3. Vectores Punteros Funciones Estructuras

7/29/2019 3. Vectores Punteros Funciones Estructuras

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Profesor:

Mag. Ing. Sergio Salas Arriarn

Diseo de sistemas

microprocesados

Facultad de Ingeniera Electrnica y Mecatrnica

Carrera: Ingeniera Electrnica

Tercera semana:

Vectores, punteros, funciones, estructuras y

Uniones en ANSI C


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Vectores

Mag. Ing. Sergio Sala

Los vectores son pilares en el lenguaje C ya que permiten agrupar un conjunto de dat

variable. Cada dato tiene una ubicacin en memoria SRAM y es accedido a travs deLa declaracin de un vector sigue el siguiente formato:

tipo de dato nombre_del_vector[cantidad de elementos]

Se puede inicializar un vector de varias formas, asignando una cadena de caracteres

datos. No es necesario indicar la dimensin en estos casos ya que el compilador auto

que la dimensin del vector es igual al nmero de elementos asignados.

Por ejemplo:charnombre[] = Arquitectura de computadoras II;

char num[] = {1,2,3,4,5,6,7,8,9,10};

unsigned char edad[5]; /*Se crea un vector de nombre edad de 5 elementos, donde

cada elemento es de 8 bits*/

void main(){

edad[1] = 10; //El segundo elemento toma el valor de 10.

PORTB = edad[1];

while(1);

}


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Ubicacin de un vector en la SRAM




edad[0]

edad[1]

edad[2]

edad[3]

edad[4]

SRAM0x800

0x801

0x802

0x803

0x804

El primer elemento del vector tiene ndice 0. Por defecto

en el compilador HI-TECH C los vectores se comienzan

a crear a partir de la direccin 0x800.

Todos los ndices deben ser siempre nmeros enteros

y positivos.

Tambin es posible crear vectores de datos de mayorcapacidad como por ejemplo 16 bits:

unsigned int vector[3]={0x4050,0xCA0F,0x6F58};

en donde: la SRAM se distribuye de la manera siguiente:

0x800

0x801

0x802

0x803

0x804

0x805

0x806

0x50

0x40

0x0F

0xCA

0x58

0x6F


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Restricciones de los vectores (parte

I)



Mag. Ing. Sergio Salas

Muchas veces los programadores de ANSI C acostumbrados a trabajar en un

entorno rico en recursos como lo es un computador compatible no tienen cuidado

con la excesiva cantidad de declaracin de vectores en sus programas. El

dsPIC30F3014 posee recursos limitados de memoria por lo cual no se debe

abusar del uso de los vectores y menos si estos son declarados con tipos de mas

de 16 bits (long, float). Por ejemplo:

float numeros[100];

int detalles[500];

unsigned char coordenadas[600];

unsigned short muestras[400];

void main()

{

}

Demasiadas variables.

La memoria resulta

insuficiente.


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Restricciones de los vectores (parte

II)




Por otro lado, es el programador quien debe tener sumo cuidado de no exceder el lmite

vector ya que podra alterar el contenido de otras variables.

Por ejemplo:

unsigned char edad[4] = {20,30,40,50};

unsigned char peso[4] = {70,80,90,85};

void main(){

peso[3] = 51;

edad[4] = 55;

while(1);

}

Dado que no debe tener ndice 4, edad[4] no est especificado e invadir el espacio dim

peso[0], con lo cual peso[0] = 55. Esto obviamente no es lo que se quera realizar. Este ti

nicamente mencionado por el compilador como advertencia ms no como error.


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Matrices




Las matrices son realmente vectores, pero son declarados como arreglos bidimiensionaposeen dos ndices: uno para indicar el nmero de fila y otro para el nmero de column

unsigned char tabla[3][4] = {0,1,2,3

10,11,12,13,

20,21,22,23};

tabla[0][0] tabla[0][1] tabla[0][2] tabla[0][3]



No es recomendable el uso de matrices en un microcontrolador dado que la cantidad dnecesaria equivale a multiplicar ambos ndices por el nmero de bytes de datos. Por ej

tabla utiliza 3x4x1 bytes = 12 bytes de la memoria SRAM.

PORTB = tabla[2][2]; //PORTB = 22;


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Punteros




Los punteros son sumamente importantes en C ya que al igual que los vectorerelacionar un conjunto de datos a una sola variable. La diferencia radica en qu

direccin dinmica y puede apuntar a cualquier posicin de la memoria SRAM.

declaracin de un puntero es la siguiente:

unsigned char *p;char*mensaje = Hola mundo;

En el primer caso se declara un puntero de nombrep que apunta a valores de

compilador se encarga de definir la direccin que este puntero posee en la SR

ser modificado por el programador. En el segundo caso se declara un punteromensaje el cual ha sido inicializado con una cadena de caracteres ASCII. El co

de asignar una direccin para almacenar estos caracteres. Dicha direccin no

misma y depender de cuantas otras variables hayan sido declaradas.


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Manejo de punteros




unsigned charmensaje[]=Hola Mundo;

unsigned char *p;

void main()

{

TRISB = 0x00;p = &mensaje[0]; //p apunta a mensaje

PORTB = *p; //PORTB = H

p++; //p apunta a mensaje[1]

PORTB = *p; //PORTB = o

p[2]='K'; //mensaje[3]= K

while(1);

}


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Ejemplo de llenado de un

puntero


unsigned char mensaje[] = "Hola Mundo";

unsigned char *p;

char i = 0;

void main()

{

p = &mensaje[0];

for(i=0;i


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FuncionesFacultad de Ingeniera Electrnica y MecatrnicaCarrera: Ingeniera Electrnica


Tipo de la funcin Nombre de la funcin(tipo1argumento 1, tipo2 argumento 2, ,

tipoN argumento N)

Tipo de la funcin: Es el tipo de variable que se va a retornar. Puede ser un unsigne

char, un int, un

puntero, un vector, etc. Si no se va a retornar ningn valor la

funcin, esta debe declararse de tipo void.

Nombre de la funcin: Puede ser cualquier nombre que no comience con un dgito

numrico. El nombre

debe ser nico en todo el proyecto para evitar conflictos.

Argumentos: Son parmetros iniciales que se ingresan a la funcin para que a

partir de dichosvalores se genere un nuevo resultado. Cada argumento debe s

Las funciones son rutinas agrupadas dentro de un bloque que posee entradas (argume(retornos) y se utilizan cuando el programa hace uso de bloques de cdigo que normal

repetitivos como por ejemplo: Inicializar el LCD, transmitir un byte por el USART, conver

binario a BCD, etc. Las funciones se caracterizan por tener la siguiente nomenclatura:


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Cmo se crea una

funcin?




La funcin tiene dos etapas:

1. La declaracin.

2. La definicin de su estructura.

Suponga que quiere desarrollar una funcin que retorne 0 si un nmero es impar.

El cdigo es el siguiente:

unsigned char PAR_IMPAR(unsigned char num);

void main()

{

TRISB = 0xFF;

TRISD = 0;

PORTD = PAR_IMPAR(PORTB);

while (1);

}

unsigned char PAR_IMPAR(unsigned char num)

{

if(num%2 == 0) return(1);

else return(0);}

Declaracin de la

funcin

Estructura de la

funcin

Invocacin a la

funcin.


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La sentencia return


Esta sentencia indica el fin de la funcin y permite retornar un valor. El valor de retorno

mismo tipo de dato del cual fue declarada la funcin. Una funcin puede poseer mltipl

return. Pero, solo una de ellas se puede ejecutar a la vez.

Por ejemplo:

unsigned char ff_verifica(unsiged char num)

{

if(num=50 && num =100 && num


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Funciones sin retorno (void)




Muchas veces se requieren funciones nicamente para la ejecucin de

procedimientos, pero, no es necesario que para esto retornen un valor.

Estas funciones deben ser entonces declaradas del tipo void. De la misma

manera, si la funcin no recibiera parmetro alguno se coloca dentro del

argumento el parmetro void o simplemente se deja vaco. Por ejemplo:

void presenta(void)

{

TRISB = 0xFF;TRISD = 0x00;

PORTD =~ PORTB;

}

void main()

{

presenta();

PORTD=0;

presenta();

while(1);

}


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Funciones recursivas




Es posible que una funcin se llame a si misma hasta que en un punto el retornogenere un valor conocido y de ah converja un resultado. Esto se conoce como

recursividad. Por ejemplo:unsigned int fact(unsigned int num);

unsigned int val=0;

void main(){

val = fact(5);

while(1);

}

unsigned int fact(unsigned int num){

if ( num


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Variables locales y globales


Toda variable declarada fuera del mbito de una funcin es considerada global. Las vari

dentro del mbito de una funcin son consideradas locales. Las variables globales pueddesde cualquier funcin. Las variables locales solo existen dentro del mbito de una fun

Por ejemplo:

unsigned char a = 0; //variable global

void main()

{

unsigned char b; //variable localTRISB = 0xFF;

b = PORTB;

a = ~b;

while(1);

}

void config_Puerto(unsigned char config)

{

TRISD = config;

a = 0; //la variable global

} //puede ser usada aqu


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Sobrecarga de las variables locales y

globales




Qu sucede si declaramos una variable local y una global con el mismo nom

unsigned int fc(unsigned int num);

unsigned int val=0; //Variable global

unsigned int p;

void main()

{

val = 10; //La variable local vale 10.

p = fc(40); //Se invoca a la funcin

while(1); //val global sigue valiendo 10.

}

unsigned int fc(unsigned int num)

{

unsigned int val = 0; //Variable local del mismo nombre

val = num/5; //La variable usada es la local

return(val); //Retorna 8

}


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Variables locales




Una variable local siempre es creada al iniciar una funcin y destruida al salir deesta. Por lo tanto, no almacena su valor una vez que la funcin se vuelve a invocar.

Ejemplo:unsigned char suma(unsigned char num);

unsigned char val;

void main()

{ val = suma(10); //al salir de la funcin p vale 10.

val = suma(8); //al entrar a esta funcin p vale 0.

val = suma(14); //al entrar a esta funcin p vale 0.

while(1);

}

unsigned char suma(unsigned char num)

{

unsigned char p = 0;

p+= num;

return(p);

}


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Variables estticas




Cuando se requiere que la variable local almacene el valor que tuvo al dejar por ltima

dicha variable debe ser declarada como esttica. Esto hace que su funcionamiento se pvariable global.

Por ejemplo:

unsigned char suma(unsigned char num);

unsigned char val;

void main()

{val = suma(10); //Primera vez p vale 10.

val = suma(8); //Segunda vez p vale 18

val = suma(14); //Tercera vez p vale 32

while(1);

}

unsigned char suma(unsigned char num)

{

static unsigned char p = 0;

p+= num;

return(p);

}


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El operador typedef




En muchas ocasiones es necesario cambiar el nombre de tipo de dato que

se va a declarar para mejorar la legilibilidad del programa o hacerlo de tal

manera que pueda ser claramente interpretado por otro programador que

utiliza un sistema embebido diferente al suyo.

Por ejemplo, al declarar una variable de tipo unsigned intse sabe que estatiene un tamao de 16 bits sin signo lo que significa que el valor posible de

la variable puede alternar entre 0 y 65,535. Sin embargo, programadores

de microcontroladores ATMEL u otros fabricantes pueden entender el tipo

unsigned intcomo un valor de otra dimensin (de 8 bits sin signo por

ejemplo). Para evitar malos entendidos se puede hacer uso del operatortypef de la siguiente manera:

typedef unsigned int _8bits_sin_signo;

_8bits_sin_signo var=0, num=10;


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EstructurasFacultad de Ingeniera Electrnica y MecatrnicaCarrera: Ingeniera Electrnica


Las estructuras son arreglos de datos que se pueden invocar desde una sola variable

vectores. La diferencia principal con estos ltimos radica en que los tipos de datos asopueden ser diferentes. Por ejemplo, suponga que queremos crear una variable Person

asociada los siguientes datos: edad, peso, talla, DNI, nombre.

La edad de la persona es un valor de 8 bits ya que puede oscilar entre 0 y 255 aos.

El peso de la persona tambin es un valor de 8 bits y puede alternar entre 0 y 255 kg.

La talla de la persona tambin es un valor de 8 bits y puede alternar entre 0 y 255 cms.

El DNI de la persona es un valor de 32 bits sin signo ya que considera 7 cifras.El nombre de la persona es una cadena de caracteres de 30 dgitos.

La asociacin de estas variables a una sola se hace mediante una estructura de la sigu

struct{

unsigned char edad;

unsigned char peso;unsigned char talla;

unsigned long DNI;

unsigned char nombre[30];

} Persona;


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Acceso a la estructura




Una vez declarada la estructura ya sea en la zona de variables globales o locales es

posible acceder a ella dentro de una funcin. Por ejemplo, para la estructura Persona

se tiene:

unsigned charnombre[] = Juan Perez;

void main()

{Persona.edad = 25;

Persona.talla = 180;

Persona.peso = 80;

Persona. DNI = 40722891;

Persona.nombre = &nombre[0];

while(1);

}

La estructura creada ocupa en la memoria SRAM un total de 3 + 4 + 30 = 37 bytes de


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Variables de tamao definido por

el programador




La ventaja de trabajar con estructuras es que nos permiten generar variables de

tamaos predefinidos que pueden ser de hasta 1 bit. Esto nos da una gran ayuda

para trabajar algoritmos, en los cuales se tienen que analizar conjuntos binarios que

son menores a 8 bits.

Por ejemplo observe la siguiente esctructura:struct{

unsigned char bit0: 1;








}_bits;

void main()

{

_bits.bit0 = 1;

_bits.bit1 = 0;

_bits.bit2 = 1;

_bits.bit3 = 0;

_bits.bit4 = 0;

_bits.bit5 = 1;

_bits.bit6 = 1;

_bits.bit7 = 0;

while(1);

}


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UnionesFacultad de Ingeniera Electrnica y MecatrnicaCarrera: Ingeniera Electrnica


Las uniones tienen una declaracin similar a las estructuras, la diferencia principal radic

elementos de las uniones se sobre escriben y ocupan las mismas posiciones en la memmuy til ya que nos permite acceder al mismo espacio de memoria con diferentes nomb

variable, con lo cual podemos acceder a todo un byte o word y a cada bit de estos de m

Por ejemplo:

union{unsigned char val;

unsgined char p;

}_bytes;

void main(){

_bytes.val = 5;

_bytes.p = 10;

while(1);

}

Tanto val como p ocupan el mis

Espacio en la memoria SRAM.

Tanto val = 5 y p = 5.Luego p = 10 y por tanto val = 10.


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Uniones con variables de diferente

tamao




union{struct{

unsigned char LSB;

unsigned char MSB;

}_bytes;

unsigned int _word;

}variable;

void main()

{

variable._bytes.LSB = 0x05;

variable._bytes.MSB = 0xC0;while(1);

}

0x05

0xC0

SRAM

variable._word=0xC005

variable._bytes.LSB

variable._bytes.MSB


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Mag Ing Sergio Sala

Uniones con variables de tamao binariounion{ struct{





unsigned char bit4: 1;unsigned char bit5: 1;



}_bits;

unsigned char _byte;

} dato;

void main()

{

dato._byte = 0x05; //dato._bits.bit0 = 1, dato._bits.bit2 = 1

while(1);

}

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