良许Linux教程网 干货合集 嵌入式软件开发中的注册机制

嵌入式软件开发中的注册机制

1.问题描述

在使用定时器的过程中最令人苦恼的就是,在定义flag和holdtime时,每用一次都会导致中断函数中标志位满天飞,时间变量也无处不在。这导致程序变得极为耦合,难以移植。此时,即使想要删除这些变量,又担心会影响其他模块的正常运行。

2.如何解决这种问题

为了解决这一问题,我们可以引入注册机制。以手机相机拍摄照片并发送为例,我们可以通过以下代码实现:

在相机的发送模块中添加以下代码:

if (选择发送)
{
     if(选择微信发送)
     {
         获取发送人;
         选择发送人;
     }
     else if(选择qq发送)
     {
         获取发送人;
         选择发送人;
     }
     else if(选择微博发送)
     {
         获取发送人;
         选择发送人;
     }
    .
    .此处省略一万行
    .
}

这是最容易想到的实现方式,就如上面定时器的实现方式,哪里要用了,再定义一系列变量就是了。回到相机例子,假设某一天一个比微信还火的聊天软件出现了,用户安装了,想要发送图片,这时该怎么做 ?当然,只能在上面相机的发送发送模块中添加else if(。。。。)和它的实现方式了,也就意味着,每更新一个需要使用图片功能的软件,就必须去修改相机模块,是不是觉得和我们的定时器很像?

注册的精髓:解耦各个模块。程序讲究高内聚,低耦合。我目前对这句话的理解是:高内聚:每一个功能模块(c文件,h文件),内部不和其他模块相互调用,比如障碍物函数里面不应该有状态这一个变量存在,更不应该拥有零地标恢复运行这一操作。它只做一件事,处理IO口信息,产生相应的障碍物状态。低耦合:障碍物函数与其他模块的耦合,仅仅为产生的障碍物状态。下面深入探讨注册机制。

何谓注册:我目前这样理解的,相机要发送图片,面临着多种发送方式,每一种发送方式肯定会调用不同的函数。反过来想,就是我有很多的应用,要使用相机这个模块(此处对比定时器)。既然这样,相机模块定义一个注册函数,供其他模块调用,以告诉相机,允许使用对应的发送方式。

#define num_max 20                        //最大设备数
 
typedef struct
{
  u8 num;                                //当前注册设备数
  u8 list_ name[num _max];                //用于保存注册设备列表
  void (*click[num _max])(u8 * temp);  //存放不同模块(微信qq)的发送函数地址
}Equiment;
Equiment  COM;            
 
/**************************注册函数****************************************/
void  Photo_Register ( void(*a)(u8 * temp),u8 list )  //提供给外部的接口
{
   if(COM.num else
  {
     /****超过最大设备数报错******/
  }
}
 
/*相机中的发送函数*/
void Click(u8 temp)           // 最终实现图片发送调用此函数即可
{
   u8 i,NUM;
   for(i=0; iprintf(“打印列表,显示已经注册的设备”)
   } 
   NUM =Get(选择的发送方式);
   if(!NUM)
   COM.click[NUM](temp);
}
/*******************以上在相机中实现************************************/

微信中若要使用,在安装过程中,提示打开相机权限,便是调用上述注册函数。将微信本身自集成的发送函数地址传给相机,相机每次发送只需判断哪些设备注册了,选择对应的方式即可。如此一来,出现再多的新应用要使用相机,只需注册一次即可。相机与微信QQ微博等模块之间完美解耦!类似的,定时器的解耦也能这样处理。

定时器运用注册机制

首先,要想解耦,必须去掉胡乱定义的标志位与时间变量,只允许一个时间变量。因此定义一个32位的时间变量,不要任何条件限制,让他一直自加。

参考arduino 中定时处理的方法:定义一个函数获取当前时间,保存下当前时间,运行一段时间后,再次查询当前时间,两次做差,便得出运行的时间。从以上不难看出,关键点在于:获取当前时间的函数,当前时间的存放,做差后的时间。以下是实现方法:

time.h

#include "stm32f10x.h"
#ifndef __TIME_H
#define __TIME_H
 
#define TimerID_max 20          //最大注册设备数
#define RunOutOf_time(ID , ms)   ( systime.no w-systime.last[ID -1]
 
typedef struct
{
     u8 ID;                     //设备ID
     u32 now;                   //当前时间
     u32 last[TimerID_max];     //存放抓取到的时间
 
     void (*timer_init)(u16 countdata,u16 freqData);   //指向初始化函数
     u8 (*get_id)(void);                               //指向获取ID函数
     void (*refresh)(u8 ID);                           //指向更新时间函数
 
}SYSTIME;
extern SYSTIME systime;
#endif

time.c

#include "time.h"
 
/*********提供给外部的API*******************/
void Timer_Init(u16 CountData,u16 FreqData);
unsigned char systime_get(void);
void Refresh(u8 ID);
/***********************************************/
 SYSTIME systime =        定义SYSTIME类型变量,并初始化函数指针
{
     .get_id=systime_get,
     .refresh=Refresh,
     .timer_init=Timer_Init
};
 
/****************************************************/
//函数名:Timer_init
//描述:初始化定时器
//输入:中断时间相关
//输出:null
/****************************************************/
void Timer_Init(u16 CountData,u16 FreqData)
{
 RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM4,ENABLE);         
 NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;                        
 NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_0);
  
 NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM4_IRQn;             
 NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0;   
 NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 4;
 NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
 NVIC_Init(&NVIC_InitStructure); 
  
 TIM_TimeBaseInitTypeDef  TIM_TimeBaseStructure;             
  
 TIM_DeInit(TIM4);
 TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = FreqData;
 TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1; 
 TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;  
 TIM_TimeBaseInit(TIM4, &TIM_TimeBaseStructure); 
 TIM_ClearFlag(TIM4, TIM_FLAG_Update); 
 TIM_ITConfig(TIM4,TIM_IT_Update,ENABLE);    
 TIM_Cmd(TIM4, ENABLE);             
 
}
 
/****************************************************/
//函数名:systime_get
//描述:获取当前时间,并产生一个注册
//输入:null
//输出:null
/****************************************************/
unsigned char systime_get()
{
    if(systime.IDreturn systime.ID;
    }
    else 
 return 0;
}
/****************************************************/
//函数名:Refresh
//描述:更新当前时间
//输入:获取到的ID
//输出:null
/****************************************************/
void Refresh(u8 ID)
{
    systime.last[ID-1]=systime.now;
}
/****************************************************/
//函数名:TIM4_IRQHandler 
//描述:1ms定时器
//输入:null
//输出:null
/****************************************************/
void TIM4_IRQHandler(void) 
{
    if (TIM_GetITStatus(TIM4, TIM_IT_Update) != RESET)
    {
 TIM_ClearITPendingBit(TIM4, TIM_IT_Update);
 systime.now++;          
    }
}

在.c与.h实现了以上后,面向外部的只有三个函数

/*********提供给外部的API*******************/
void Timer_Init(u16 CountData,u16 FreqData);    
unsigned char systime_get(void);
void Refresh(u8 ID);
/***********************************************/

定时器的使用方法

1. /*初始化*/
2.
  /**********任务1实现运行等闪烁,频率1s **********/    
void task1()
{
        static u8 Task1_ID;
 if(!Task1_ID)
    Task1_ID=systime.get_id();
        if(RunOutOf_time(Task1_ID,1000))
    RUN_LED()=1; 
 else if(RunOutOf_time(Task1_ID,2000))
    RUN_LED()=0; 
 else if(RunOutOf_time(Task1_ID,3000))
    RUN_LED()=1; 
 else if(RunOutOf_time(Task1_ID,4000))
    RUN_LED()=0; 
 else if(RunOutOf_time(Task1_ID,5000)
            RUN_LED()=1; 
 else
    systime.refresh(Task1_ID);   
}
 
/*******************任务2实现运行等闪烁,频率100ms**********************/  
void task2()
{
 static u8 Task1_ID;
 if(!Task1_ID)
   Task1_ID=systime.get_id();
 if(RunOutOf_time(Task1_ID,100))
   RUN_LED()=1; 
 else if(RunOutOf_time(Task1_ID,200))
          RUN_LED()=0; 
 else if(RunOutOf_time(Task1_ID,300))
   RUN_LED()=1; 
 else if(RunOutOf_time(Task1_ID,400))
   RUN_LED()=0; 
        else if(RunOutOf_time(Task1_ID,500))
        RUN_LED()=1; 
 else
   systime.refresh(Task1_ID);
}
 
/***************main函数实现任务1运行10s,任务2运行10s****************/
int main(void)
{
        static u8 main_ID;
        System_Init();
        while(1)
        {   
    if(!main_ID)
       main_ID=systime.get_id();
    if(RunOutOf_time(main_ID,10000))
       task1();
    else if(RunOutOf_time(main_ID,20000))
       task2();
    else
             systime.refresh(main_ID); 
        }
}

以上,任何函数想要使用定时器,只需要按要求,设立一个ID存储变量,以存储注册时分配的ID,便可调用定时器,且在任何平台上均可方便的移植,只需修改硬件初始化。

此程序无法实现时刻任务执行,例如某任务要100ms执行一次,只能用作时间段内执行。原因在于程序主循环会耗时,导致轮询时无法精准捕捉到100ms时刻,想要达到此效果,还需改进或者完全换一种思路来写,例如捕捉放到中断中,主循环来查询100ms使能位。

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良许

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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