单片机程序构架

2019-04-15 17:15发布生成海报

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似乎软件架构，只有纯上位机软件才有，其实，嵌入式软件也有架构可言，只有好的架构，才能结构清晰，方便开发和让系统稳定的工作。在有嵌入式操作系统的情况下，可以利用多任务和信号量，事件等设计嵌入式软件。但是在没有操作系统的裸机中，更需要有好的架构。例如利用事件和状态机模拟实现多任务，或者利用定时器和消息队列，信号量等模拟实现多任务，有了多任务就能灵活的设计软件架构。
一种简单的信号量实现：

void sem_init( volatile U08 *Sem )
{
	(*Sem)=0;
}

void sem_post( volatile U08 *Sem )
{
	if( 0 == (*Sem) )
		(*Sem)++;
}

U08  sem_wait( volatile U08 *Sem ) 
{
	if(0 == *Sem)
		return 1;

	(*Sem)--;

	return 0;
}

在一个大的while(1)大循环中，利用信号量实现各个函数（任务）的同步。

void Task_SysTime( void )
{   
	static int TaskInitFlg = 0;
	U32	Timer1sCount = 0; 			//时钟计数器个数 
	U32 disstat = 0;
	static int tmrid0 = 0, tmrid1 = 0, tmrid2 = 0, tmrid3 = 0;

	if( 0 == TaskInitFlg )
	{
		OSTimeDlyHMSM( 0, 0, 0, 50 //主要等待任务删除后才创建卡任务
		
		tmrid0 = TimerSet(20);	//定时器0（毫秒定时器）用于键盘、寻卡、定时器中断服务程序，20ms
		tmrid1 = TimerSet(1000);//定时器1（毫秒定时器）用于背显、GPS、定时连接检测、空闲显示
		tmrid2 = TimerSet(500);	//定时器2（毫秒定时器）用于信号显示，500ms
		tmrid3 = TimerSet(500);	//定时器3（毫秒定时器）用于电池显示，500ms

		sem_init( &gSem_EVT_CARDFLG_OK );  					//初始化为没有卡
		
		APP_DisIdle( 2 );								//显示一次时间
		APP_DisVoice();
		
		TaskInitFlg = 1;				//任务初始化完成
	}
	else
        {
		HW_IWDG_ReloadCounter();		 		//清看门狗

		if( 0 == TimerCheck(tmrid0) )
		{
			tmrid0 = TimerSet(20);			//定时器0重新定时, 20ms	

			Timer_ScanKeyboard();		      //20MS键盘扫描 
			Timer_FindCard(); 			//20MS寻卡处理
			TIM20MS_IRQHandler();		//20MS定时器中断服务程序
	       }
      }
}

void Task_Tick( void )
{
	Task_SysError();

	Task_CardProc();

	Task_SysTime();

	Task_MenuProc();

	Task_MtnLink();
	
	Task_CommProc();
}
int main( void )
{
	Sys_Init();	//系统初始化

	while( 1 )                                
	{ 
		Task_Tick();	//任务轮询

		if( 0 == sem_wait( &gSem_EVT_QUIT_APP ) ) 
		   break;     //应用退出
	}
}

以上为借助信号量和定时器实现的一种简单的模拟多任务，其实也算不上是多任务，因为如果一个函数执行时间很长，如何打断它？
以下为借住定时器和任务队列实现的一种模拟多任务：

#include 
#include "timTask.h"
#include "disp.h"

/*=====================================================
=	变量定义
=====================================================*/
//任务队列
typedef struct{
	char 	flagState;	//运行方式  0: 无任务
						//			1: 运行 
	char 	flagRun;	//完成状态	0: 正在计数
						//			1: 计数完成
	char 	flagType;	//处理方式	0: 主任务处理
						//			1: 中断处理
	ulong	cntRun;		//运行计数器
	ulong	numCircle;	//循环计数器
	void (*pTaskFunc)(void);	//任务
}TypeTimTask;

TypeTimTask timTaskTab[TIM_TASK_NUMBER];

/*************************************************************************
* 函数原型：
* 功能描述：
* 入口参数：
* 出口参数：
* 返 回 值：
*************************************************************************/
void TimTaskInit(void)
{
	int i;
	
	for (i=0; i更为巧妙的是，可以借住函数指针实现一种灵活的菜单和按键实时处理结构。类似于windows下win32的消息驱动机制，

通过中断等方式把实时事件封装成消息。以下为定义界面刷新显示和响应按键处理的结构:


#ifndef __PAGE_H_
#define __PAGE_H_

#include "heads.h"

/*=====================================================
=	
=====================================================*/
typedef struct{
	void (* OnPaint)(void);
	void (* OnKey)(short);
}TypePage;

/*=====================================================
=	
=====================================================*/
void WndPageSet(const TypePage *pg, int type = 0);
TypePage * WndGetPage(void);
void WndPageEsc(void);
void WndOnKey(short key);
void WndOnPaint(void);
void WndMenuInit(const char *pmn, char mline);
void WndMenuSelet(int m);
char WndMenuGetSelet(void);
long WndGetPaseword(int x, int y, char *psw, int len, long qevent);
#include "pageWnd.h"

/*=====================================================
=	
=====================================================*/
char  flagPaint = 0;
void (* pOnPaint)(void) = 0;
void (* pOnKey)(short) = 0;

const char *pMenuStr;
uchar menuSelect = 0;
uchar menuLine = 0;
uchar menuTop;


TypePage *pageCurrent;
TypePage *pageTreeTab[10];
uchar pageIndex = 0;

/*=====================================================
=	
=====================================================*/
void WndDrawMenu(void);

/*************************************************************************
* 函数原型：
* 功能描述：
* 入口参数：
* 出口参数：
* 返 回 值：
*************************************************************************/
void WndPageSet(const TypePage *pg, int type)
{
	if (pg == &pageMain)		//防止出错
	{
		pageIndex = 0;
	}
	else if (type == 0)
	{
		pageTreeTab[pageIndex++] = pageCurrent;
	}
	pageCurrent = (TypePage *)pg;
	pOnPaint = pg->OnPaint;
	pOnKey = pg->OnKey;
	flagPaint = 1;
}

/*************************************************************************
* 函数原型：
* 功能描述：
* 入口参数：
* 出口参数：
* 返 回 值：
*************************************************************************/
TypePage * WndGetPage(void)
{
	return pageCurrent;
}

/*************************************************************************
* 函数原型：
* 功能描述：
* 入口参数：
* 出口参数：
* 返 回 值：
*************************************************************************/
void WndPageEsc(void)
{
	TypePage *pg;
	
	if (pageIndex != 0)
	{
		pageIndex--;
		pg = pageTreeTab[pageIndex];
	}
	else
	{
		pg = (TypePage *)&pageMain;
	}
	pageCurrent = pg;
	pOnPaint = pg->OnPaint;
	pOnKey = pg->OnKey;
	flagPaint = 1;
}

/*************************************************************************
* 函数原型：
* 功能描述：
* 入口参数：
* 出口参数：
* 返 回 值：
*************************************************************************/
void WndOnPaint(void)
{
	if (flagPaint != 0)
	{
		flagPaint = 0;
		(*pOnPaint)();
	}
}

/*************************************************************************
* 函数原型：
* 功能描述：
* 入口参数：
* 出口参数：
* 返 回 值：
*************************************************************************/
void WndOnKey(short key)
{
	if (pOnKey != 0)
	{
		(*pOnKey)(key);
	}
}

/*************************************************************************
* 函数原型：
* 功能描述：
* 入口参数：
* 出口参数：
* 返 回 值：
*************************************************************************/
void WndMenuInit(const char *pmn, char mline)
{
	menuSelect = 0;
	pMenuStr = pmn;
	menuLine = mline;
	menuTop = 0;
	WndDrawMenu();
}

/*************************************************************************
* 函数原型：
* 功能描述：
* 入口参数：
* 出口参数：
* 返 回 值：
*************************************************************************/
void WndMenuSelet(int m)
{
	//光标滑动
	if (m > 0)			//下移
	{
		menuSelect++;
		if (menuSelect == menuLine)
			menuSelect = 0;

		if (menuSelect > menuTop + 4)
		{
			if (menuLine < menuTop + 4)
				menuTop = menuLine - 4;
			else
				menuTop = menuSelect - 4;
		}
	}
	else if (m < 0)		//上移
	{
		if (menuSelect == 0)
			menuSelect = menuLine - 1;
		else
			menuSelect--;
	}
	//图框移动
	if (menuSelect < menuTop)				//上移
	{
		menuTop = menuSelect;
	}
	else if (menuSelect >= menuTop + 4)		//下移
	{
		menuTop = menuSelect - 3;
	}
	
	WndDrawMenu();
}

/*************************************************************************
* 函数原型：
* 功能描述：
* 入口参数：
* 出口参数：
* 返 回 值：
*************************************************************************/
char WndMenuGetSelet(void)
{
	return menuSelect + 1;
}

/*************************************************************************
* 函数原型：
* 功能描述：
* 入口参数：
* 出口参数：
* 返 回 值：
*************************************************************************/
void WndDrawMenu(void)
{
	int i;

	char buf[17];
	const char *pmn = pMenuStr + menuTop * 16;

	DispClr();
	for (i=0; i<4; i++)
	{
		if (menuTop + i == menuLine)
			break;
		memcpy(buf, pmn, 16);
		buf[16] = '


                         
                         
     
  
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