1. Fundamentos Del Lenguaje ANSI C

7/29/2019 1. Fundamentos Del Lenguaje ANSI C

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Profesor:

Mag. Ing. Sergio Salas Arriarn

Diseo de sistemas

microprocesados

Facultad de Ingeniera Electrnica y Mecatrnica

Carrera: Ingeniera Electrnica

Fundamentos del lenguaje ANSI C

Mag. Ing. Sergio Sala


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Objetivo general del curso

El alumno disea dispositivos electrnicos basados en sistemas embebidos c

resolver problemas de baja y mediana complejidad haciendo uso para esto d

lenguaje ANSI C con suma destreza.


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Competencias esperadas en el

curso

1. Diseo de hardware basado en el uso del lenguaje ANSI C.2. Trabajo en equipo.

3. Responsabilidad en el cumplimiento de las tareas y evaluac

4. Honestidad.

5. Motivacin.

Recomendaciones para cumplir con las competencias:

1. Asistir a clases puntualmente. NO FALTE, tome en cuenta

temas del curso carecen de bibliografa completa en la w

2. Estudiar constantemente del material de clases. Resolver

ejercicios propuestos.3. Use su placa de desarrollo en casa para practicar diferent

No olvide llevarla a todas las clases.

4. Mostrar respeto a sus compaeros y al curso.

5. Participacin activa en clases, HAGA PREGUNTAS.


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Sistema de calificacin

PF = LB1+LB2+LB3+LB4+LB5+LB6+LB7+LB8 min(LB)

7

Donde PF = Promedio final del curso.

LBx = Laboratorio calificado N xLB1 : Semana 4 (Evaluacin terica de programacin)

LB2 : Semana 5 y 6 (Presentacin del mdulo de desarrollo-Trabajo prctico L

LB3 : Semana 7 (Trabajo prctico Teclado, LCD)

LB4 : Semana 10 (Trabajo prctico TIMER 1)

LB5 : Semana 12 (Trabajo prctico ADC)

LB6 : Semana 14 (Trabajo prctico Puerto SERIE)LB7 : Semana 17 (Trabajo prctico PWM)

LB8 : Semana 19 (Trabajo prctico Input Capture)


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Herramientas

necesarias para el cursoFacultad de Ingeniera Electrnica y Mecatrnica



1. Mdulo de desarrollo basado en el dsPIC30F3014.

2. Cable USB tipo A-B.

3. Software MPLAB IDE.

4. Compilador MPLAB C30.5. Informacin del curso dada en clase.


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Carrera: Ingeniera ElectrnicaEl lenguaje ANSI C

El lenguaje C fue diseado en el ao 1972 en los laboratorios Bell. La intencin

principal fue la de reescribir el sistema operativo Unix de una forma portable,

ya que el Unix fue escrito en lenguaje ensamblador y tena que ser

completamente reescrito para cada nueva mquina. El lenguaje C fue basado

en lenguajes previos como el B y BCPL, por lo cual la denominacin de C.

El xito del C en pequeos procesadores se debe al hecho de no es un lenguaje

de alto nivel, sino un macro ensamblador altamente portable, lo cual permite

tener la misma flexibilidad que el lenguaje ensamblador ofreciendo casi el

mismo nivel de eficiencia.

Para un sistema embebido, la aplicacin en C no presenta archivos, sistema

operativo ni editor, en su lugar otra mquina tiene que ser usada para crear y

compilar la aplicacin. El resultado se enva a la mquina definitiva target para

que lo ejecute. La mquina usada para compilar la aplicacin es llamada el

sistema host y la mquina que ejecuta la aplicacin es conocida como sistema

target.



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Ventajas del uso del lenguaje ANSI C

en sistemas embebidos El lenguaje C es universal y por tanto es fcil portar un programa hecho

para un microcontrolador a otro modelo de microcontrolador.

El lenguaje C facilita el trabajo en equipo.

El lenguaje C permite la modularizacin o creacin de libreras especficas

para el manejo de perifricos conocidos como el LCD, puerto RS232,

Display 7 segmentos, etc.

El lenguaje C permite el encapsulado (programas con entradas o

argumentos

y salidas especficas o retornos).

El lenguaje C es una herramienta rpida de programacin.

El lenguaje C permite la incorporacin de bloques de ensamblador.

El compilador utiliza todo el set de instrucciones, por lo tanto convierte el

cdigo en C a un programa eficiente en lenguaje ensamblador.





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Desventajas del uso del lenguaje Cen sistemas embebidos

El lenguaje C ocupa mayor espacio en la memoria

FLASH y requiere un mayor consumo de memoria

RAM.

Los buenos compiladores tienen un precio, los

ensambladores son gratuitos.

Los compiladores son programas que pueden teneralgunos inconvenientes.

Los compiladores generan cdigo redundante e

innecesario que muchas veces no es necesario

ejecutar.



Mag. Ing. Sergio Salas


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Estructura de un programa en C#include "p30fxxxx.h

//Macros para la configuracin de los fusibles

_FOSC(CSW_FSCM_OFF & XT_PLL4);

_FWDT(WDT_OFF);_FBORPOR(PBOR_OFF & PWRT_16 & MCLR_EN);

_FGS(CODE_PROT_OFF);

int main()

{El programa principal se ingresa dentro de las

llaves de la funcin primaria main().

}





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Comentarios en ANSI C




Los comentarios pueden ser de dos tipos:

1. Comentarios de una sola lnea. Haciendo uso del operador //

2. Comentarios que abarcan varias lneas. Haciendo uso del operador

/* (inicio del comentario) y */ (fin del comentario)

Por ejemplo:

a = 5; //Esto es un comentario al lado de una instruccin.

/*Esta es una forma de realizar un comentario

compuesto por dos o ms lneas.*/


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Fin de las sentencias en ANSI C




En el lenguaje C todas las sentencias deben finalizar con ; ya que de no

hacerlo el compilador arrojar un error. Por ejemplo:

a = 5; //Forma correcta

a = 4 //Error

As mismo, puede haber mas de una instruccin en una sola lnea:

a = 4; b = 3; c++;

De la misma manera, los espacios en blanco son ignorados por el compilador:

a = 5 +2; // Forma correcta

a = 5

+ 2; //Tambin es correcto, pero genera desorden en el programa.


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Maysculas y minsuculasEn ANSI C las variables escritas con minsculas son diferentes de

las escritas con

Letras maysculas. Por ejemplo:

Variable variable VARIABLE VARIable variablE

Los nombres de las variables jams pueden comenzar con un

dgito o llevar espacios en blanco. Por ejemplo:

int 7seg; // incorrectochar num entero; // incorrecto

La forma adecuada sera:

int sevenseg;

char num_entero;





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Carrera: Ingeniera ElectrnicaTipos de variables


Tipo Tamao (bits) Rango

bit 1 0 a 1

signed char 8 -128 a 127

unsigned char 8 0 a 255

int 16 -32768 a 32767

unsigned int 16 0 a 65535short 16 -32768 a 32767

unsigned short 16 0 a 65535

signed long 32 2 147 483 648 a +2 147 483

647

unsigned long 32 0 to 4 294 967 295float 32 1.17549E-38 a

6.80565E38

double 32 1.17549E-38 a

6.80565E38


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Declaracin de variablesLas variables por defecto se almacenan en la memoria SRAM. Por esta razn, esrecomendable no crear ms variables de las que realmente se necesitan para no

malgastar los recursos de memoria.

unsigned char a = 5; //Variable global (puede ser usada en todo el programa

float pi = 3.1415; //por las diferentes funciones.

void main( )

{

char b = -8; //Variable local (solo puede ser usada en el mbito de la

// funcin main()

unsigned int k = 12000;

}

void sumar( )

{

unsigned char var;

var = a +10; //Correcto. a es una variable global.

var = b +90; //Error b no existe para esta funcin

}





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El Complemento a 2




char b = -8;b = 1111 1000

El nmero 8 en binario es: 0000 1000

Si lo invertimos obtenemos: 1111 0111

Si le sumamos 1 tenemos: 1111 1000 = -8 complemento a 2

De la misma manera si tenemos -8: 1111 1000

Y luego lo invertimos: 0000 0111

Y finalmente le sumamos 1: 0000 1000

Suponga que quiere sumar 5 8. Entonces:

0000 0101 -> 5

1111 1000 ->-8--------------

1111 1101 -> -3

Suponga que quiere sumar -8 y -3. Entonces:

1111 1000 -> -8

1111 1101 -> -3

-------------

1111 0101 -> -11


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Constantes


Muchas veces, es necesario crear variables cuyo contenido se mantenga esttico. Porejemplo, puede recordar las tablas en lenguaje ensamblador en donde se fijaba un

mensaje que se poda presentar en la pantalla LCD o el los Displays 7 segmentos. Dicho

mensaje se almacenaba en la memoria FLASH.

Las variables constantes se almacenan en FLASH y por tanto su contenido no se puede

actualizar. Para declarar una variable constante se hace uso del operador const.

const unsigned char data = 10;

const temp = 36.5;

const charcurso[ ] = {A,r,q,u,i,t,e,c,t,u,r,a};

void main ()

{TRISB = 0x00;

TRISD = 0x00

PORTB = data;

PORTD = curso[4];

}


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El comando del preprocesador

#define




El comando del pre procesador #define es una macro que define un valor constante

que puede ser reemplazado por un Alias en todo el programa. El abuso de este

tipo de comando no genera ningn gasto en memoria del sistema embebido.

La ventaja del uso del #define es que permite mejorar la legibilidad del programa.

Ejemplo:

#define ES_PAR 0#define ES_IMPAR 1

unsigned char residuo;

void main( )

{

TRISB = 0xFF;

TRISD = 0x00;

residuo = PORTB%2;if(residuo == 0)

PORTD = ES_PAR; //PORTD = 0

else

PORTD = ES_IMPAR; //PORTD = 1

}


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Operadores aritmticos en C




Operador Operacin

+ Suma

- Resta

* Multiplicacin

/ Divisin

%Residuo

++ Autoincremento

-- Autodecremento


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Ejemplo de operaciones aritmticas


char a=8, b=-3;

char c;

void main( )

{

c = a + b; //c = 5c = a b; // c = 11

c = a * b; // c = -24

c = a / b; //c = -2

b = 3;

c = a / b; // c = 2

c = a % b; // c = 2c++; // c = 3

c = a++; // c = 8, a = 9

c = ++a; // c = 10, a = 10

c = a- -; // c = 10, a = 9

c = - -a; // c = 8, a = 8

}


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Operadores de campo de bit




Operador Operacin

& AND

| OR

^ XOR

~ NOT

> Corrimiento derecha


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Ejemplo de operaciones binarias




char a=0b1111 0000, b=0b00110011;

char c;

void main( )

{c = a & b; // c = 00110000 (AND)

c = a | b; // c = 11110011 (OR)

c = a ^ b; // c = 11000011 (XOR)

c = ~ b; // c = 11001100 (NOT)a = 0b10101100;

c = a > 3; // c = 0001 0101

}


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Operadores lgicos y relacionales




Operador Operacin

== Igual a

!= Diferente de

> Mayor que

< Menor que

>= Mayor o igual a


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Ejemplo de operaciones lgicas




char a= 15, b=15;

char c;

void main(void)

{

c = a == b; // c = 1 (Verdadero)c = a != b; // c = 0 (Falso)

c = a > b; // c = 0 (Falso)

c = a < b; // c = 0 (Falso)

c = a >= b; // c = 1 (Verdadero)

c = a


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Sentencias de seleccin if




if ( Expresin)

Instruccin 1;

else

Instruccin 2;

Condicin verdadera porque elargumento es mayor a 0.

Caso contrario la condicin es falsa porqu

el argumento es 0.

if (Expresin)

{

Instruccin 1;

Instruccin 2;

}else

{

Instruccin 3;

Instruccin 4;

}

Se utiliza la apertura y cierre de la llave cada

vez que hay ms de una sentencia dentro del

condicional


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Ejemplos de condicionales

compuestos




if ( (a>b) && (a >c) ) //Si a es mayor que b y a es mayor que c

{

}

if ( (a != b) || (a !=c) ) //Si a es diferente de b o a es diferente de c

{

}

if ( a == b) //Si a es igual a b

{

}


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Errores comunes con la sentencia

if




unsigned char a = 5, b = 7, c;void main()

{

if ( a = b)

{

c = 10;

}while(1);

}

unsigned char a = 5, b=7,c;

void main()

{

if( a > 4 & b > 6)

{

c = 10;

}

while(1);}

Error a = b, es decir a = 7 y como es una

asignacin vlida el argumento de if es 1 y

por tanto la condicin es considerada verda

por lo cual c = 10.

No afecta el resultado ya que a>4 = 1 y b>6

La operacin AND entre ambos valores da

por tanto la condicin es considerada verda

y c = 10. Sin embargo, es importante tener

cuenta que se est realizando la operacin

y no la operacin lgica.


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La evaluacin de varios estados

con if




unsigned char k = 0;

void main()

{

TRISB = 0xFF;

while(1)

{ if(PORTB =10 && PORTB 50 && PORTB < 150) k = 100;

else if(PORTB >=150 && PORTB < 200) k =150;

else k = 200;

}

}

El problema de este anidamiento if-else if es que se deben evaluar todas las condicione

vlida. Una vez hallada la condicin vlida se sale de la sentencias if. Si existen mucha

evaluar, el anidamiento if-else if puede resultar ineficiente.


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Sentencias de seleccin switch()




Para resolver el problema de ineficiencia debido a mltiples condiciones posiblespara una variable se puede hacer uso de la sentencia switch() que nicamente

evala la opcin correcta y ejecuta las instrucciones especificadas para dicha

condicin. La sentencia tiene la siguiente estructura:

switch (condicin)

{

case condicin 1:Instrucciones;

break;

case condicin 2:

Instrucciones;

break;

case condicin N:

Instrucciones;

break;

default:

Instrucciones;


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Ejemplo de uso del switch()unsigned char resul;

void main(){

TRISB = 0xFF;

switch(PORTB)

{

case 0:

resul = 10;break;

case 1:

resul = 11;

break;

..

..

case 200:

resul = 245;

break;

default:

resul = 0;

}


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Sentencias iterativas: bucle forfor (expresin in icial; con dicin de la exp resin, incremento de la expresin){

Instrucciones

}

unsgined char i;

for (i = 0; i


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Sentencias iterativas: bucle

while()while (condicin)

{

Instrucciones

}

int p = 10;

while (p


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Sentencias iterativas: bucle do

while()Aqu al menos las intrucciones se ejecutan una sola vez si es que la condicin dentrodel while() es falsa desde un inicio.

do

{

Instrucciones

}while(condicin);

Ejemplo:

unsgined char a=2,k=0;

void main()

{

k = 5;do

{

a ++;

}while(k


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Sentencias iterativas: goto

Muy similar a la sentencia goto en lenguaje ensamblador. De la misma manera,

etiquetas. Cierta literatura sobre el lenguaje ANSI C recomienda no abusar de e

sentencia dado que podra ocasionar problemas al compilador. En el caso de A

embebidos esto no aplica ya que la sentencia goto tiene relacin directa con la

lenguaje ensamblador.

Ejemplo:

unsigned char p = 0;

INICIO:p++;

if(p


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La sentencia break

Esta sentencia se utiliza para finalizar la iteracin cuando ocurre cierta condici

en su interior.

Ejemplo: Calcular el factorial de 5.unsigned char fact = 1;

void main()

{

for(i = 1; i


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M I S i S l

La sentencia continue

continue es una sentencia que se utiliza dentro de los bucles iterativos para controlar

Esta instruccin normalmente se utiliza dentro de un condicional if para generar la sig

Ejemplo: Hacer un programa que sume los nmeros pares del 1 al 10.unsigned char suma;

void main()

{

unsigned char i = 0;

for( i = 0; i

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