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| -- 作者：wangxinxin -- 發(fā)布時(shí)間：2010-12-8 10:36:00 -- 從單片機(jī)初學(xué)者邁向單片機(jī)工程師”之LED主題討論周第三章----模塊化編程... 通過(guò)上一章的學(xué)習(xí)，我想你已經(jīng)掌握了如何在程序中釋放CPU了。希望能夠繼續(xù)堅(jiān)持下去。一個(gè)良好的開(kāi)始是成功的一半。我們今天所做的一切都是為了在單片機(jī)編程上做的更好。 在談?wù)摻裉斓闹黝}之前，先說(shuō)下我以前的一些經(jīng)歷。在剛開(kāi)始接觸到C語(yǔ)言程序的時(shí)候，由于學(xué)習(xí)內(nèi)容所限，寫(xiě)的程序都不是很大，一般也就幾百行而矣。所以所有的程序都完成在一個(gè)源文件里面。記得那時(shí)候大一參加學(xué)校里的一個(gè)電子設(shè)計(jì)大賽，調(diào)試了一個(gè)多星期，所有程序加起來(lái)大概將近1000行，長(zhǎng)長(zhǎng)的一個(gè)文件，從上瀏覽下來(lái)都要好半天。出了錯(cuò)誤簡(jiǎn)單的語(yǔ)法錯(cuò)誤還好定位，其它一些錯(cuò)誤，往往找半天才找的到。那個(gè)時(shí)候開(kāi)始知道了模塊化編程這個(gè)東西，也嘗試著開(kāi)始把程序分模塊編寫(xiě)。最開(kāi)始是把相同功能的一些函數(shù)(譬如1602液晶的驅(qū)動(dòng))全部寫(xiě)在一個(gè)頭文件(.h)文件里面，然后需要調(diào)用的地方包含進(jìn)去，但是很快發(fā)現(xiàn)這種方法有其局限性，很容易犯重復(fù)包含的錯(cuò)誤。 而且調(diào)用起來(lái)也很不方便。很快暑假的電子設(shè)計(jì)大賽來(lái)臨了，學(xué)校對(duì)我們的單片機(jī)軟件編程進(jìn)行了一些培訓(xùn)。由于學(xué)校歷年來(lái)參加國(guó)賽和省賽，因此積累了一定數(shù)量的驅(qū)動(dòng)模塊，那些日子，老師每天都會(huì)布置一定量的任務(wù)，讓我們用這些模塊組合起來(lái)，完成一定功能。而正是那些日子模塊化編程的培訓(xùn)，使我對(duì)于模塊化編程有了更進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)。并且程序規(guī)范也開(kāi)始慢慢注意起來(lái)。此后的日子，無(wú)論程序的大小，均采用模塊化編程的方式去編寫(xiě)。很長(zhǎng)一段時(shí)間以來(lái)，一直有單片機(jī)愛(ài)好者在QQ上和我一起交流。有時(shí)候，他們會(huì)發(fā)過(guò)來(lái)一些有問(wèn)題的程序源文件，讓我?guī)兔π薷囊幌隆Ｍ瑯邮情L(zhǎng)長(zhǎng)的一個(gè)文件，而且命名極不規(guī)范，從頭看下來(lái)，著實(shí)是痛苦，說(shuō)實(shí)話，還真不如我重新給他們寫(xiě)一個(gè)更快一些，此話到不假，因?yàn)槭诸^積累了一定量的模塊，在完成一個(gè)新的系統(tǒng)時(shí)候，只需要根據(jù)上層功能需求，在底層模塊的支持下，可以很快方便的完成。而不需要從頭到尾再一磚一瓦的重新編寫(xiě)。藉此，也可以看出模塊化編程的一個(gè)好處，就是可重復(fù)利用率高。下面讓我們揭開(kāi)模塊化神秘面紗，一窺其真面目。 C語(yǔ)言源文件 *.c 提到C語(yǔ)言源文件，大家都不會(huì)陌生。因?yàn)槲覀兤匠?xiě)的程序代碼幾乎都在這個(gè)XX.C文件里面。編譯器也是以此文件來(lái)進(jìn)行編譯并生成相應(yīng)的目標(biāo)文件。作為模塊化編程的組成基礎(chǔ)，我們所要實(shí)現(xiàn)的所有功能的源代碼均在這個(gè)文件里。理想的模塊化應(yīng)該可以看成是一個(gè)黑盒子。即我們只關(guān)心模塊提供的功能，而不管模塊內(nèi)部的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)。好比我們買(mǎi)了一部手機(jī)，我們只需要會(huì)用手機(jī)提供的功能即可，不需要知曉它是如何把短信發(fā)出去的，如何響應(yīng)我們按鍵的輸入，這些過(guò)程對(duì)我們用戶而言，就是是一個(gè)黑盒子。 在大規(guī)模程序開(kāi)發(fā)中，一個(gè)程序由很多個(gè)模塊組成，很可能，這些模塊的編寫(xiě)任務(wù)被分配到不同的人。而你在編寫(xiě)這個(gè)模塊的時(shí)候很可能就需要利用到別人寫(xiě)好的模塊的借口，這個(gè)時(shí)候我們關(guān)心的是，它的模塊實(shí)現(xiàn)了什么樣的接口，我該如何去調(diào)用，至于模塊內(nèi)部是如何組織的，對(duì)于我而言，無(wú)需過(guò)多關(guān)注。而追求接口的單一性，把不需要的細(xì)節(jié)盡可能對(duì)外部屏蔽起來(lái)，正是我們所需要注意的地方。 C語(yǔ)言頭文件 *.h 談及到模塊化編程，必然會(huì)涉及到多文件編譯，也就是工程編譯。在這樣的一個(gè)系統(tǒng)中，往往會(huì)有多個(gè)C文件，而且每個(gè)C文件的作用不盡相同。在我們的C文件中，由于需要對(duì)外提供接口，因此必須有一些函數(shù)或者是變量提供給外部其它文件進(jìn)行調(diào)用。 假設(shè)我們有一個(gè)LCD.C文件，其提供最基本的LCD的驅(qū)動(dòng)函數(shù) LcdPutChar(char cNewValue) ; //在當(dāng)前位置輸出一個(gè)字符 而在我們的另外一個(gè)文件中需要調(diào)用此函數(shù)，那么我們?cè)撊绾巫瞿兀?br/> 頭文件的作用正是在此。可以稱(chēng)其為一份接口描述文件。其文件內(nèi)部不應(yīng)該包含任何實(shí)質(zhì)性的函數(shù)代碼。我們可以把這個(gè)頭文件理解成為一份說(shuō)明書(shū)，說(shuō)明的內(nèi)容就是我們的模塊對(duì)外提供的接口函數(shù)或者是接口變量。同時(shí)該文件也包含了一些很重要的宏定義以及一些結(jié)構(gòu)體的信息，離開(kāi)了這些信息，很可能就無(wú)法正常使用接口函數(shù)或者是接口變量。但是總的原則是：不該讓外界知道的信息就不應(yīng)該出現(xiàn)在頭文件里，而外界調(diào)用模塊內(nèi)接口函數(shù)或者是接口變量所必須的信息就一定要出現(xiàn)在頭文件里，否則，外界就無(wú)法正確的調(diào)用我們提供的接口功能。因而為了讓外部函數(shù)或者文件調(diào)用我們提供的接口功能，就必須包含我們提供的這個(gè)接口描述文件----即頭文件。同時(shí)，我們自身模塊也需要包含這份模塊頭文件(因?yàn)槠浒四K源文件中所需要的宏定義或者是結(jié)構(gòu)體)，好比我們平常所用的文件都是一式三份一樣，模塊本身也需要包含這個(gè)頭文件。 下面我們來(lái)定義這個(gè)頭文件，一般來(lái)說(shuō)，頭文件的名字應(yīng)該與源文件的名字保持一致，這樣我們便可以清晰的知道哪個(gè)頭文件是哪個(gè)源文件的描述。 于是便得到了LCD.C的頭文件LCD.h 其內(nèi)容如下。 #ifndef _LCD_H_ #define _LCD_H_ extern LcdPutChar(char cNewValue) ; #endif 這與我們?cè)谠次募卸x函數(shù)時(shí)有點(diǎn)類(lèi)似。不同的是，在其前面添加了extern 修飾符表明其是一個(gè)外部函數(shù)，可以被外部其它模塊進(jìn)行調(diào)用。 這個(gè)幾條條件編譯和宏定義是為了防止重復(fù)包含。假如有兩個(gè)不同源文件需要調(diào)用LcdPutChar(char cNewValue)這個(gè)函數(shù)，他們分別都通過(guò)#include “Lcd.h”把這個(gè)頭文件包含了進(jìn)去。在第一個(gè)源文件進(jìn)行編譯時(shí)候，由于沒(méi)有定義過(guò) _LCD_H_ 因此 #ifndef _LCD_H_ 條件成立，于是定義_LCD_H_ 并將下面的聲明包含進(jìn)去。在第二個(gè)文件編譯時(shí)候，由于第一個(gè)文件包含時(shí)候，已經(jīng)將_LCD_H_定義過(guò)了。因此#ifndef _LCD_H_ 不成立，整個(gè)頭文件內(nèi)容就沒(méi)有被包含。假設(shè)沒(méi)有這樣的條件編譯語(yǔ)句，那么兩個(gè)文件都包含了extern LcdPutChar(char cNewValue) ; 就會(huì)引起重復(fù)包含的錯(cuò)誤。 uint16 g_nTimeCounter = 0 ; //定義一個(gè)無(wú)符號(hào)的整形變量 將常用的數(shù)據(jù)類(lèi)型全部采用此種方法定義，形成一個(gè)頭文件，便于我們以后編程直接調(diào)用。 typedef unsigned int uint16; typedef unsigned long UINT32; #endif 至此，似乎我們對(duì)于源文件和頭文件的分工以及模塊化編程有那么一點(diǎn)概念了。那么讓我們趁熱打鐵，將上一章的我們編寫(xiě)的LED閃爍函數(shù)進(jìn)行模塊劃分并重新組織進(jìn)行編譯。 在上一章中我們主要完成的功能是P0口所驅(qū)動(dòng)的LED以1Hz的頻率閃爍。其中用到了定時(shí)器，以及LED驅(qū)動(dòng)模塊。因而我們可以簡(jiǎn)單的將整個(gè)工程分成三個(gè)模塊，定時(shí)器模塊，LED模塊，以及主函數(shù) main.c |