本帖最后由 david-lau 于 2024-8-8 17:53 编辑
在单片机编程中,变量未初始化是一个常见的问题,有时会导致程序出现一些难以预料的行为。不过,在某些情况下,这种"未初始化"的特性也可能会带来一些意想不到的好处。本文将探讨APM32F003微控制器中,未初始化变量得的一些实际应用场景。
APM32F003 RAM的特殊初始化机制
APM32F003是一款基于ARM Cortex-M0+内核的32位微控制器。对于RAM存储区有一个特殊的初始化机制，如果芯片保持不断电，APM32F003的RAM在复位或休眠唤醒时并不一定要是全部初始化为0，还可以保留之前的值。这意味着未初始化的变量会保留上次程序运行时的值。
这种行为可能会在某些情况下引起困扰,但如果善加利用,也可以派上用场。让我们看看几个实际应用例子:
1. 状态机实现
在实现状态机时,未初始化的状态变量可以用来表示系统的初始状态。程序上电后,状态变量的值就是未定义的,恰好可以用来标识系统刚刚启动的初始状态。这样就无需在代码中专门定义一个"初始状态"变量。
- typedef enum {
- STATE_INIT,
- STATE_RUN,
- STATE_STOP,
- STATE_POWERON
- } system_state_t;
- system_state_t current_state __attribute__((section("NoInit"), zero_init));
- void main() {
- // 上电后,current_state自动处于初始状态STATE_INIT
- while (1) {
- switch (current_state) {
- case STATE_INIT:
- // 初始化逻辑
- current_state = STATE_RUN;
- break;
- case STATE_RUN:
- // 运行逻辑
- break;
- case STATE_STOP:
- // 停止逻辑
- break;
- case STATE_POWERON:
- // 上电逻辑
- break;
- default:
- // 未知状态处理
- break;
- }
- }
- }
2. 断电恢复
在需要断电恢复的场景中,未初始化的变量可以用来判断系统是否刚刚从断电状态恢复。例如,你可以将一个标志位变量设置为未初始化状态,在恢复逻辑中检查该变量的值,来决定是否需要执行特殊的恢复操作。- uint16_t power_restored_flag __attribute__((section("NoInit"), zero_init));
- void main() {
- // 检查power_restored_flag是否处于未初始化状态
- if (power_restored_flag != 0x55AA) {
- // 执行断电恢复逻辑
- power_restored_flag = 0x55AA; // 设置标志位为特定值
- } else {
- // 正常运行逻辑
- }
- }
3. 低功耗模式
在低功耗模式下,MCU会进入睡眠状态,只有在特定事件发生时才会被唤醒。未初始化的变量可以用来标记唤醒原因,避免在唤醒后需要重新初始化状态。
- uint8_t wakeup_source __attribute__((section("NoInit"), zero_init));
- void main() {
- while (1) {
- // 正常运行逻辑
- enter_low_power_mode();
- // 检查唤醒源
- if (wakeup_source == 0xFF) { // 未初始化时为0xFF
- // 由定时器唤醒
- } else if (wakeup_source == 0x55) {
- // 由外部中断唤醒
- } else {
- // 未知唤醒源
- }
- // 根据唤醒源执行相应的恢复操作
- switch (wakeup_source) {
- case 0xFF:
- // 定时器唤醒恢复逻辑
- break;
- case 0x55:
- // 外部中断唤醒恢复逻辑
- break;
- default:
- // 未知唤醒源处理逻辑
- break;
- }
- // 重置唤醒源标志
- wakeup_source = 0;
- }
- }
4. 关闭只能复位才能关闭的外设
某些外设,比如独立看门狗(IWDT，WWDT)在正常运行过程中无法被关闭,只能通过复位才能关闭。但在某些情况下,我们需要在程序运行时关闭这些外设,比如在系统需要进入低功耗或出现故障时。
利用未初始化变量的特性,我们可以通过检查变量的值来判断系统是否刚刚复位,从而决定是否需要关闭IWDT等外设。 - uint16_t iwdt_disabled_flag __attribute__((section("NoInit"), zero_init));
- void main() {
- // 检查iwdt_disabled_flag是否处于未初始化状态
- if (iwdt_disabled_flag != 0x55aa) {
- // 启动独立看门狗(IWDT)
- IWDT_Init(freqLIRC);
- }
- // 正常运行逻辑
- while (1) {
- // 其他工作...
- if (sleep_flag) {
- // 进入睡眠模式
- iwdt_disabled_flag = 0x55aa; // 设置标志位,下次不启动IWDT
- enter_low_power_mode();
- }
- }
- }
以上几个例子展示了如何利用APM32F003 RAM未初始化的特性来简化代码逻辑,提高程序的健壮性。当然,在实际应用中还需要结合具体需求来权衡使用。合理利用这一特性,可以让你的APM32F003项目获得意想不到的收益。
如下是在Keil中的具体用法：1，修改SCT文件：
- ; *************************************************************
- ; *** Scatter-Loading Description File generated by uVision ***
- ; *************************************************************
- LR_IROM1 0x00000000 0x00008000 { ; load region size_region
- ER_IROM1 0x00000000 0x00008000 { ; load address = execution address
- *.o (RESET, +First)
- *(InRoot$Sections)
- .ANY (+RO)
- .ANY (+XO)
- }
- <font color="#ff0000"> RW_IRAM1 0x20000000 UNINIT 0x00000100 { ;no init section
- *(NoInit)
- }</font>
- RW_IRAM2 0x20000100 0x00000F00 { ;all other RW data
- .ANY(+RW +ZI)
- }
- }
- unsigned char NI_charVar __attribute__( ( section( "NoInit"),zero_init) ) ;
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