嵌入式开发环境与软件编程基础

本文介绍了在Windows环境下通过VMware搭建Ubuntu 22.04虚拟机并配置C语言开发环境的完整流程。主要内容包括：1）从清华镜像站下载Ubuntu系统并完成虚拟机安装；2）配置国内软件源以加速下载；3）安装gcc、vim等开发工具；4）通过"Hello World"程序演示C语言编译运行过程；5）实现多文件C程序在Ubuntu下的gcc编译和Windows下Dev

芝士就是力量?

844人浏览 · 2025-09-21 20:42:36

芝士就是力量? · 2025-09-21 20:42:36 发布

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嵌入式开发环境与软件编程基础
前言

嵌入式开发环境与软件编程基础

前言

本文聚焦于Windows 环境下Ubuntu 虚拟机搭建与 C 语言基础开发的完整链路，既是对 Linux 系统操作能力的入门训练，也是对 C 语言编译、链接及工程化构建流程的实践梳理。从 Ubuntu 系统（Ubuntu 22.04 LTS为例）的虚拟机安装、国内软件源配置（解决官方源下载慢的痛点），到 vi/vim 等文本编辑器的使用，我们先完成 Linux 开发环境的 “基建”；随后通过 “Hello World” 程序入门 C 语言编译运行，再进阶至多文件（主程序与子程序）项目开发，分别实践 GCC 命令行编译与 Windows 下可视化工具编译，最后通过 Makefile 实现项目的自动化构建 —— 各任务环环相扣，从 “环境搭建” 到 “代码实现” 再到 “工程化管理”，完整覆盖了 Linux 平台下 C 语言开发的基础核心技能，为后续更复杂的程序开发与系统级编程打下扎实基础。图文并茂、步骤清晰，适合零基础读者一步步跟随操作。
本文所用工具：
- 虚拟机：VMware Workstation Pro
- 目标系统：Ubuntu 22.04.5 LTS 桌面版（代号 jammy）
- 开发工具：gcc、vim、Make、Windows 下 DevC++

1.Ubuntu 22.04 虚拟机安装与环境搭建

1.1 下载Ubuntu镜像文件

由于本人在去年已经安装完成，因此此处仅作简述，详情可观看其他博主的
📌📌📌
基于VMware虚拟机的Ubuntu22.04安装教程
📌📌📌

进入镜像站
推荐使用清华大学开源软件镜像站（TUNA），选择需要下载的版本进入
下载桌面版（带有desktop）

1.2安装与配置简述

（1）打开 VMware，点击“创建新的虚拟机”；

（2）选择“典型”安装，加载 Ubuntu ISO 镜像；

（3）设置用户名、密码、磁盘大小（建议 ≥20GB）；

（4）启动虚拟机，完成图形化安装过程；

（5）安装完成后重启，进入 Ubuntu 桌面环境。

✅ 验证：成功进入 Ubuntu 桌面，鼠标键盘正常，网络连接可用。

Ubuntu 默认使用国外官方源，下载速度慢。我们将其更换为 清华大学开源软件镜像站。

备份原始源列表打开终端（Ctrl+Alt+T），执行：

sudo cp /etc/apt/sources.list /etc/apt/sources.list.bak

（6）替换为清华源（Ubuntu 22.04 jammy）

打开终端输入：

sudo vim /etc/apt/sources.list

i进入编辑模式
然后粘贴以下清华源配置（适用于 Ubuntu 22.04 LTS）：

# 默认注释了源码镜像以提高 apt update 速度，如有需要可自行取消注释
deb https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/ubuntu/ jammy main restricted universe multiverse
# deb-src https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/ubuntu/ jammy main restricted universe multiverse
deb https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/ubuntu/ jammy-updates main restricted universe multiverse
# deb-src https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/ubuntu/ jammy-updates main restricted universe multiverse
deb https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/ubuntu/ jammy-backports main restricted universe multiverse
# deb-src https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/ubuntu/ jammy-backports main restricted universe multiverse
deb https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/ubuntu/ jammy-security main restricted universe multiverse
# deb-src https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/ubuntu/ jammy-security main restricted universe multiverse

# 额外更新源（可选）
deb https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/ubuntu/ jammy-proposed main restricted universe multiverse
# deb-src https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/ubuntu/ jammy-proposed main restricted universe multiverse

📝 不同版本代号参考，然后替换jammy：

Ubuntu 22.04 → jammy

Ubuntu 20.04 → focal

Ubuntu 18.04 → bionic

Ubuntu 16.04 → xenial

（7）保存并更新软件源

esc退出，输入:wq保存并写入

然后执行更新：

sudo apt update

1.3编译工具

刚安装好的系统缺少许多常用软件，如gcc,git等

基本的编译和构建软件工具可以用下面的命令进行安装，build-essential软件包组包含了gcc、g++、make等编译工具和构建工具，也包含了标准 C 库和头文件。打开终端，输入如下命令

sudo apt install build-essential -y

1.4安装代码编辑软件（VIM）

打开终端，可输入vim检查是否已经安装完毕，若未完成，则输入以下命令

sudo apt install vim

2.Ubuntu下C语言的hello world

创建项目目录
```
mkdir programming
```
进入项目文件夹
```
cd programming
```
用vim创建源文件
```
vim hello.c
```
i进入编辑模式，
然后粘贴以下代码：
```
#include <stdio.h>

int main() {
    printf("Hello World!\r\n");
    return 0;
}
```
点击esc后，输入:wq写入退出
效果如下：

ls列出当前目录中所有非隐藏的文件和文件夹

编译并运行

gcc hello.c -o hello
./hello

✅ 输出：

hello world!

在这里插入图片描述

gcc编译过程

gcc 的作用就是把它一步步翻译成电脑能直接运行的程序：
- 预处理 → 展开头文件（如 #include <stdio.h>）
- 编译 → 把 C 代码转成汇编代码
- 汇编 → 把汇编代码转成机器码（.o 文件）
- 链接 → 把机器码和系统库（比如 printf）打包成最终可执行文件 hello

3.多文件C程序分别在Ubuntu和Windows下编译

3.1Ubuntu下gcc编译多文件

mkdir programming

创建sub1.h头文件

// 函数声明：接收两个int类型参数，返回float类型（平均数）
float x2x(int a, int b);

编写sub1.c程序 —— 子程序文件，实现函数 x2x（求平均数）

创建sub1.c文件

vim sub1.c

编写代码

float x2x(int a, int b){
    
    return (a+b)*0.5;
}

编写main1.c 程序—— 主程序，调用 x2x

创建main1.c文件

nano main1.c

编写代码

#include <stdio.h>
#include "sub1.h"

int main(void)
{
    int num1=0, num2=0;
    float result=0.0;
    // 提示用户输入数据
    printf("请输入第一个整数：");
    scanf("%d", &num1);
    printf("请输入第二个整数：");
    scanf("%d", &num2);
    // 调用函数计算
    result = x2x(num1, num2);
    // 输出结果
    printf("x2x(%d, %d) 的运算结果是：%.2f\n", num1, num2, result);
    return 0;
}

编译两个文件并链接成可执行程序

gcc main1.c sub1.c -o main1
./main1

✅ 输出结果如：

x2x(3, 4)的运算结果是 = 3.50

图解编译链接过程

3.2Windows下编译多文件

使用Dev-C++：

创建新项目，添加 main1.c 和 sub1.c
编译运行结果如下

4.使用Makefile自动化编译

相较于Makefile编译，GCC命令行编译的核心缺点在于：面对多文件项目（如main1.c与sub1.c组成的程序）时，需手动输入完整编译命令（如gcc main1.c sub1.c -o main1），文件增减或编译参数调整（如添加优化选项、库依赖）需反复修改命令，易出错且操作繁琐；仅修改单个文件（如仅更新sub1.c）时，会强制全量编译所有文件，导致项目越大冗余耗时越长；同时，编译规则、产物清理（如删除.o文件）等操作缺乏统一管理，难以同步配置，也无法便捷实现多目标编译（如同时生成调试版与发布版），可维护性和扩展性远不及通过Makefile对编译流程的自动化、模块化管控。

4.1使用Makefile编译代码

编写Makefile

在项目目录中，创建一个名为 Makefile 的文件。

vim Makefile

然后输入以下内容

# 定义编译器
CC = gcc

# 定义编译选项
CFLAGS = -Wall -O2

# 目标文件
TARGET = main1

# 源文件
SRCS = main1.c sub1.c

# 生成可执行文件
$(TARGET): $(SRCS)
	$(CC) $(CFLAGS) $(SRCS) -o $(TARGET)

# 清理目标文件和可执行文件
clean:
	rm -f $(TARGET)

# 运行程序
run: $(TARGET)
	./$(TARGET)

点击esc后，输入:wq写入退出
输入ls查看是否成功创建
在这里插入图片描述
2. 使用make编译

# 编译程序
make

# 运行程序
make run

# 清理编译生成的文件
make clean

得到相同的输出结果

5. 总结

本文围绕 Windows 环境下 Ubuntu 虚拟机搭建与 C 语言基础开发 展开，从零出发形成了从 “环境基建” 到 “工程化开发” 的完整实践链路，适合嵌入式开发零基础学习者入门，核心内容可总结为以下五部分：
🔹 环境搭建 —— 以 VMware Workstation Pro 为载体，安装 Ubuntu 22.04 LTS 桌面版。
🔹 工具链配置 —— 安装 gcc、make、vim，为后续 C 语言开发配齐 “基础设施”。
🔹 程序开发 —— 从单文件 Hello World 入门，到多文件 main1.c + sub1.c 模块化编程，理解gcc编译过程。
🔹 跨平台验证 —— 在 Windows（Dev-C++）与 Linux（gcc）不平台编译同一套代码不同系统的区别于特点。
🔹 工程化进阶 —— 引入 Makefile，实现自动化编译。