# 单片机高级编程理论及实现 **Repository Path**: rabbitc999/STM32_PROGRAM ## Basic Information - **Project Name**: 单片机高级编程理论及实现 - **Description**: 本仓库提供《单片机高级编程理论及实现》培训教程的完整 LaTeX 源码 和配套 STM32/嵌入式 C 语言示例代码。 教程涵盖嵌入式 C 语言强化、任务调度、状态机、轻量级协程、串口 FIFO、面向对象设计、菜单系统、内存池、命令解析器、脚本运行、参数存储及 HardFault 调试等实战内容。 - **Primary Language**: Unknown - **License**: GPL-3.0 - **Default Branch**: master - **Homepage**: None - **GVP Project**: No ## Statistics - **Stars**: 0 - **Forks**: 0 - **Created**: 2025-10-08 - **Last Updated**: 2026-09-07 ## Categories & Tags **Categories**: Uncategorized **Tags**: None ## README # STM32 高级编程培训教程 · 示例代码与文档 本仓库提供《单片机高级编程理论及实现》培训教程的完整 **LaTeX 源码** 和配套 **STM32/嵌入式 C 语言示例代码**。 教程涵盖嵌入式 C 语言强化、任务调度、状态机、轻量级协程、串口 FIFO、面向对象设计、菜单系统、内存池、命令解析器、脚本运行、参数存储及 HardFault 调试等实战内容。 --- ## 仓库结构 ```text . ├── Book/ │ ├── chapters/ # 教程各章节 LaTeX 源文件 │ ├── figure/ # 教程图片 │ ├── colorful.cls # 文档类 │ └── book.tex # 主文档（编译入口） ├── Chapter-embed-basic/ ~ Chapter-memory-hardfault/ # 对应章节示例代码 ├── Appendix-board-bsp/ # 附录一：开发板与 BSP 框架 ├── README.md # 本文件 ├── AGENTS.md # 代码规范与协作指南 ├── LICENSE.code # 示例代码许可证（MIT） ├── LICENSE.docs # 教程文档许可证（GPL-3.0） └── .gitignore ``` > 部分代码目录带有 `Untested_` 前缀，表示尚未在作者开发板上完成验证，欢迎读者移植测试并提交反馈。 --- ## 教程章节与代码对照 | 章节 | 主要内容 | 代码目录 | |------|----------|----------| | 第 1 章 | 嵌入式 C 语言基础 | `Chapter-embed-basic` | | 第 2 章 | 任务调度与状态机编程 | `Chapter-task-state-machine` | | 第 3 章 | 轻量级协作式任务调度器 | `Chapter-simple-task` | | 第 4 章 | 串口通信与 FIFO 缓冲区 | `Chapter-serial-fifo` | | 第 5 章 | C 语言实现面向对象特性 | `Chapter-c-oop` | | 第 6 章 | 单片机用户界面 | `Chapter-ui-system` | | 第 7 章 | 内存分配与内存池 | `Chapter-memory-alloc` | | 第 8 章 | 字符串命令解析器 | `Chapter-command-parser` | | 第 9 章 | 单片机脚本运行功能 | `Chapter-script-engine` | | 第 10 章 | 增强版协程调度器 | `Chapter-coroutine-scheduler` | | 第 11 章 | 用户参数存储 | `Chapter-param-store` | | 第 12 章 | 内存拷贝、置零与 HardFault | `Chapter-memory-hardfault` | | 第 13 章 | Linux 常见操作技巧 | `Chapter-linux` | --- ## 编译教程（PDF） 本地编译需要 **TeX Live** 并支持 **XeLaTeX** 与中文环境： ```bash cd Book xelatex book.tex xelatex book.tex # 第二次编译生成正确目录与引用 ``` 已编译的 `Book/book.pdf` 可直接阅读，但以仓库源码为最新版本。 --- ## 开发环境 - **教程正文**：TeX Live + XeLaTeX - **STM32 示例**：Keil MDK、STM32CubeIDE 或 GCC ARM 工具链（部分项目提供 Makefile） - **PC 端示例**：`gcc` 编译 `main.c` 即可运行 - **代码规范**：详见 `AGENTS.md` --- ## 代码规范摘要 - 注释、文档与说明使用**中文**； - 代码文件：小写下划线命名（`my_file.c`）； - 章节/代码目录：`Chapter-章节名称`（如 `Chapter-embed-basic/`）； - 函数命名：`模块名_功能名`（如 `uart_send`）； - 结构体/枚举/联合体类型：`_T` 后缀； - 全局变量：`g_` 前缀，静态全局：`s_` 前缀； - 指针判空必须显式：`ptr != NULL`。 完整规则请阅读 `AGENTS.md`。 --- ## 解析器生成器 仓库提供 Yacc 风格的 LL(1) 递归下降解析器生成器： ```bash python Chapter-script-engine/parser_gen.py -o parser_gen.c ``` `generate_parser_c(grammar, tokens)` 接收： - `grammar`：文法规则与 `$$/$1/$2...` 语义动作； - `tokens`：终结符（TOKEN 流）名称列表。 生成结果包含 Token 枚举、`ParserToken_T` 与每个非终结符对应的 `Parse_xxx()` 递归函数。可通过 `--grammar grammar.json` 或 `--grammar-file grammar.gram` 使用自定义文法。 除 JSON 外，文法和变量也可以写成 `.gram` 文本（推荐），不需要再维护 JSON： ```text %token NUMBER PLUS MINUS STAR SLASH LPAREN RPAREN VAR %start expr %var X int32 = 0 %var table int32[16] %var pid struct { kp float ki float out int32 } %var grid int16[4][3] %var config dict[int32] expr := expr PLUS term { $$ = $1 + $3; } expr := expr MINUS term { $$ = $1 - $3; } expr := term { $$ = $1; } term := term STAR factor { $$ = $1 * $3; } term := factor { $$ = $1; } factor := NUMBER { $$ = $1; } factor := VAR { $$ = [$1]; } factor := LPAREN expr RPAREN { $$ = $2; } ``` 规则语法约定： - 每条产生式单独写成 `lhs := rhs { 动作 }`，不使用 `|` 和结尾 `;`； - 允许直接左递归（`expr := expr PLUS term`），生成器自动展开为 “基产生式 + 循环续产生式”，保持左结合； - `%empty` 表示空产生式； - `%var 名字 类型 [= 初始值]` 支持标量、`T[N]` 定长数组、嵌套 `struct { ... }` 与 `dict[T]`；聚合类型还能写初始化列表： ```text %var table int32[4] = { 1, 2, 3 } // 少则补默认值 %var pid struct { kp float } = { kp: 1.5 } // 命名成员初始化 %var config dict[int32] = { mode: 1, calib: 5 } // 键值初始化 %var team struct { id int32 }[2] = { {id: 1}, {id: 2} } ``` - 完整示例见 `Chapter-script-engine/grammar_calc.gram`： ```bash python Chapter-script-engine/parser_gen.py \ --grammar-file Chapter-script-engine/grammar_calc.gram -o parser_calc.c ``` 高级文法生成示例（含 `[$1]` 变量引用）可直接查看： `Chapter-script-engine/parser_advanced_gen.c`。 仓库内置两套 JSON 文法： - `Chapter-script-engine/grammar_default.json`：四则运算/变量； - `Chapter-script-engine/grammar_advanced.json`：IF/FOR/布尔运算。 变量使用统一的 `VAR` 终结符，词法层把变量名填入 token 的 `name` 字段； 内置变量在 JSON 的 `variables` 字段中定义： ```json "variables": { "X": { "type": "int", "value": 0 }, "Y": { "type": "int", "value": 0 }, "Z": { "type": "float", "value": 1.5 }, "ANS": { "type": "double", "value": 2.5 } } ``` 文法动作支持 Yacc 风格的 `$$ / $1 / $2 ...`： ```c $$ = ($1 + $2) * $3 / ($1 - $2); /* 括号与优先级自动展开为 Var_Add/Mul/Div */ $$ = int32(0); /* 等价于 Var_CreateInt(0)，避免手写 API */ $1.int32 = 42; /* 类型化读写：$1.float / $1.double 同理 */ $$ = $1.int32 ^ $2.int32; /* 显式 int32 位运算，未显式类型会告警 */ ``` `[$1]` 表示“取当前变量名对应的运行时对象”，生成器会翻译为 `Var_FindVariable(names[1])`。运算符映射关系： - `+ - * /`：`Var_Add / Var_Sub / Var_Mul / Var_Div`； - `&& || !`：`Var_And / Var_Or / Var_Not`； - `int8(...)/uint8(...)/int32(...)/uint32(...)/int64(...)/uint64(...)/float(...)/double(...)` 等类型构造；字段 `$n.int8 / $n.int32 / $n.float ...` 用于读写运行时值； - 未显式类型的位运算（如 `$1 ^ $2`）会在生成时输出警告，建议写成 `$1.int32 ^ $2.int32`。 生成器内置高级测试文法（IF/THEN/ELSE、FOR...IN range(...) ON、布尔运算）： ```bash python Chapter-script-engine/parser_gen.py --advanced -o parser_adv.c ``` --- ## 开源协议（双重许可） 本仓库采用**双许可证**模式，以兼顾代码复用便利性与文档自由传播： - **示例代码**（位于 `Chapter-*/`、`Appendix-board-bsp/` 等目录下的 `.c`、`.h`、`.s`、`.ld` 等源文件） → 使用 **MIT License**（详见 [`LICENSE.code`](./LICENSE.code)）。 允许自由使用、修改、分发，仅需保留版权声明。 - **教程正文**（位于 `Book/chapters/` 目录及 `Book/book.tex` 等 LaTeX 文档） → 使用 **GNU General Public License v3.0**（详见 [`LICENSE.docs`](./LICENSE.docs)）。 文档衍生作品需遵守 GPL-3.0 条款。 - **其他文件**（如 `README.md`、`AGENTS.md`）属于项目说明，原则上遵循上述对应协议，或按作者另行声明。 > 请读者在复制、修改或再发布时，注意区分代码与文档的许可要求。 --- ## 贡献与反馈 欢迎提交 Issue 或 Pull Request。 对于 `Untested_` 代码，若您完成测试并确认可用，请及时反馈，我们将合并验证并移除前缀。 提交代码前请确保符合 `AGENTS.md` 中的编码规范。 --- ## 致谢 感谢所有参与本教程编写、测试与改进的开发者。 希望这份材料能帮助更多嵌入式工程师掌握高级编程技巧。