单片机也能用C++面向对象编程？

嵌入式微处理器 · 公众号 · · 2024-08-28 13:00

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有网友好奇： 单片机也能用C++面向对象编程？

20年前，单片机的性能比较弱，资源也比较少，通常不建议用C++这类效率相对低的开发语言编程。

但随着这些年单片机性能的提升、以及资源的增多，使用C++、Python等语言面向对象编程已经逐渐流行了。

下面基于Keil、STM32，用C++编程点亮LED，给初学者提供一下思路。

为什么很少用C++开发单片机

不知道大家对 面向过程 和 面向对象 的理解有多少？

C语言是面向过程的语言，C++是面向对象的编程语言。结合本文来说，面向过程相比面向对象的编程，生成代码量（bin文件）更小，运行效率更高。

所以， C语言相比C++具有更小代码量（bin文件）、更快的运行速度。

当然，这里是C相对C++而言。其实，汇编相对C而言，具有更小代码量和更快的运行速度。（可以参看文章： 用汇编和 C语言点灯程序有什么不一样？）

因为单片机的RAM和Flash资源相比较小，运行速度也相对较低，所以你会发现：很少有人在单片机上面用C++开发项目。

其实，随着单片机的存储资源以及运行速度的增加，目前有些工程师开始用C++开发单片机项目了。

准备工作

在Keil MDK开发环境下，用C语言开发STM32比较常见了，什么开发环境安装、创建工程等这些步骤，本文不讲述，请参看我文章：

Keil系列教程01_Keil介绍、下载、安装与注册

Keil系列教程02_新建基础软件工程 ‍

这是Keil的基础教程，有不懂的同学，可以在我公众号后台回复关键字“ Keil系列教程 ”阅读Keil更多的使用方法。

然后就是需要懂一些C++的基础语法，本文讲述的内容比较基础，用到C++很基础的知识。比如：类、对象这些基础内容。

没学过C++也没关系，只要懂C语言，在网上现学C++基础知识，难度都不大。

使用说明

在Keil MDK环境下，使用的是 ARM编译器（Arm Compiler），很多网上教程使用V6编译，其实V5和V6版本都是支持C++编程语言的。

在工程中添加C++源代码（比如：main.cpp）：

使用V5和V6，工程配置的选项有些差异：

ST的开发库都已经做了支持，你会看到这么一段代码：

#ifdef __cplusplus extern "C" {#endif
//这里C源代码
#ifdef __cplusplus}#endif

什么意思呢？

这是一段预处理，从预处理代码可以看得出来，大概意思就是： 支持C和C++混合编程 。

定义LED类

在本文默认大家掌握了用C语言开发STM32流水灯的知识，直接描述C++代码内容。

本文讲述一个很基础的例子 "LED点灯" ，用C++编程实现的方法很多，这里将其中一个基础的方法。

首先，创建一个main.cpp源代码文件，定义一个LED类：

class LED_Class{}

然后定义私有成员（当然，public也可以）：

class LED_Class{private:  GPIO_TypeDef *GPIOx;  uint16_t GPIO_Pin;  uint32_t RCC_APB2Periph;}

再次就是用到的函数：初始化GPIO、打开、关闭LED等。

class LED_Class{private:  GPIO_TypeDef *GPIOx;  uint16_t GPIO_Pin;  uint32_t RCC_APB2Periph;
public:  LED_Class(GPIO_TypeDef *GPIOx,uint16_t GPIO_Pin, uint32_t RCC_APB2Periph){    LED_Class::GPIOx = GPIOx;    LED_Class::GPIO_Pin = GPIO_Pin;    LED_Class::RCC_APB2Periph = RCC_APB2Periph;  }
  void Init(void){      GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;
      RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph, ENABLE);          GPIO_InitStruct.GPIO_Pin   = GPIO_Pin;      GPIO_InitStruct.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;      GPIO_InitStruct.GPIO_Mode  = GPIO_Mode_Out_PP;      GPIO_Init(GPIOx, &GPIO_InitStruct);  }
  void Open(void){    GPIO_SetBits(GPIOx, GPIO_Pin);  }
  void Close(void){    GPIO_ResetBits(GPIOx, GPIO_Pin);  }};

这个代码是不是很简单，即使你不会C++，只要懂C语言，相信都能看懂。

流水灯实现（main函数）

用C++的思路和C语言类似，先初始化，然后再实现：

int main(void){  LED_Class LED1(GPIOF, GPIO_Pin_7, RCC_APB2Periph_GPIOF);  LED_Class LED2(GPIOF, GPIO_Pin_8, RCC_APB2Periph_GPIOF);
  LED1.Init();  LED2.Init();
  while(1)  {    LED1.Open();    LED2.Open();    Delay(10);
    LED1.Close();    LED2.Close();    Delay(10);  }}

还有一种初始化：

int main(void){  LED_Class *LED1 = new LED_Class(GPIOF, GPIO_Pin_7, RCC_APB2Periph_GPIOF);  LED_Class *LED2 = new LED_Class(GPIOF, GPIO_Pin_8, RCC_APB2Periph_GPIOF);
  LED1->Init();  LED2->Init();
  while(1)  {    LED1->Open();    LED2->Open();    Delay(50);
    LED1->Close();    LED2->Close();    Delay(50);  }}

单片机也能用C++面向对象编程？

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