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Inhaltsverzeichnis
Lernen Sie grundlegende Syntax und objektorientierte Programmierung
Verstehen Sie die Grundstruktur eingebetteter Systeme
H?ufig verwendete Bibliotheken und Frameworks in tats?chlichen Projekten
Entwicklungsumfeldkonstruktion und Debuggingf?higkeiten
Heim Backend-Entwicklung C++ C -Tutorial für Robotik und eingebettete Systeme

C -Tutorial für Robotik und eingebettete Systeme

Jul 04, 2025 am 12:01 AM

Um C zu verwenden, um Roboter und eingebettete Systeme von Grund auf neu zu entwickeln, müssen Sie die folgenden Schlüsselpunkte beherrschen: 1. Lernen Sie grundlegende Syntax- und objektorientierte Programmierung, insbesondere Klassen, Objekte, Vererbung, Polymorphismus sowie Zeiger, Referenzen, Speichermanagement und STL-Beh?lter; 2. Verstehen Sie die Struktur eingebetteter Systeme, einschlie?lich Hardware -Abstraktionsschicht (HAL), Interrupt -Verarbeitung und die Verwendung von RTOs; 3. Master Common Libraries und Frameworks wie ROS, Eigen, Boost.asio und PAHO-MQTT; 4. Erstellen Sie eine Entwicklungsumgebung und Master -Debugging -F?higkeiten, wie z. B. die Verwendung von Makefile, CMake, GDB, IDE und Protokollausgabe. Verbessern Sie die F?higkeiten schrittweise durch Simulatoren oder kleine Plattformpraktiken.

C -Tutorial für Robotik und eingebettete Systeme

Wenn Sie C für Roboter oder eingebettete Entwicklung verwenden m?chten, herzlichen Glückwunsch zur Auswahl der richtigen Sprache. C bietet eine gute Leistung, Steuerungsfunktionen und plattformübergreifende Kompatibilit?t und eignet sich sehr für Szenarien mit starken Echtzeit- und Ressourcenbeschr?nken. In diesem Artikel wird darüber gesprochen, wie man von vorne anf?ngt und C verwendet, um in Roboter und eingebettete Türen einzusteigen.

C -Tutorial für Robotik und eingebettete Systeme

Lernen Sie grundlegende Syntax und objektorientierte Programmierung

Bevor Sie bestimmte Anwendungen eingeben, müssen Sie eine solide Grundlage für C. für C., insbesondere für die objektorientierte Programmierung (OOP) -Set: Konzepte wie Klassen, Objekte, Vererbung und Polymorphismus erscheinen h?ufig im Robotercode. Komponenten wie Sensormodule, Motorfahrer usw. werden normalerweise in Klassen für die Verwaltung gepackt.

C -Tutorial für Robotik und eingebettete Systeme

Empfohlen, um die wichtigsten Punkte zu beherrschen:

  • Zeiger und Referenzen (h?ufig in der eingebetteten Entwicklung)
  • Speicherverwaltung (neu/delete, Raii -Modus)
  • STL -Container (Vektor, Karte, String usw., aber achten Sie darauf, in einigen eingebetteten Umgebungen zu verwenden)

Kauen Sie am Anfang keine zu komplizierten Vorlagen oder Metaprogrammierung. Diese sind in tats?chlichen Projekten nützlich, aber sie sind leicht in der Einführungsphase zu verbringen.

C -Tutorial für Robotik und eingebettete Systeme

Verstehen Sie die Grundstruktur eingebetteter Systeme

C wird in eingebetteter Form etwas anders verwendet als auf dem PC, insbesondere auf ressourcenbeschr?nkten Ger?ten. Es gibt mehrere wichtige Punkte, die Sie wissen müssen:

  • Hardware -Abstraktionsschicht (HAL): Die meisten eingebetteten Projekte haben eine Hardware -Abstraktion, sodass der Code allgemeiner sein kann. Sie k?nnen den zugrunde liegenden Registervorgang in C in Capulate zusammenfassen
  • Interrupt -Verarbeitung : C kann ein Interrupt -Service -Programm (ISR) schreiben, aber achten Sie darauf, nicht zu viel darin zu tun, z.
  • RTOs werden in Verbindung mit: Viele Robotersysteme verwendet, die auf RTOs (wie Freertos) ausgeführt werden, und C kann mit Aufgabenplanung und Thread -Kommunikation gut zusammenarbeiten.

Um ein einfaches Beispiel zu geben, kann eine Motor -Controller -Klasse Initialisierungsfunktionen, Einstellungsgeschwindigkeitsschnittstellen und interne PWM -Ausgangsfunktion der HAL -Ebene aufrufen.


H?ufig verwendete Bibliotheken und Frameworks in tats?chlichen Projekten

In realen Projekten werden R?der selten von Grund auf neu gemacht. Hier sind einige g?ngige Tools und Bibliotheken:

  • ROS (Roboter -Betriebssystem) : Obwohl der Name System ist, ist es tats?chlich eher Middleware. Es unterstützt C und Python, und viele Roboterprojekte basieren auf ROS.
  • Eigen : Wird für Matrixoperationen und Pose -Transformation verwendet, ist es eine sehr wichtige mathematische Bibliothek in Roboteralgorithmen.
  • Boost.asio : Wenn Sie Netzwerkkommunikation oder serielle Kommunikation durchführen m?chten, ist diese Bibliothek sehr praktisch.
  • PAHO-MQTT für C : Roboterprojekte im Zusammenhang mit dem Internet von Dingen k?nnen das MQTT-Protokoll verwenden, und diese Bibliothek kann Ihnen beim schnellen Zugriff helfen.

Einige eingebettete Plattformen (wie STM32 oder Arduino) unterstützen C.. Zu diesem Zeitpunkt sollten geeignete Anbausfunktionen vermieden werden, indem die Verwendung von STL- oder Ausnahmemechanismen vermieden wird.


Entwicklungsumfeldkonstruktion und Debuggingf?higkeiten

Der Bauprozess von C -Projekten ist komplizierter als der von Skriptsprachen. Es wird empfohlen, mit einem einfachen Makefile zu beginnen und CMake sp?ter zu versuchen, insbesondere in plattformübergreifenden Projekten.

In Bezug auf das Debuggen ist GDB ein Must-Have-Tool und kann auch mit IDE verwendet werden (z. B. VS Code Platformio oder Clion). Für die eingebettete Entwicklung ist auch der JTAG/SWD-Debugger sehr wichtig, sodass Sie variable ?nderungen, Bruchpunkte und Einzelstufenausführung sehen k?nnen.

Druckprotokolle sind auch eine gute Angewohnheit, insbesondere auf Ger?ten ohne grafische Schnittstelle. Sie k?nnen selbst eine einfache Protokoll -Ausgabemodell selbst in Verbindung bringen und den Ausgangsinhalt entsprechend der Ebene (Info/Warnung/Fehler) steuern.


Grunds?tzlich ist das. C Die Anwendungsschwelle für Roboter und eingebettete Anwendungen ist nicht zu hoch, aber Sie müssen ein gewisses Verst?ndnis der zugrunde liegenden Schicht haben. Am Anfang k?nnen Sie mit einem Simulator oder einer kleinen Roboterplattform beginnen und beim üben lernen.

Das obige ist der detaillierte Inhalt vonC -Tutorial für Robotik und eingebettete Systeme. Für weitere Informationen folgen Sie bitte anderen verwandten Artikeln auf der PHP chinesischen Website!

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Verwenden Sie STD :: Chrono in C. Verwenden Sie STD :: Chrono in C. Jul 15, 2025 am 01:30 AM

STD :: CHRONO wird in C verwendet, um die Zeit zu verarbeiten, einschlie?lich des Erhaltens der aktuellen Zeit, der Messung der Ausführungszeit, der Betriebszeit und -dauer und der Formatierungsanalysezeit. 1. Verwenden Sie std :: chrono :: system_clock :: Now (), um die aktuelle Zeit zu erhalten, die in eine lesbare Zeichenfolge konvertiert werden kann, aber die Systemuhr ist jedoch m?glicherweise nicht eint?nig. 2. Verwenden Sie STD :: Chrono :: Steady_clock, um die Ausführungszeit zu messen, um die Monotonie zu gew?hrleisten, und umwandeln Sie sie durch Duration_cast in Millisekunden, Sekunden und andere Einheiten; 3. Zeitpunkt (Time_Point) und Dauer (Dauer) k?nnen interoperabel sein, aber die Aufmerksamkeit der Einheitenkompatibilit?t und der Uhr -Epoche (Epoche) sollte beachtet werden.

Wie bekomme ich eine Stapelspur in C? Wie bekomme ich eine Stapelspur in C? Jul 07, 2025 am 01:41 AM

Es gibt haupts?chlich die folgenden Methoden, um Stapelspuren in C: 1 zu erhalten. Verwenden Sie Backtrace- und Backtrace_Symbols -Funktionen auf der Linux -Plattform. Durch Einbeziehung des Anrufstapels und der Drucksymbolinformationen muss der Parameter -rdynamische Parameter beim Kompilieren hinzugefügt werden. 2. Verwenden Sie CapturestackbackTrace -Funktion auf der Windows -Plattform, und Sie müssen dbgHelp.lib verknüpfen und sich auf die PDB -Datei verlassen, um den Funktionsnamen zu analysieren. 3.. Verwenden Sie Bibliotheken von Drittanbietern wie GoogleBreakpad oder Boost.Stacktrace, um die Operationen der Stack-Erfassungen plattformübergreifend zu plattformieren und zu vereinfachen. 4. Kombinieren Sie in Ausnahmebehandlung die oben genannten Methoden, um die Informationen zur automatischen Ausgabe von Stapelinformationen in Fangbl?cken auszuführen

Was ist ein Pod -Typ (einfache alte Daten) in C? Was ist ein Pod -Typ (einfache alte Daten) in C? Jul 12, 2025 am 02:15 AM

In C bezieht sich der Typ Pod (PlainoldData) auf einen Typ mit einer einfachen Struktur und kompatibel mit C -Sprachdatenverarbeitung. Es muss zwei Bedingungen erfüllen: Es verfügt über eine gew?hnliche Kopiensemantik, die von memcpy kopiert werden kann; Es hat ein Standardlayout und die Speicherstruktur ist vorhersehbar. Zu den spezifischen Anforderungen geh?ren: Alle nicht statischen Mitglieder sind ?ffentlich, keine benutzerdefinierten Konstrukteure oder Zerst?rer, keine virtuellen Funktionen oder Basisklassen, und alle nicht statischen Mitglieder selbst sind Schoten. Zum Beispiel strukturpoint {intx; inty;} ist Pod. Zu den Verwendungen geh?ren bin?re E/A, C -Interoperabilit?t, Leistungsoptimierung usw. Sie k?nnen prüfen, ob der Typ Pod über std :: is_pod ist, es wird jedoch empfohlen, STD :: IS_TRIVIA nach C 11 zu verwenden.

Wie rufe ich Python von C an? Wie rufe ich Python von C an? Jul 08, 2025 am 12:40 AM

Um den Python -Code in C aufzurufen, müssen Sie zuerst den Interpreter initialisieren und dann die Interaktion erreichen, indem Sie Zeichenfolgen, Dateien oder aufrufen oder bestimmte Funktionen aufrufen. 1. Initialisieren Sie den Interpreter mit py_initialize () und schlie?en Sie ihn mit py_finalize (); 2. Führen Sie den String -Code oder pyrun_simpleFile mit pyrun_simpleFile aus; 3.. Importieren Sie Module über pyimport_importmodule, erhalten Sie die Funktion über PyObject_getAttrstring, konstruieren

Wie übergeben Sie eine Funktion als Parameter in C? Wie übergeben Sie eine Funktion als Parameter in C? Jul 12, 2025 am 01:34 AM

In C gibt es drei Hauptmethoden, um Funktionen als Parameter zu übergeben: Verwenden von Funktionszeigern, STD :: Funktions- und Lambda -Ausdrücken sowie Vorlagengenerika. 1. Funktionszeiger sind die grundlegendste Methode, geeignet für einfache Szenarien oder C -Schnittstelle kompatibel, aber schlechte Lesbarkeit; 2. Std :: Funktion in Kombination mit Lambda-Ausdrücken ist eine empfohlene Methode im modernen C, die eine Vielzahl von Callable-Objekten unterstützt und Typ-Safe ist. 3. Die Vorlagen -Generikummethoden sind die flexibelsten und für Bibliothekscode oder allgemeinen Logik geeignet, k?nnen jedoch die Kompilierungszeit und das Codevolumen erh?hen. Lambdas, die den Kontext erfassen, müssen durch std :: function oder template übergeben werden und k?nnen nicht direkt in Funktionszeiger konvertiert werden.

Was ist ein Nullzeiger in C? Was ist ein Nullzeiger in C? Jul 09, 2025 am 02:38 AM

ANullPointerinc isaspecialValueInDicatingThatapoInterdoesNotPointToanyvalidmemoryLocation, AnditisusedtoSafelyManageandCheckpointersbefordereferencent.1.Beforec 11.0ornUllWaSused, ButnownullpreferredforclarityTypesafety.2.2.2.2.2.2.2.2.2.2.2.2.2.2.2.2.2.2.2.2.2.2.2.2.2.2.2.2.2.

Wie funktioniert STD :: MOVE in C? Wie funktioniert STD :: MOVE in C? Jul 07, 2025 am 01:27 AM

STD :: MOVE MOVE MOVESS WIRD ALLES, sondern umwandelt das Objekt nur in eine RValue -Referenz und teilt dem Compiler mit, dass das Objekt für einen Umzugsvorgang verwendet werden kann. Wenn beispielsweise String -Zuordnung die Verschiebung der Semantik unterstützt, kann das Zielobjekt die Quellobjektressource ohne Kopieren übernehmen. Sollte in Szenarien verwendet werden, in denen Ressourcen übertragen und leistungsempfindlich werden müssen, z. B. die Rückgabe lokaler Objekte, Einfügen von Containern oder das Austausch von Eigentum. Es sollte jedoch nicht missbraucht werden, da es ohne sich bewegende Struktur in eine Kopie entartet und der ursprüngliche Objektstatus nach der Bewegung nicht angegeben ist. Angemessene Verwendung beim übergeben oder Rückgeben eines Objekts kann unn?tige Kopien vermeiden. Wenn die Funktion jedoch eine lokale Variable zurückgibt, kann bereits eine RVO -Optimierung auftreten. Hinzufügen von STD :: MOVE kann die Optimierung beeinflussen. Zu den Fehlern geh?ren Missbrauch gegen Objekte, die noch verwendet werden müssen, unn?tige Bewegungen und nicht bewegbare Typen

Was ist eine abstrakte Klasse in C? Was ist eine abstrakte Klasse in C? Jul 11, 2025 am 12:29 AM

Der Schlüssel zu einer abstrakten Klasse ist, dass sie mindestens eine reine virtuelle Funktion enth?lt. Wenn in der Klasse eine reine virtuelle Funktion deklariert wird (z. B. virtualvoiddosomething () = 0;), wird die Klasse zu einer abstrakten Klasse und kann das Objekt nicht direkt instanziieren, aber Polymorphismus kann durch Zeiger oder Referenzen realisiert werden. Wenn die abgeleitete Klasse nicht alle reinen virtuellen Funktionen implementiert, bleibt sie auch eine abstrakte Klasse. Abstrakte Klassen werden h?ufig verwendet, um Schnittstellen oder gemeinsame Verhaltensweisen zu definieren, z. B. Formklassen in Zeichnen von Anwendungen und die Implementierung der DRAG () -Methode durch abgeleitete Klassen wie Kreis und Rechteck. Zu den Szenarien, die abstrakte Klassen verwenden, geh?ren: Entwerfen von Basisklassen, die nicht direkt instanziiert werden sollten, wobei mehrere verwandte Klassen dazu gezwungen werden, einer einheitlichen Schnittstelle zu folgen, ein Standardverhalten bereitzustellen und Unterklassen zu erfüllen, um Details zu erg?nzen. Zus?tzlich c

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