对于许多初学MCU编程的人来说,主要还是使用裸机编程的方式,特别是对于一些资源较小的MCU。并不是所有的MCU都需要使用操作系统,而可以采用状态机的方法来实现相应的功能。本文将介绍状态机的相关内容。
在单片机裸机编程方法中,状态机是一种比较好的编程方法,例如按键的检测和判别等实现,都可以基于状态机进行。实际上,许多其他方面也可以使用这种思想,例如传感器的数据采集。由于单片机无法一直等待进行运行,否则效率会非常低,通常采用状态机和定时器相结合的方式来提高单片机的使用率。
综上所述,使用状态机的方法可以在裸机编程中实现许多功能,尤其是对于资源较少的MCU来说,状态机的编程方法非常适用。状态机的思想也可以用于传感器的数据采集,通过状态机与定时器的配合,可以提高单片机的使用效率。
一、传感器中使用fsm的方法
大家都知道,ds18b20的采集是比较慢的,发送转换指令后,最慢需要等待720ms,这个时间有点太长了。简直不能忍受。
如下所示:我采用了11bit分辨率,0.125的分辨率足够了,作为温度参考而已。
9 - bit resolution 93.75 ms 0.5
10 - bit resolution 187.5 0.25
11 - bit resolution 375 0.125
12 - bit resolution 750 0.0625
那么我肯定不是死等的,死等,多浪费cpu,效率太低了,实际工作中根本无法接受。
因此,做了一个状态机:
int main(int argc, char const *argv[])
{
while(1)
{
ds18b20_discope();
}
return0;
}
void ds18b20_discope(void)
{
switch (ds18b20的状态机的全局变量)
{
case 发送命令:
发送转换命令
赋值到等待装态
break;
case 等待装态:
判断是否有超时,
如果有超时,则:读取,计数器清零,并回到发送命令状态
否则,do nothing
break;
default:
break;
}
}
定时器的基准中断可以自己细化,我是50ms一个中断:
void HAL_TIM_PeriodElapsedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)
{
如果ds18b20已经处于等待状态,
则计数++
}
这样就是一个简单的传感器定时采样的状态机思路,不会死等,效率较高,而且稳定。
注意ds18b20的时序性比较严格,网上说不能被打断的,但是后来移植到freertos中,也是可以的,温度采样还算稳定,但是考虑到后续程序比较大,因此还是裸机了,状态机的思路基本能解决。
最后说明,状态机的应用很广泛,有的RTOS应用里面同样也使用状态机的处理,具体需结合实际情况而定。
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