###嵌入式 C語言 與 一般C語言的差異###

• 特別注重如何用 嵌入式C語言 控制硬體：
  一般 C 語言不需去控制硬體，不過 嵌入式C語言 需要學會如何用程式去控制硬體。
• 特別注重執行檔底層運作原理：
  一般 C 語言只要能編譯出執行檔，放到 Windows 上跑即可。 嵌入式C語言 會詳細介紹執行檔運作時的底層原理。如：「負數」在電腦內如何表示的問題。一般程式師只要能寫出「-2」就可以了。嵌入式 C 語言工程師得知道，在電子電路層面上，是根本沒有「負號」這個觀念的，電子電路只能用「0 與 1」來表示「負數」。如何做到這點，就是我們 嵌入式C語言 課程內容會教的。
• 特別注重 C 語言中的「條件編譯」：
  一般 C 語言工程師，他們執行檔案的硬體平台只有 Intel x86 一種，所以他們的程式碼撰寫時，不用考慮到這份原始碼可能會移植到不同硬體的情況。但要寫到「一份程式」能在「千萬種不同手機」上跑起來，就是功力了。因此，寫 嵌入式C語言 的工程師，會大量運用一大堆 if ~ then 的條件判斷，讓程式編譯成執行檔時，會根據目標硬體的不同，編譯出不同硬體平台的執行檔。而這種手法，就稱為「條件編譯」，乃嵌入式軟體工程師特別需要訓練的能力。

###課程目標###

• 熟悉 嵌入式C語言 開發環境的架設與使用。
• 了解 C 語言變數、分支、迴圈、函式…等基本語法。
• 認識前處理器、指標、特殊宣告等嵌入式系統常用的技巧。
• 知道一般 C 語言與嵌入式 C 語言不同之處。

###課程對象###

• 對嵌入式程式設計有興趣者。
• 有心朝嵌入式軟體工程師領域邁進的學員。
• 未來對於進入 Embedded Linux 相關工程師有興趣者。

###課程內容###

第一章　課程介紹與環境安裝

• C 語言歷史介紹
• 開發環境安裝
• 開發板與 PC 的連接
• 如何傳送檔案到開發板

第二章　C 語言程式骨架與編譯流程

• C 語言原始碼基本架構
• 編譯與執行
• 一般編譯與執行
• 交叉編譯與執行
• 使用 Make 編譯執行檔
• 除錯工具 gdb 介紹
• 如何對開發板執行遠程除錯

第三章　定數、變數、常數

• 定數四大種類
• – 整數定數：123, 0123, 0×123, 123L, 123LL, 123u
• – 浮點數定數：1.23, 1.23F, 1.23L, 1.23e-5
• – 文字定數：’a', L’a', “Hello"
• – 布林值定數：true, false
• 變數
• – 宣告公式：正負號 長度 型態 名稱 = 初值
• – 命名規則與習慣
• – 溢位與不足（Overflow vs. Underflow）
• – 固定寬度變數：int8_t, uint8_t, int16_t, uint16_t, …
• – 轉型（Casting）
• 常數
• – #define 常數
• – const 常數
• – enum 常數

第四章　運算子

• 運算子簡介
• 各種運算子介紹
• – 算數運算子
• – 關係運算子
• – 條件運算子
• – 位元運算子
• – 其它運算子
• 運算子優先順序與結合性
• 運算式（Expression）

第五章　分支與迴圈

• 分支：if~else, switch~case
• 迴圈：for, while, do~while

第六章　複合資料結構

• 陣列
• – 宣告方法
• – 陣列在底層記憶體的排列方式
• 字串
• – char * 與 char [ ] 的不同
• – 常用的字串函數
• 結構體（struct）
• – 簡介、定義、宣告
• – 結構體在底層記憶體的排列方式
• – 結構體成員對齊記憶體存取邊界的方法（Memory Alignment）
• – 位元欄位（bitwise field structure）
• 組合體（union）
• – 簡介、定義、宣告
• – 組合體在嵌入式系統上的應用場合

第七章　指標

• 簡介與定義：指標 = 存放位址的變數
• 宣告與初始化
• 各種指標介紹與應用
• – 整數、浮點數、字元指標
• – 萬用指標：void *
• – 陣列指標
• – 常數指標 vs. 指標常數（Pointer of Constant vs. Constant Pointer）
• 如何直接存取嵌入式系統內的特定位址
• – 宣告語法
• – 慣用資料型態：unsigned long *
• – volatile 修飾字

第八章　函數

• 函數定義、宣告、呼叫
• 區域變數、全域變數、與靜態變數
• 參數如何傳遞：傳值呼叫 vs. 傳址呼叫
• 指向函數的指標（Function Pointer）
• 回呼函數（Callback Function）
• 利用函數傳回「左值（l-value, Left Value）」

第九章　檔案操作

• 檔案串流介紹（File Streaming）
• 使用 C 標準函式庫存取檔案：fopen(), fclose(),…
• 使用 Linux 系統呼叫存取檔案：open(), close(),…

第十章　前置處理器

• 前置處理器命令簡介
• 巨集定義指令（#define）
• – 定義常數與函數
• – 字串化運算子（Stringify Operator）：#
• – 字符相接運算子（Token Concatenation Operator）： ##
• 條件式編譯（#if）
• – 語法介紹：#ifdef, #if defined(…)
• – 使用時機
• – 當成註解使用：#if 0 ~ #else ~ #endif
• 標頭檔引入（#include）
• – 語法：#include 與 #include “…"
• – 多重引入所造成的問題（Multiple Include Problem）
• 其它指令：#error, #pragma,…

第十一章　使用C語言模擬物件導向

• 物件導向程式設計簡介與好處
• 使用 C 語言模擬「封裝」
• 使用 C 語言模擬「繼承」
• 使用 C 語言模擬「多型」

第十二章　其它嵌入式 C 語言技巧

• GNU 對 C 語言的擴充語法
• – switch ~ case 支援「範圍」
• – 零長度陣列
• – __builtin_XXX 系列函數
• 嵌入式 C 語言中 if 條件特殊寫法： if (0= =x)
• 可變動函數參數個數（Variable Parameters of Functions）
• 程式優化技巧
• – 環狀緩衝區
• – 查表法