单片机实现模块化编程：思维+实例+系统教程(实用程度令人发指)

单片机怎么实现模块化编程？思维+实例+系统教程(实用程度令人发指)

\\\插播一条：文章末尾有惊喜哟~///

在刚初始从事研发工作的那几年，我主要做单片机软件开发的工作，虽然功能吧都能实现，但是总觉得缺少了点什么。

总是感觉自己写的程序不够完美，移植性不够好，功能也不好扩展，每次写完程序最怕的就是客户要改功能。

假如程序架构写的不好，一改会影响到很多功能，哪怕原来是灯每秒闪1次，改成每秒闪3次这种看起来很简略的功能。

对于程序提升这块，假如没有人一个厉害的人带你，真的很难提升。

主要难在两个方面：

1.你的认知

有时候不是你做了越久，写的代码就越好，由于你一直在自己的认知水平内写代码。

假如不提升你的认知，代码自然也不会提升，所以想要提升代码水平，首先要提升的是你的认知。

2.找不到好的教程或实例

终有一天你要做中大型项目标时候就会发现，自己的代码水平和思维要提升了，但是找不到好的教程和方法。

这块最好的提升办法就是去找那些大佬写的代码，假如说公司比较资深的工程师，有事没事多请他们吃吃饭，喝喝水搞好点关系。

一般来说都愿意把自己的代码分享给你，然后你再看他们写的代码，有哪些是值得进修的，最重要的是他们实现功能的思维，然后用代码怎么去实现？

假如别人不愿意分享给你，那能够去挖一下现成稳定的，假如说STM32的规范库，蓝牙协议栈等等。

我当初的提升方法是在某个公司做产品的时候，正好有个工程师离任了，老大把他写的代码给我来维护。

当我第一眼看到他代码的时候，觉得写的很复杂，感觉在秀技术，完全没必要这样去写。

然后我用他的代码拿配套的产品来测试，发现很稳定，我尝试依照我的思维改了以后，就出现了各种问题。

慢慢地，钻研越深，我越是深刻体会这位工程师为什么要那样去写，自己跟他完全不是一个级别的。

其实他的就是基于模块化编程的思维去做的，当时还没吃透他的代码，我是从那家公司离任后又过了几年才彻底领悟他的代码。

一、单片机模块化编程怎么实现？

基于他的这种思维和实现方法，再联合我自己多年经历，最后自己又创新了一个全新的架构。

这个架构分为2个局部：

1.内核

内核主要是用来管理任务的，除了管理还提供了一些队列算法接口，方便产品使用。

2.模块化编程思维

对于单片机产品开发来说，我觉得能够分为3层：硬件层、中间层、应用层。

我们先来说说中间层和应用层。

中间层：就是不算是真正产品的功能代码，假如说解析某种自定义协议，协议解析完以后的数据才是真正产品功能数据。

上图就是对云平台协议进行解析，假如说解析wifi是否连接的命令的程序，相对应用层来说，我们只须要”wifi已连接”和”wifi未连接”这两个明确的数据，而不做详细解析程序。

这样做最大的益处就是，假设我们换了一家云平台，应用层的程序不用改，只须要改硬件层和中间层程序即可，不至于由于换了一家云平台，导致整个产品程序崩盘的问题。

一般来说，假如不是中大项目，我都直接省略中间层，毕竟代码量大了，会浪费批量出产时的时长，也浪费单片机资源。

硬件层：我们重点来说说这个，这个真的是很多人痛到不能再痛的痛点，也是很多工作几年工程师一直不知道怎么攻克的问题，专门是用来采集单片机输写数据，或者控制硬件电路输出。

采集信号有很多类型，假如说按键检测、ADC检测、红外信号接管、串口接管、SPI、IIC等这种就是属于硬件层输写数据。

我拿按键输写来举例，先来看看原理图：

电路非常简略，就几个按键串上电阻接了单片机引脚，按键按下就会有一个低电平的信号给到单片机，单片机就是通过检测对应引脚是否低电平来判断按键是否按下。

回到我们程序局部，按键检测过程我就不讲解了，我们的关键在于检测到某个按键按下以后，要怎么把这个值传给应用层。

那我是使用了回调函数来传递的，这样做的益处就是，真正能做到这个按键硬件层检测代码和应用层产品程序独立，增强移植性。

我们要使用按键功能的时候，直接注册下按键回调函数就能够了，如下图：

这样做还是比较灵敏的，不管是应用层，还是中间层，哪里须要用到按键功能，我就在哪里调用注册函数。

Ok，硬件层采集数据根本上都能够用这种方式来处理，这样就能做到真正的模块化，这个也是我以前一直想不通钻研了很久的处理方式。

下面说说控制硬件电路输出，这种输出型的没什么好说的，不波及到硬件层的采集数据传递到应用层，直接调用硬件层的控制接口就行了。

假如说我应用层要控制一个LED灯点亮，代码简略到令人发指！

快捷入门STM32单片机-软件篇

关于这个STM32的编程开发环境Keil,网上有太多相关的资源了,而且大都讲解的非常详细.所以本篇文章没意于深层细节,只会提供我进修时候的一些体会,帮助你更好的掌握相关知识.

1.规范外设库(Standard Peripheral Library)

最初始,我们都是对单片机的寄存器直接进行操作,这样运行速读更快,但是代码可读性不高,编程艰难,规范外设库的出现很好地攻克了这个问题.它提供了一系列的外设接口(其实就是封装好的函数)供我们使用.

1.1下载

在STM32官网下载规范外设库,依据自己的单片机型号进行选择.

图1.1选择单片机型号

我的单片机是STM32F103,点击F1就会出现下载界面

图1.2下载规范外设库

1.2文件分析

解压后能够看到以下文件:

图1.3规范外设库中的文件

其中,最最重要的文件是Libraries,里面包含了我们须要的所有库函数文件.

Project文件夹中提供了例子和模板,最后一个HTML文件是帮助文档,建议进修过程中参照这两个文档而不是看其他乱七八糟的教程.

在Libraries中你须要关注这三个文件夹里面的文件:

Libraries\CMSIS\CM3\CoreSupport
Libraries\CMSIS\CM3\DeviceSupport\ST\STM32F10x
Libraries\STM32F10x_StdPeriph_Driver

其中,第一个是核心代码,第二个是设备支持代码,第三个是详细的外设的使用.

2.开发环境

2.1软件的名称

最初始使用STM32个开发环境的时候,对它的名称一直很迷惑,后来才发现Keil是公司的名称,uversion是KEIL公司开发的一个集成开发环境(IDE)具有编译、下载调试、模拟仿真的功能,MDK(Microcontroller Development Kit)的设备数据库中有很多厂商的芯片，是专为微控制器开发的工具.

2.2下载安装

开发软件能够在Keil的官网下载,选择第一个MDK-Arm填写好相应的信息,然后依照提示安装即可.

安装成功后,你能够在Help的下拉菜单中找到uVision Help,同样的,你应该尽量通过看这个帮助来进修整个软件的使用.

图2.1 uVision Help

帮助文档里详细介绍了软件的界面,文档构造,如何调试仿真等等所有你想知道的东西.

图2.2帮助文档

3.新建一个工程

刚初始进修STM32的时候,我会觉得自己新建一个工程特别麻烦,所以愈加倾向于用别人的模板.但是这样看似提高了效率,但是具有很大的弊端,由于你不知道别人的文件是如何编排布置的,这给日后的调试埋下了隐患.所以我建议大家从最初始就把这一关给攻克掉,每次都自己新建工程.

关于如何使用Keil新建工程,能够看这篇文章.

在这里提几个自认为比较关键的点:

?C/C++ define中两个宏指令STM32F10X_HD,USE_STDPERIPH_DRIVER之间是逗号不是句号,一定要看清楚

?C/C++ Include Path要加入每一个带有.h文件的文件夹否则会报错.

?Target中勾选Use MicroLIB,这样才能够正常使用print函数

?Output中勾选Create HEX File以便烧录程序

4.编译及调试

翻开mcuisp软件,左下角选择DTR的低电平复位,RTS高电平进BootLoader,然后选择Project\Objects中的.Hex文件即可烧录程序,在单片机上观看实验现象.

5.完毕语

关于单片机的硬件说明能够看我之前写的文章:

13个基于 STM32的典型项目设计实例

STM32单片机现已火遍大江南北，各种教程资料也是遍布各大网站论坛，可谓一抓一大把，但大局部都差不多。今天总结了几篇电路城上关于 STM32的制作，不能说每篇都是典型，但都是在其他地方找?

汇编技术大...发表于嵌入式

STM32单片机的启动过程

STM32单片机的启动过程分享这篇文章，谈一下 STM32启动流程。假如读者朋友已经有过汇编相关根底，能够够好了解本文内容。汇编语言是比C语言更接近机器底层的编程语言，能让我们更好的了解和?

一个发表于亿配芯城商...

彩蛋：最近有同学跟我要单片机的资料，我特意花几个月时间，总结了我10年产品研发经验，资料包几乎覆盖了C语言、单片机、模电数电、原理图和PCB设计、单片机高级编程等等，非常适合初学者入门和进阶。除此以外，再含泪分享我压箱底的22个热门开源项目，包含源码+原理图+PCB+说明文档，不是市面上打包卖的那种课程，我认为教程多未必是好事，10年前我自学快，除了自身执行力以外，还有就是教程少。不要害羞做伸手党，等你一个小红点。后期我也会组建一些纯技术交流的小圈子，让大家能认识更多的大佬，有个好的圈子，你对行业的认知一定是最前沿的。