知乎上看見一位同行Neil分享他做MCU的經(jīng)驗,感同身受,我和他的經(jīng)歷非常類似,推薦一下,讓更多的人學習。
1、我的心路歷程
工欲善其事必先利其器,在正式開始將代碼之前,我先和大家分享一下我目前在使用的代碼框架。一來在后續(xù)將代碼時大家可以比較容易理解;二來而是給大家提供一種思路。
第一階段:拿來主義
從大學接觸到單片機,當時學的比較倉促,也沒有特別好的參考資料,所以大多東西也是照樣畫葫蘆,沒考慮太多。可能先入為主的原因,也沒有覺得有什么不好的地方。例如在按鍵或一些延時地方直接用delay函數(shù)進行死循環(huán)等待,這些操作在一些小例程中可能影響不大,但一旦到比較大的項目或?qū)嶋H工程應(yīng)用中,這些操作就是禁忌,因為這些會影響整個程序的時效性。
第二階段:參加比賽
在大學的后段時間,我開始接觸到了飛思卡爾智能車,第一次接觸到比較完整項目。但是因為學長畢業(yè),直接代碼丟過來,讓我有點措手不及。一看代碼,雖然有了一點雛形,但是一個Function.c內(nèi)幾千行代碼,各種功能混雜在一塊,全局變量滿天飛的 場景著實讓我頭疼。因為比賽時間比較緊急,從頭自己寫也是不可能的事情,重構(gòu)更是異想天開。最后只能硬著頭皮,加上偶爾和學長的交流,至少慢慢知道在現(xiàn)有情況下需要在哪些點上做修改或添加。雖然后面也獲得了不賴的成績,那個暑假調(diào)試的過程也讓我收獲頗多,但是那種在一團雜亂毛線球中找線頭的感覺,以及那種如履薄冰般的調(diào)試讓我更加深刻。
也正是這樣的經(jīng)歷,讓后對如何能更加好的管理代碼,如何更好復用有了需求。比賽過后,我就開始搜羅相關(guān)的資料,也慢慢學會了需要模塊化編寫。
第三階段:公司項目應(yīng)用
大學對我來說更多的是小打小鬧,工作之后的我發(fā)現(xiàn)自己的。都說回看自己以前的代碼是需要勇氣的,我現(xiàn)在看,大學寫的代碼簡直是無字天書。
第一次看公司的代碼時的種激動,現(xiàn)在還記憶尤新。首先是IDE,可能大學沒有代碼編輯器的概念,所有編碼都是在調(diào)試的IDE中直接寫的,工作后開始接觸SourceInsight后才知道編碼也可以那么賞心悅目。其次就是工整,就像高中老師和我們一直強調(diào)書寫作文時要卷面整潔,字體工整----好的代碼排版,注釋統(tǒng)一真的會讓讀代碼的人有種愉悅感。模塊分類比較規(guī)范,有接口注釋說明,能讓我們很好地進行維護修改。最后就是使用狀態(tài)機的概念(我寫的代碼一般是裸跑的),以前可能會有類似的寫一些代碼,但是不知道這是一種運行的架構(gòu),有種醍醐灌頂?shù)母杏X。
2、我的代碼主框架
時間片
時鐘在單片機運行過是一個調(diào)度中心。就像我們?nèi)粘I钪?:30起床,11:30吃飯....時間在我們的一天中指揮著我們?nèi)プ霾煌氖虑?。同樣,滴答時間就像心臟一樣,驅(qū)動著整個系統(tǒng)運行。因為單片機在某一個時刻只能執(zhí)行一件事,但是只要對不同事情處理的足夠快,對我們宏觀的人來說,感覺所有事情是同時發(fā)生的。所有我們需要對系統(tǒng)時間進行分割,產(chǎn)生不同的時間片,如1ms、10ms、100ms等,在不同時間片內(nèi)處理不同任務(wù)等級的事情,讓所有任務(wù)都有序地輪詢。所有一般我們會用一個定時器,產(chǎn)生一個基礎(chǔ)時基,在時基中通過累加關(guān)系產(chǎn)生其他不同的時基。
在主函數(shù)Main中,根據(jù)不同的時間片進行劃分,可在不同的時間片下調(diào)用不同等級任務(wù)。
因為我做的項目中,很多功能片都是在100ms中調(diào)用的,所以為了防止太多任務(wù)同時調(diào)用影響時間片,將100ms分割成10個子任務(wù)片(時間平衡處理),而對應(yīng)的標志是在上圖中的10ms時間片產(chǎn)生。
對于時間片,在項目過程中需要對其進行校準?;揪褪嵌x一個端口IO,然后在時間片中進行翻轉(zhuǎn)。然后用示波器查看IO翻轉(zhuǎn)的時間間隔是否和設(shè)定的時間片一致。
框架文件
對于一個基礎(chǔ)項目,我一般會包含如下文件:.C文件:Main.c:主函數(shù)文件。
SubFunction.c:輔助函數(shù)文件,一些加減法、濾波函數(shù)等公用子函數(shù)。
MCU_Hardware.c:整個單片機底層的初始化,用于對整個系統(tǒng)硬件初始化。
.h文件:DataType.h:自定義類型文件,主要是一些公用的類型定義、宏定義等。
IO_Define.h: IO的宏定義,在應(yīng)用層直接用宏定義的操作,方便移植解耦
TimeFlag.h:時間片的相關(guān)定義
HeadInclude.h:包含全部頭文件,這樣可能是我為了偷懶,這樣是比較方便,但是在大項目的時候,不推薦這樣。
Main.h、MCU_Hardware.h、SubFunction.h
以上是我最小系統(tǒng)的框架,然后根據(jù)不同項目,添加不同的驅(qū)動文件及一些MCU提供的代碼庫文件。最小系統(tǒng)是能編譯通過,讓單片機運行的需要的文件。這些文件我會放在在即的代碼庫的Common文件夾中,當有一個新項目是,直接復制出來快速創(chuàng)建一個基礎(chǔ)框架。
框圖
驅(qū)動基本會進行模塊化,對于比較容易會復用的會采用驅(qū)動注冊的方式進行,采用函數(shù)指針進行解耦合。大概的框圖如下
規(guī)范
代碼規(guī)范在編寫代碼過程中是最基礎(chǔ)的一項,在公司中也一般會有一套代碼規(guī)范,可以方便代碼統(tǒng)一和維護。代碼規(guī)范比較容易被忽視,建議大家在剛開始學的時候就進行注意,可以參考《華為C語言代碼編程規(guī)范》。后面章節(jié)有必要的話我也可以講一下。
3、其他
代碼管理 代碼管理我使用的是Git。Git的好處是可以建立本地倉,方便提交管理,做比較等,告別以往的復制備份,還容易遺忘。我的遠程倉是用NAS建立了一個GitLab,本地代碼提交后會push上去,以防我那天電腦丟了或壞了。這章就基本這些了,總感覺寫著寫著就容易偏主題,輕噴~
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