良许Linux教程网 干货合集 适用于MCU的简易状态机框架

适用于MCU的简易状态机框架

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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作者: 良许

良许,世界500强企业Linux开发工程师,公众号【良许Linux】的作者,全网拥有超30W粉丝。个人标签:创业者,CSDN学院讲师,副业达人,流量玩家,摄影爱好者。
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