Тип данных определяет диапазон допустимых значений и соответственно - пространство, от­водимое в памяти данных, для переменных, констант и результатов, возвращае­мых функциями. К стандартным типам данных языка C относятся: signed char; unsigned char; int; unsigned int; long; unsigned long; float; long long; unsigned long long. В компиляторе WinAVR определены собственные целочисленные типы (видимо для того, чтобы не возникло путаницы с другими компиляторами, например с borland), определённые в заголовочных файлах stdint.h и inttypes.h, если подключается заголовочный файл inttypes.h, то автоматически подключается и stdint.h.

В заголовочном файле stdlib.h определены ещё два типа данных, используемых со стандартными функциями div () и ldiv ().

Typedef	Длина (биты | байты)	Диапазон значений	stdint.h, inttypes.h
signed char	8 | 1	0 .. 255	int8_t	int_least8_t	int_fast8_t
char	8 | 1	-128 .. 127	uint8_t	uint_least8_t	uint_fast8_t
int	16 | 2	0 .. 65 535	int16_t	int_least16_t	int_fast16_t	intptr_t
unsigned int	16 | 2	-3 2768 .. 32 767	uint16_t	uint_least16_t	uint_fast16_t	uintptr_t
long	32 | 4	0 .. 4 294 967 295	int32_t	int_least32_t	int_fast32_t	int_farptr_t
unsigned long	32 | 4	-2 147 483 648 …2 147 483 647	uint32_t	uint_least32_t	uint_fast32_t	uint_farptr_t
float	32 | 4	±1,175*10-38.. ±3,402*1038
long long	64 | 8	0 .. 1.844 E19	int64_t	int_least64_t	int_fast64_t	intmax_t
unsigned long long	64 | 8	-9.22E**18 …9.22 E18	uint64_t	uint_least64_t	uint_fast64_t	uintmax_t
double	64 | 8

 

Пользовательские типы.

Кроме того язык С позволяет объявлять собственные типы. Для это­го используется ключевое слово typedef, например:

typedef  unsigned  char  ut8_t;           //объявляем  тип      ut8_t

typedef                     int   t16_t;          //объявляем  тип      ut16_t

 

Переменная — это именованная величина определенного типа, которая мо­жет изменяться в ходе выполнения программы. Для объявления переменных (т.е., выделения для них памяти) в программе на C используется следующая конструк­ция:

тип_переменной  идентификатор1,   идентификатор2,    . . .;

например:

int   i;               //Объявление  целочисленной  переменной  i

char cl, c2;       //Объявление   символьных  переменных   cl  и  с2

Для доступа к переменной в программе используется соответствующий иден­тификатор (обязательно после объявления переменной). Значения, присваиваемые переменной, должны соответствовать ей по типу (или правилам приведения ти­пов, рассматриваемым ниже).

Примеры:

i  =   2; //Ошибка!   Переменная   i   еще  не   объявлена

int   i;    //Объявление  целочисленной  переменной   i

float   f;            //Объявление   вещественной  переменной   f

i  =  2;      //Переменной  i  присвоено  значение  2

f  =   3.3   //Переменной   f  присвоено  значение   3,3

f  =  i;      //Переменной   f  присвоено   значение  переменной  i

/*(в  данном  случае   будет   выполнено  автоматическое приведение  типов,   т.е.   f = 2.0)*/

По области видимости переменные могут быть глобальными и локальными. К глобальным переменным имеют доступ все функции программы. Такие пере­менные объявляются в программе перед объявлением всех функций. К локаль­ным переменным имеет доступ только та функция, в которой они объявлены.

 

Область видимости переменных.

Имена переменных обладают определенной областью видимости, которая подразумевает, что компилятор использует переменные в соответствии с тем, где они находятся. Имена переменных, объявленных внутри функции, имеют область видимости, ограниченную конкретной функцией. Например, в нескольких функ­циях можно объявить переменную int i, которая в каждой функции не будет иметь никакой связи с аналогичными переменными в других функциях. Точно так же и переменная, объявленная внутри блока (ограниченного фигурными скобками {…}), остается локальной по отношению к этому блоку.

Глобальные переменные имеют область видимости, которая начинается от места их объявления и продолжается до конца программного файла. Для того что­бы глобальную переменную можно было использовать в других файлах, ее нужно объявить с помощью ключевого слова extern:

extern   int   n;

Объявленную таким образом переменную, прежде, чем ее использовать, сле­дует обязательно инициализировать во внешнем файле некоторым значением.

ВНИМАНИЕ

Использование переменных, объявленных с помощью, ключевого слова extern, часто при­водит к ошибкам в программах, поэтому применяйте их только тогда, когда нет другой аль­тернативы, и будьте при этом очень внимательны.

 

Константа — это именованная величина определенного типа, которая, в от­личие от переменной, не может изменяться в ходе выполнения программы, а име­ет конкретное значение, определенное в момент объявления. Для объявления кон­стант в программе на C используется следующая конструкция:

const   тип _константы идентификатор  =   значение;

Например:

const   int   i   =   10;      //Объявление   целочисленной   константы  i.

Величина, объявленная как константа, будет размещена компилятором AVR GCC в па­мяти RAM, то есть в той же области памяти, где хранятся переменные.

Для доступа к константе используется ее идентификатор.

Примеры:

с  =   'А';                     //Ошибка!   Константа   с   еще   не   объявлена

int   i;                           //Объявление   целочисленной  переменной   i

const   с   =   'А';         //Объявление   константы  с

i   =   2;                       //Переменной   i   присвоено   значение   2

с  =   i;                         //Ошибка!   Попытка   присвоить   значение   константе

i   =   с;                        //Переменной   i   присвоено   значение   константы  с.

/* В  данном  случае   будет   выполнено   автоматическое приведение   типов,    т.е.   i   =   65    (ASCII-код   символа   'А') */

 

Перечислимый тип — это объявление списка целочисленных констант, ко­торые можно явно не инициализировать (в этом случае компилятор считает, что первая константа в списке принимает значение 0, вторая — 1 и т.д.). Для подобно­го объявления используется ключевое слово enum:

int   n;

enum   (zero,   one,   two);        //zero  =  0;   one  =   1;   two  =  2

n  =  one;                                  //n  =   1

Если требуется изменить начальное значение для списка констант, то можно указать его явно при объявлении, например:

enum   (three   =   3,   four,   five);   //three  =  3;   four   =   4;   five  =  5

 

Приведение типов — это принудительное преобразование значения одного типа к другому, совместимому с исходным. Это важно при выполнении арифме­тических операций, когда полученные значения могут выходить за допустимые пределы.

Приведение типов бывает явным и неявным. Неявное приведение типов ис­пользуется в операторах присваивания, когда компилятор сам выполняет необхо­димые преобразования без участия программиста.

Для явного приведения типа некоторой переменной перед ней следует указать в круглых скобках имя нового типа, например:

int  X;

int   Y  =  200;

char С  =   30;

X  =   (int) C   *   10   +   Y;   //Переменная  С  приведена   к типу  int

Если бы в этом примере не было выполнено явное приведение типов, то ком­пилятор предположил бы, что выражение С * 10 — это восьмиразрядное умно­жение (разрядности типа char) и вместо корректного значения 300 (0х12С) в стек было бы помещено урезанное значение 44 (0х2С). Таким образом, в результате вычисления выражения С * 10 + Y переменной X было бы присвоено значение 640, а не корректное 3200.

В результате приведения типа переменная C распозна­ется компилятором как 16-тиразрядная, и описанной выше ошибки не возникает.

 

Оператор sizeof. Оператор sizeof применяется для вычисления размера области памяти (в байтах), отводимой под некоторую переменную, результат выражения или тип. Например:

int а;

float f;

а = sizeof (int); //a = 2

а =  sizeof (f);   //a = 4

f = 3.3;

a = sizeof(f + a);          //a = 4, поскольку тип результата – float

 

Правила преобразований из одной системы счисления в другую.

Для перевода чисел из одного вида в другой можно использовать калькулятор Windows в инженерном виде.

Схема преобразования из некоторой системы счисления в десятичную очень проста: каждый разряд умножаем на основание системы, возведенное в соответ­ствующую разряду степень (начиная с 0), и затем складываем полученные произ­ведения для всех разрядов. Пример для десятичного числа 100:

0b01100100 = 0*2⁷+1*2⁶+1*2⁵+0*2⁴+0*2³+1*2²+0*2¹+0*2° = 0+64+32+0+0+4+0+0 = 100;

0144 = 1*8² + 4*8¹ + 4*8° = 64 + 32 + 4 = 100; 

0x64 = 6*16¹ + 4*16° = 96 + 4 = 100.

Для преобразования из десятичного представления в другую систему счисле­ния число следует разделить на основание системы, запомнить остаток, затем ча­стное еще раз разделить на основание системы, опять запомнить остаток и т.д. до тех пор, пока не будет получено неделимое частное. Это частное является стар­шим разрядом полученного представления, а остальные разряды формируются из остатков, начиная от последнего к первому.

Пример преобразования числа 100 в двоичную систему счисления:

100/2 = 50, остаток 0

50/2 = 25, остаток 0

25/2 = 12, остаток 1

12/2 = 6, остаток 0

6/2 = 3, остаток 0

3/2 = 1, остаток 1

1 — на 2 не делится. Результат: 100 = 0b1100100.

Пример преобразования числа 100 в восьмеричную систему счисления:

100/8       =          12,       остаток 4

12/8         =          1,         остаток 4

1 — на 8 не делится. Результат: 100 = 0144.

Пример преобразования числа 100 в шестнадцатеричную систему счисления:

100/16     =          6,         остаток 4

6 — на 16 не делится. Результат: 100 = 0x64.