单片机变量不被初始化的实现方法

最近有读者问了一个这样的问题：看门狗复位之后，能不能保持复位之前的状态？

这种问题，或者类似的问题，相信很多小伙伴都经历过，特别是有多年单片机开发经验的小伙伴，而且现实中的很多项目确实有这样的需求。

实现的方法有很多种，这里给大家讲讲在Keil、 IAR编译环境下，单片机变量不被初始化的实现方法。

处理器复位

处理器复位的方式有很多种，这里结合STM来讲述MCU复位的来源：

STM32的复位为三类：系统复位、电源复位和后备域复位。

系统复位：

1. NRST引脚上的低电平(外部复位)

2. 窗口看门狗计数终止(WWDG复位)

3. 独立看门狗计数终止(IWDG复位)

4. 软件复位(SW复位)

5. 低功耗管理复位

电源复位：

1. 上电/掉电复位(POR/PDR复位)

2. 从待机模式中返回

备份区域复位：

1. 软件复位，备份区域复位可由设置备份域控制寄存器(RCC_BDCR)中的BDRST位产生。

2. 在VDD和VBAT两者掉电的前提下， VDD或VBAT上电将引发备份区域复位。

修饰符

实现处理器复位而变量不被初始化方法之前，让我们先了解一下修饰符的知识。

修饰符是用于限定类型以及类型成员申明的一种符号。如C语言中常见的修饰符：

1.static静态修饰符：修饰变量，函数。作用域：变量仅仅在本文件可见，函数在本文件可以被调用；

2.extern声明修饰符：修饰变量，函数。修饰变量时候，变量的声明在外面；

3.const常量修饰符：修饰变量，函数。修饰变量时候，不能被重复赋值，只能放在只读段中；

4.volatile不稳定变量修饰符：这个变量不好翻译，在c中的作用大概有两点意思：A.表示变量是易失的，易变的; B.强制访存操作，防止编译器去优化，告诉编译器每次必须去内存中取值，而不是从寄存器或者缓存。
其实，在C++ JAVA中还有更多：

public公共访问修饰符、private私有访问修饰符、protected保护访问修饰符、friendly、abstract等。

而本文会使用到一个修饰符：

__no_init

虽然这个修饰符不是C语言标准的修饰符，但在Keil、IAR这种集成开发环境中，他们支持这种修饰符。

而本文说的修饰符，修饰的变量位于RAM中：

在默认情况下，编译器会将其变量存放在主RAM中，并在启动时对其进行初始化。而__no_init类型修饰符使编译器把变量放在非易失RAM区中，在启动时也不对它们进行初始化，也就是说__no_init在系统启动时不初始化变量。

Keil中__no_init的配置和使用

在Keil中，__no_init不是标准的修饰符，需要进行配置，配置之后就可以使用了。

1.宏定义__no_init

#define __no_init __attribute__((zero_init))

2.在工程选项中配置__no_init

Project -> Options for Targets -> Target，里面右下有个NoInit，这个就是需要我们配置的区域（可设定某一区域）；


 

3.使用方法

比如定义变量：Cnt_NoInit

__no_init uint16_t Cnt_NoInit;

提示：不能初始化这个变量（也就是定义时不要赋值）。

IAR中中使用__no_init

在IAR中“__no_init”属于是一个关键字，你会发现在使用这个修饰符之后，字体都是关键字颜色。
直接使用即可，类似上面定义一个不被初始化的变量：

__no_init uint16_t Cnt_NoInit;

参考源码

这里给大家分享两个简单的Demo（源码），Keil和IAR工程实现的功能一样。

源代码：

__no_inituint16_t Cnt_NoInit;
uint16_t Cnt_Init = 100;


int main(void)
{
  System_Initializes();
  printf("Start...
");  //复位打印


  while(1)
  {
    printf("Cnt_NoInit = %d
", Cnt_NoInit);   //打印变量
    Cnt_NoInit++;


    if(Cnt_NoInit > 1000)
    {
      Cnt_NoInit = 0;
    }


    printf("Cnt_Init = %d
", Cnt_Init);
    Cnt_Init++;
    if(Cnt_Init > 1000)
    {
      Cnt_Init = 0;
    }


    LED_ON;  
    TIMDelay_Nms(500);
    LED_OFF;
    TIMDelay_Nms(500);
    NVIC_SystemReset(); //系统复位
  }
}

被Cnt_NoInit修饰，则会打印如下消息：

Start...
Cnt_NoInit = 0
Cnt_Init = 100


Start...
Cnt_NoInit = 1
Cnt_Init = 100


Start...
Cnt_NoInit = 2
Cnt_Init = 100


Start...
Cnt_NoInit = 3
Cnt_Init=100

如果不被修饰：

uint16_t Cnt_NoInit;
uint16_t Cnt_Init = 100;

如果不被修饰：则会打印如下消息：

Start...
Cnt_NoInit = 0
Cnt_Init = 100


Start...
Cnt_NoInit = 0
Cnt_Init = 100


Start...
Cnt_NoInit = 0
Cnt_Init = 100


Start...
Cnt_NoInit = 0
Cnt_Init = 100

相信聪明的你，看了上面例子会明白为什么没有初始化的变量“Cnt_NoInit”在变化，而初始化了的“Cnt_Init”一直不变。

审核编辑：汤梓红