单片机简单的设计（单片机简单的设计程序）



单片机系统开发人员的目标之一是在编程环境中创建固件，以实现低成本系统、软件可靠性以及快速的开发迭代时间。实现这种编程环境的最佳方法实践是使用统一的固件架构体系结构，该体系结构在产品开发过程中充当框架并支持“固件模块化”，或称为子系统。

如果不采用统一的设计架构，那么其业务需求耦合关系复杂，不采用先设计-后开发的方法论，想到哪里写到哪里，则程序后期维护将变得异常艰辛，而引入潜在bug/缺陷的风险也将大大增加，且不具备多人协同开发的可能。

可以结合固件模块化、可测试性和兼容性的正确组合的设计体系架构结构应用于任何固件开发项目，以最大程度地提高代码可复用性，加快固件调试速度并提高固件可移植性。

模块化架构设计？
模块化编程将程序功能分解为固件模块/子系统，每个模块执行一个功能，并包含完成该功能所需的所有源代码和变量。

模块化/子系统化有助于协调团队中许多人的并行工作，管理项目各个部分之间的相互依赖关系，并使设计人员、系统集成人员能够以可靠的方式组装复杂的系统。具体来说，它可以帮助设计人员实现和管理复杂性。随着应用程序的大小和功能的增长，需要模块化才能将它们分成单独的部分（无论是作为“组件”，“模块”还是“子系统”）。然后，每个这样分离的部分就成为模块化体系结构的一个元素。这样，可以使用定义明确的界面隔离和访问每个组件。此外，模块化编程可提高固件的可读性，同时简化固件的调试，测试和维护。

即便是一个人独立开发一个项目，这样做依然在代码的调试、可读性、可移植性方面是最佳实践的整体策略。如果代码设计良好，则在其他项目可以轻松应用。而且模块经过上一项目的测试验证，在新的项目中再次应用其缺陷风险将大幅降低。所以每做一个项目，以这种策略不断积累模块"轮子"组件，随着经验的增长，积累的“轮子”就越来越多，也越来越好。所以其优点是显而易见的，否则每做一个项目，都从轮子造起，开发时间长不说，开发水平也得不到提高，重复性工作也很枯燥。比如前文中谈到的非易失存储管理子系统，如设计良好，就变成一个可靠的可移植的轮子。这段话请深入理解，并拿走不谢！

固件模块原理

固件开发中模块化编程的基本概念是创建固件模块。从概念上讲，模块代表关注点分离。在计算机科学中，关注点分离是将计算机程序分解为功能很少重叠的独特功能的过程。关注点是程序的任何关注点或功能，并且与功能或行为同义。关注点分离的发展传统上是通过模块化和封装来实现的，其实也就是解耦思想。

固件模块可以分为几种类型：

• 。常见的如底层硬件相关的抽象实现。例如，hal_adc.c 是ADC用户模块的固件模块，而hal_timer.c是Timer用户模块的固件模块。
• 。 例如，alg_filter.c是执行软件过滤器（例如中值过滤器，均值过滤器或加权均值过滤器、IIR/FIR滤波）的固件模块。
• 。 例如，app_battery.c是电池充电器应用程序的固件模块。特定工具的代码实现为单独的固件模块。例如，debug_print.c是用于实现日志打印功能的固件模块。

实施估计模块化设计的一些规则：

• 所有与模块相关的功能都应集成到单个源文件中，这是高内聚的体现。
• 模块对外提供一个头文件，该文件声明了该模块的所有资源（硬件依赖/宏/常量/变量/函数）。尽量用struct将紧密相关的变量进行集总封装。
• 在源文件中包括自检代码部分，以实现该模块模块的所有自检功能。
• 固件模块的接口应经过精心设计和定义。
• 由于固件取决于硬件，因此需要在源文件头中明确提及硬件的相关性。比如利用宏将硬件依赖转定义，或者利用函数将基本操作进行封装。则在新的架构体系，仅仅需要移植这部分实现即可使用。
• 通常，固件模块可供其他团队成员在其他项目中使用。可能涉及到管理更改，缺陷修复、所有者应维护模块。源文件头应包含“作者”和“版本”信息。
• 固件在某种程度上取决于编译器。源文件头中应声明基于什么开发环境进行过验证，以指定编译器或与IDE相关的信息。

需要注意的是，模块化设计会引入一些调用开销，也可能增加固件尺寸大小。在实际实现时，折中考量。不要过度模块化，所以建议采用高内聚、低耦合的实现策略。在前面文章中有谈到过的呼吸机PB560的设计，看过其代码，本打算解读一下其代码设计，但读下来发现，其设计过度模块化了，没有实现高内聚的思想。其源代码很多源文件仅仅实现了一个函数，而不是把一类问题集中抽象实现，后来就放弃了其代码解读。

单片机程序的整体框架设计的一些思路体会

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