晾衣架单片机程序的分层思想阐释
来源：华强电子网
作者：谦让的柠檬
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时间： 2016-11-02 16:00
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概要：
设计中的分层思想实际上并不是高级技术，有项目经验的工程师基本上理解单片机的分层。 但是对于初学者来说，单片机分层并不那么容易理解。 单片机的分层结构可以帮助设计者对电路有进一步的理解。 本文介绍单片机程序中的层次思想。 对于单片机的分层思想，两种设计思想非常重要。 一种是“时间轮设计思想”，它实际上对解决多任务问题非常有用，通常可以用它来判断是单片机的学习者
设计中的分层思想实际上并不是高级技术，有项目经验的工程师基本上理解单片机的分层。 但是对于初学者来说，单片机分层并不那么容易理解。 单片机的分层结构可以帮助设计者对电路有进一步的理解。 本文介绍单片机程序中的层次思想。 对于单片机的分层思想，两种设计思想非常重要。 一种是“时间轮设计思想”，它实际上对解决多任务问题非常有用，通常可以用它来判断是单片机学习者，还是单片机工程师。 这个必须把握。 在网上介绍这个的帖子也不少，所以在这里不多说了。 二是“分层屏蔽的设计思想”。 用扫描键盘程序的例子作为引子，引出今天说的话。 问题的提出：单片机的学习板一般比较简单，所以经常分配按钮，比如整个4*4的键盘矩阵分配在P1口上面，8条控制线，正好。 这样的话程序也很容易写。 简单的KEY_DAT=P1； 端口的数据进来了。 确实，现实中没有这么好的事情。 在实际项目应用中，单片机管脚复用相当厉害。 这与所谓的单片机学习板有很大的不同。 另一个原因是，典型的设计流程是“软件适合硬件”。 简单来说，就是先确定硬件原理图，进行硬件布线，最后进行软件开发。 因为硬件的修改很麻烦，所以相对来说在软件修改时比较容易变更。 这就是中国传统阴阳平衡哲学的原理。 硬设计和软设计本来就是鱼和熊掌的关系，两者不能兼得。 硬件设计变得方便，很可能给写软件带来很大的麻烦。 反过来说，如果软件设计变得方便的话，硬件设计也会相当麻烦。 如果硬件设计和软件设计同时方便了，那只有两种可能性。 一是这个设计方案非常简单，二是设计师达到了非常高的境界。 我们不考虑那么多情况，只是从常用实用的角度来看问题。 由于硬件布线的原因，在许多情况下，可以将IO端口分配到不同的端口上。 例如，在上面的4*4键盘中，8条线分别分配在P0P1P2P3之上。 那么，开发板的扫描键盘程序可以去他妈的。 怎么扫描按钮？ 我们引入中学数学所学的“映射”概念来解决问题。 基本思想是将不同端口的密钥映射到同一个端口上。 这样，按键扫描程序可以分为三个级别。 1 )底层为硬件层，完成端口扫描，延迟20ms消除抖动，将端口数据映射到一个KEY_DAT寄存器上，KEY_DAT为上层驱动层的一个接口。 2 )中间层是驱动层，驱动层仅操作KEY_DAT寄存器的值。 简而言之，无论底层硬件如何布线，驱动层都不需要在意，只需要在意KEY_DAT这个寄存器的数值是什么就可以了。 这样出现的间接效果“屏蔽了基础硬件的差异”，驱动程序层编写的程序就可以通用了。 驱动层的另一个功能是向上层提供消息接口。 我们使用了像window程序一样的消息的概念。 您可以在此提供几条按键消息，包括按下消息、释放消息、长按消息和长按时的步进消息。 3 ) APP应用层。 这里，针对每个项目写入键功能程序，是属于最上层的程序。 使用驱动程序层提供的消息接口。 在APP应用层编写程序的思想是，无论下层如何工作，都只关心关键消息。 收到关键信息时执行功能，但没有消息时什么都不做。 用一个简单的一般例子来说明我们这个设计思想的使用方法。 用秒表调整时间时，如果按住某个按钮，则要求时间连续地向上增加。 这很实用，在实际家电中用途很广。
在看下一个之前，大家要想想。 这个东西难吗？ 相信大家会大声回答，“不难！ ”但是，“这很麻烦吗？ ”。 一定会有很多人说：“太麻烦了！ ”项目要求：两个按钮分别被分配给P10和P20。 分别为“正”“负”按钮，要求长按时实现连续正负功能。 实战：假设：向上拉动按钮，没有按钮时为高电平，有按钮时为低电平。 另外，为了强调问题，这里没有编写消除延迟的程序，所以应该追加到实际项目中。 C语言函数的自变量的传递有很多种，这里作为例子，使用最简单的全局变量传递自变量。 当然，既可以用unsignedcharreadport(void )返回一个读键结果，也可以用voidreadport (unsigned char * pt )传递地址直接变更变量的方法是各种各样的1 )开始编写硬件层程序，# define kye _ min0x 01 # define key _ plus0x 01 unsignedcharkeydat； voidreadport(void ) if ) P1key_plus==0) { KeyDat|=0x01； if(P2key_min==0) { KeyDat|=0x02； C语言很容易理解吧？ 当KEY_PLUS被按下，并且P10端口读取低电平时，P1 KEY_PLUS的结果为0，并且满足if的条件，并且前进到KeyDa
t|=0x01是将KeyDat的bit0置一，也就是说，将KEY_PLUS映射到KeyDat的bit0 KEY_MIN是同样的道理映射到KeyDat的bit1 如果KeyDat的bit0为1，则说明KEY_PLUS按下，反则亦然。 不需要想的很神秘，映射就是这么一回事。如果还有其他按键的话，用同样办法，将他们全部映射到KeyDat上面。 2)驱动层程序编写 如果将KeyDat想象成P1口，那么这个跟学习板那标准的扫描程序不就是一样了吗?对的，这个就是底层映射的目的了。 3)应用层程序编写 根据消息，硬件层是必须分离出来，然而驱动层和应用层的要求就不那么严格了，事实上一些简单的项目没有必要将这两层分离开来，根据实际应用灵活应对就可以了。其实这样写程序是很方便移植的，根据板子的不同而适当的修改一下硬件层那个ReadPort函数就完成了，驱动层和应用层很多代码可以不经过修改直接用，很能提高开发效率的。当然这个按键程序会存在一定的问题，特别是遇到常闭按键和点触按键的混合使用的场合。这个留给大家自己去想了，反正问题总是能找到解决办法的，尽管方法有好有坏。 以按键为媒介，介绍了程序设计当中的“分层屏蔽”的思想的原理和应用，按键只是一个例子，其实分层的思想普遍存在着程序设计当中。细心留意一下的话发现其实window，linux，网络的tcp/ip结构全部都是分层的。这东西不是绣花枕头，而是实际用在工程上面的，只是平时不多见帖子介绍，或者没有人特意这样来总结，又或者是有经验的工程师作为藏在心中的法宝吧，这个就不得而知了。 单片机程序分享到: