单片机课程设计小结（单片机代码模块化设计思想浅谈）

前言：前段时间分享的文章【单片机裸机代码框架设计思路】，很多读者给我留言，觉得很不错，对于初学者而言，这是一个进阶的技巧，对于我而言，这是对自己总结和表达能力的一个提升。

本文章我们再谈谈单片机代码的模块化设计思想是如何设计的。之前的【单片机裸机代码框架设计思路】文章为了尽量简洁的表达，我几乎所有代码都放在了main.c中，这个在实际项目中，或者说当任务比较多的时候，几乎是不太现实的。

模块化设计的目的是让代码高内聚，低耦合，是为了降低程序复杂度，使程序设计、调试和维护等操作简单化

第一点：单独的功能模块各自独立建立xxx.c和xxx.h文件

这一点相信大家可能都知道，因为51单片机的书都有讲，如果您已经知道了，请跳过第一点。

下面以之前的文章单片机裸机代码为例进行说明：如下图所示

我把功能代码分成了4大块：

定时器功能代码：timer0.c、timer0.hTask裸机框架功能代码：task.c、task.h中断函数功能代码：interrupt.c、interrupt.h（任务很少，也可以不分出来，看具体情况）公共函数功能代码：public.c、public.h(存放一些公共的函数和全局变量)

（1）定时器功能代码：timer0.c、timer0.h

可以看出：timer0.c包含了3个常用函数，和1个定时器结构体变量，定时器中断是放在interrupt.c里面

timer0.h包含一些常用的宏定义，和结构体变量类型定义，对于常用的2ms/5ms/10ms定义初始值，可以使用宏定义，修改起来就会很方便，如下所示，这是一个小技巧

为什么使用TIMER_VALUE来代替T5ms时，是因为如果不使用这个宏，那么定时器初始化的时候要给TL0/TH0赋值T5ms，在定时器中断函数中还要赋值一次，我需要改动两个地方，中断赋值很容易被忽略掉，所以使用TIMER_VALUE宏定义代码，我就可以只需要改T5ms就可以一次性更改定时器中断的时间。

（2）Task裸机框架功能代码：task.c、task.h

task.c包含裸机代码框架中功能所有代码，心跳函数，初始化任务，启动任务，停止任务还有任务处理函数

task.h代码如下：包含任务的数组定义等等

（3）中断函数功能代码：interrupt.c、interrupt.h

这个范例代码比较简单，只有1个定时器的中断函数，如下所示

（4）公共函数功能代码：public.c、public.h

存放公共函数，比如禁止总中断，使能总中断，软件延时函数等等

要特别提到的一点，这是一个小技巧：public.h包含所有外设的头文件和常用的C语言库头文件，这样做的好处是，只需要修改这一个地方，其余.c文件只需要包含一条include "public.h"就可以了。

第二点：结构化封装外设

这个才是本文章我想提到的重点，对于一般初学者而言，可能写的最多的就是Timer0_Init(); 然后和Timer0_ISR() 函数，然后main.c调用就完事了。这种写法的确简单，也好理解，但是如果你的外设特别多，如果还有ADC,传感器，等等，你需要定义全局变量传递参数时，外设越多，那么全局变量就越多，后续修改起来，你就会发现太痛苦了，能把功能实现就不错了。

我们现在把定时器0就当做一个外设，

[1]、在外设对应头文件中，比如timer0.h中，声明一个结构体变量类型，如下图图所示，里面包含了3个函数指针，也可以在结构体中定义变量，比如浮点数，比如数组等等。不过定时器用不着。这里就只有函数指针了。

[2]、在外设对应的源文件中，比如timer0.c中，定义一个Timer0_t类型的结构体变量，并同时赋值，注意顺序不能错，因为前面定义的是函数指针，所以我们只需要用对应的函数名称赋值就好，这种做法，也可以称呼为注册回调函数.这些回调函数因为是通过结构体变量来调用，所以前面请加static修饰，表示只能在本文件中使用，如果是其他文件要使用，请直接通过结构体变量来调用，这就达到了封装的目的。

很多人不明白回调函数，这里简单提一下，将函数名称作为参数传递给函数指针，通过函数指针来调用该函数的功能，赋值的过程，就是注册回调函数.如果不注册，那么函数指针为null，指向空地址，就会出问题，我们定义的这个函数就是回调函数。

[3]、在外设对应头文件中，请一定写上 externTimer0_t timer0,表示外部文件可以调用 timer0结构体。

[4]、如果需要调用定时器的这些函数，只需要通过timer0结构来调用，如下所示，timer0.Init(TIMER_VALUE),

另外，VS Code的智能补全非常棒，你只需要输入结构体变量timer0.里面的函数或变量全部都出来了，如果这样封装，那么编辑代码体验也很棒。

根据结构体封装的思想，我再多举两个例子，假如对DHT11温湿度传感器进行封装，封装哪些会比较合理呢？如下所示

计算的湿度和温度浮点数，必不可少。

单总线40bits源数据，根据实际需求，如果你是和上位机通信，也必须发送这个源数据，那么就封装在这里，如果不需要，可以不封装。

读取湿度和温度的函数必须要封装.

调用的时候，就可以通过如下方式，通过串口打印出源数据和计算后的温湿度数据

标签：