan antara pemrograman C dan C tertanam sebenarnya tidak jauh dari lingkungan operasi dan beberapa ekstensi. Bahasa pemrograman ini adalah Standar ISO dan juga memiliki sintaks, fungsi, tipe data yang kira-kira serupa, dll. Perbedaan utama antara pemrograman C dan pemrograman c tertanam meliputi yang berikut ini.

Contoh Program C Tertanam

Berikut ini adalah beberapa program C Tertanam sederhana yang digunakan untuk proyek berbasis mikrokontroler .

Contoh 1

Contoh-2

Contoh-3

Contoh-4

Keuntungan

Itu keuntungan dari programmin c tertanam g termasuk yang berikut ini.

• Ini sangat mudah dimengerti.
• Ini menjalankan tugas serupa secara terus menerus sehingga tidak ada persyaratan untuk mengubah perangkat keras seperti memori tambahan atau ruang penyimpanan.
• Ini hanya menjalankan satu tugas sekaligus
• Biaya perangkat keras yang digunakan dalam c tertanam biasanya sangat rendah.
• Aplikasi tertanam sangat sesuai di industri.
• Dibutuhkan lebih sedikit waktu untuk mengembangkan program aplikasi.
• Ini mengurangi kompleksitas program.
• Mudah untuk diverifikasi dan dipahami.
• Ini portabel dari satu pengontrol ke pengontrol lainnya.

Kekurangan

Itu kerugian dari pemrograman c tertanam termasuk yang berikut ini.

• Pada suatu waktu, itu hanya menjalankan satu tugas tetapi tidak dapat menjalankan multi-tugas
• Jika kita mengganti program maka perlu mengganti perangkat kerasnya juga
• Ini hanya mendukung sistem perangkat keras.
• Ini memiliki masalah skalabilitas
• Ini memiliki batasan seperti memori terbatas jika tidak kompatibilitas komputer.

Aplikasi Program C Tertanam

Itu aplikasi pemrograman c tertanam termasuk yang berikut ini.

• Pemrograman C tertanam digunakan di industri untuk tujuan yang berbeda
• Bahasa pemrograman yang digunakan dalam aplikasi adalah pemeriksa kecepatan di jalan raya, pengendalian lampu lalu lintas, pengendalian lampu jalan, pelacakan kendaraan, kecerdasan buatan, otomatisasi rumah, dan pengendalian intensitas mobil.

Kami berharap kami berhasil menyediakan cara yang mudah dan mudah didekati untuk pemula Pemrograman C tertanam . Pemahaman tentang pemrograman C Tertanam adalah prasyarat paling penting untuk merancang proyek berbasis tertanam. Selain itu, pemahaman yang lebih baik dan pengetahuan yang tepat tentang pemrograman C tertanam sangat membantu siswa dalam memilih karir yang bermanfaat.

Kami mendorong dan menyambut pertanyaan, saran, dan komentar dari pembaca kami. Oleh karena itu, Anda dapat memposting pertanyaan dan umpan balik Anda tentang artikel ini di bagian komentar yang diberikan di bawah ini. Ikuti tautan di bawah ini untuk Proyek tanpa solder