模块化编程.docx

1、模块化编程两年前，那时的我还是个学生，虽然平时也写一些代码，但没有经过正规项目的训练，对程序的可移植性根本没有太多的考虑，当心情不错时，洋洋洒洒写个几百行，满足一下自己的编程欲，然后在朋友面前显摆一下，得到几句夸奖、赞叹后，把写好的代码扔到一个文件夹或直接删掉，随着时间的推移，这段代码就像石沉大海，再也不会有重见天日的机会。同样是两年前，一个高手在我面前很是强调了程序的模块化编程，对我说了N多模块化编程的好处，我恁是没听进去一句，只知道他在我面前唾沫飞溅的说了关于模块化编程的很多东西。 两个月前，现在的我已经不是学生，摇身变成了一个专职代码编写器，每天面对的都是一大堆设备的驱动程序，面堆一堆驱

2、动程序并不可怕，最让人郁闷的是每天面对的是相同的设备的不同驱动程序，我就纳闷了，相同的设备为什么需要好几套驱动呢，为什么不能用一套呢，这些还不是最郁闷的，一个设备有多套驱动就有吧，最让人郁闷的是在你写同一设备的新驱动时，以前那些驱动就是派不上什么用场，里面有N多的不知道出处的头文件，还有一堆不知道在哪定义的数据结构，把以前的这些垃圾程序都弄懂，比重新写一份都难，现在才真正体会到了以前那个高手重复强调的模块化编程的重要性。 模块化编程意味着什么？对于设备驱动来说，难道仅仅是一个设备对应一套驱动吗？其实这些，在上学时老师早已告诉了我们，那就是我们听的都有点厌烦的”高内聚，低偶合“，这才是模块化编程

3、的本质。对于设备驱动，最理想的是应该做到跟其他程序没有任何关系，整个驱动只有一两个C文件和一个头文件组成，不需要任何其他程序的支持就可以单独编译，只有做到这样，才能够重复利用代码，即使要修改，也比较容易，不需要为找一个数据结构而搞的心情很是郁闷，我们写代码的也是人，也需要一个好心情，你说呢！第一次模块化编程2010-8-4 7:49:00最近在使用一款工业用单片机，作为四通红外遥控器的控制IC，从编写控制程序到初步调试结束，差不多用了四天时间。值得一提的是，着手编程之前，花了整整一个上午来分析功能要求及程序结构，已保证满足所有要求的同时，有良好的维护性。事实上，这并不是第一次使用模块化编程。早

4、在离校之前(一个月前，呵呵)，做过一个项目，当时把这个项目分成几个模块，每个模块有自己独立的功能，并保存在单独的文件中。但结果是并没有看出这样做有什么特别之处，除去一点一个程序有一大堆文件。但这次不同，I promise！这款遥控器大致有以下功能：1、读取遥控指令(电位器，按键等)2、读取e2prom(保存着以前的指令，断电不会消失)3、将上述两组指令重新按要求编码，存储4、发射只看上述功能，思路简单，没什么特别之处，只需要按步骤编程就可以了。然而，还有以下要求：1、开机蜂鸣400ms，频率是1khz；指示灯闪烁，频率510hz。2、系统初始化，主要是读取油门，确定一个上下限，同时在油门最小之

5、前，屏蔽其功能。（难以表述）简单说，避免遥控器刚打开时，油门不为零，造成飞机(此遥控器是控制飞机的，玩具)突然起飞，失控。3、按键每按一次蜂鸣器响40ms，1khz；若按键次数达到某一数值，蜂鸣器响400ms，2khz。4、红外发射时载波是38khz，码长22位(不含头码)。看完以上功能要求，再说下控制用ic的可用资源：1、系统时钟，最大8M。时钟周期为晶振周期2分频，指令周期等于时钟周期。2、片内RAM 32bytes3、ROM 1k4、定时器一个5、四路复用12位AD转换器顺便扯一句，谁知道这款单片机都少钱一片？到目前为止，遥控器功能要求及IC资源都有个大概的了解。接下来，就该考虑如何实现

6、了。说实话，最令人恼火的就是IC只有一个定时器，然而系统中用到时间控制的地方却有好多，比如蜂鸣器需要1k或2khz载波，同时要连续蜂鸣400ms；红外发射必须有38khz载波，22位码，每个码又包括数据位和间隔位，每个位长度不定。除此之外，遥控器还包括低压保护，电量不足时，指示灯闪烁。.不是我故意把简单的事情说的复杂，而是很多时候，我想，应该把一些陌生的七七八八的部分理出一个头绪。制定一个步骤，先做什么、后做什么，各部分如何协调。只有这样，才能适应每天变化的生活。.接着说遥控器。我是这样做的：首先，确定系统的功能模块。读电位器、读按键、e2prom读写、蜂鸣器、红外发射等其次，确定系统框架。对

7、整个系统来说，应该先干什么，后干什么。再次，对模块封装，定义接口及消息。消息是指模块执行后返回的标志位，供主程序使用。最后，解耦合。如多个模块复用同一个标志位，或者定时器有限的中断时间内需处理多件事情，应如何分配。昨天初步测试了遥控器，发现蜂鸣器有问题。本来需使用有源蜂鸣器，但拿到的却是一个无源的。从使用的角度看，前者，只要导通，就能蜂鸣；后者，需有载波驱动。而程序中，蜂鸣器的某个声音是按有源方式控制的。这样以来，我需要使用定时器产生特定频率的载波，修改这段程序。比较幸运的是，使用模块化编程。如前所述，我已将蜂鸣部分进行了封装，现在只需找到不符合要求的代码块,在满足其接口的前提下，重写就可以了

8、，简单十几行代码。其它的所有程序，不需要任何改变。这就是模块化编程的好处。其实，还有另一个突出的特点，复用。简单说，当我再编写另一款遥控器的时候，可以直接把红外发射部分的代码复制过去，或者只需改下接口。写到最后，需感谢一个人。很久很久以前（一年前吧），我喜欢把上千行代码(汇编)写在一个文件里面，若需改动，要翻来翻去很是麻烦，更不知模块化编程为何物。某一天，半路遇到一陌生人，他说，“模块化编程，要不要跟我学？”“你是哪个，躲一边去！”我这样回答。呵呵，开玩笑一个大的DSP程序往往包含很多模块，养成良好的编程习惯，学会模块化编程，下次用到类似功能程序就能直接调用。1、每一个C源程序都要建立一个与之

9、名字一样的H文件（头文件），里面仅仅包括该C文件的函数的声明，其他的什么也不会有，比如变量的定义啊等等不应该有。 -格式参见另一篇：条件编译的#ifndef，#define，#endif的用法2、建立一个所有文件都要共同使用的头文件，里面当然就是DSP的管脚使用的定义,还有里面放那些需要的系统的头文件，比如 include等等，把这个文件命名为global.h。3、每个C源文件都应包含自己的头文件以及那个共同的使用的头文件（global.h），里面还放自己本文件内部使用的全局变量或者以extern定义的全局变量4、main.c里包含所有的头文件（global.h和其他C的头文件）,main.c

10、里面的函数可以再做一个头文件，也可以直接放在文件的开头部分声明就可以了，里面一般还有中断服务程序也放在main.c里面5、对于贯穿工程的全局变量，可以放在global.h里面，也可以用extern关键字在某个C源文件里面定义，哪个文件要使用就重复定义一下，对于全局变量用大写字母以示区别（习惯，非规定）详细的工程文件例程在我的另一篇-2407编程模板中有下载一个大的单片机程序往往包含很多模块，我是这样组织的1。每一个C源文件都要建立一个与之名字一样的H文件,里面仅仅包括该C文件的函数的声明，其他的什么也不会有，比如变量的定义啊等等不应该有。2。建立一个所有的文件都要共同使用的头文件，里面当然就是

11、单片机的管脚使用的定义,还有里面放那些需要的KEIL系统的头文件，比如 #include,#include等等，把这个文件命名为common.h,或者干脆就叫main.h3，每个C源文件应该包含自己的头文件以及那个共同的使用的头文件，里面还放自己本文件内部使用的全局变量或者以extern定义的全局变量4。主文件main.c里面包含所有的头文件包括那个共同使用的文件,main.c里面的函数可以再做一个头文件，也可以直接放在文件的开头部分声明就可以了，里面一般还有中断服务程序也放在main.c里面5。对于那些贯穿整个工程的变量，可以放在那个共同的使用的头文件里面，也可以用extern关键字在某个C

12、源文件里面定义，哪个文件要使用就重复定义一下6.建立工程的时候，只要把C源文件加到工程中，把H文件直接放到相应的目录下面就可以了，不需要加到工程里面。AVR c语言优秀编程风格 作为一个初学者如何具有良好的程序设计风格呢？我想引用一个关于初学者请教编程大师的故事让读者自己去领悟。有一位编程大师，他写非结构化的程序，一位初学者刻意模仿他，也写非结构化的程序。当他让大师看他的进步时，大师批评了他的非结构化程序：“ 对一位编程大师合适的东西未必对一个初学者同样合适，在超越结构化之前，你必须理解编程之道。” 我个人认为作为一个初学者应该踏踏实实的打好程序设计的基础，不要急功近利，舍本逐末。我走过不少弯

13、路，希望大家能和我一样能牢记编程大师的忠告：“对编程大师合适的东西未必对一个初学者同样合适”。 本文所描述的优秀编程风格适合于大部分语言，文章中可能提到你不是很了解的概念，没有关系，你放心的读下去，当你使用AVR一个月之后，你什么都明白了。AVR c语言优秀编程风格 文件结构模块化的程序应该是有一个很好的程序结构的。AVR C语言程序有两种用户文件，.c程序文件，.h头文件，程序中编写过程中需要在.c文件中包含.h头文件。初学者往往出现重复包含或者头文件包含错误的问题，我当时也时常为这种错误而发愁。下面我以我写的电机驱动例程来给大家说明一下，优秀的编程文件结构。这个工程中有8个文件，一个说明文

14、件，如下图：下载程序例子 电机控制案例 。 我写的成型的程序的文件个数基本上都是偶数，因为每一个结构化的函数定义.c文件都会对应一个.h文件。main.c对应config.h。我们来看看各文件的包含关系。下面我们看看这些文件的包含关系与内容：推荐的文件包含顺序与关系 所有.c文件都包含了config.h文件。如： #include config.h 在config.h 中有如下代码： #include delay.h #include device_init.h#include motor.h 这样做就不容易出现错误的包含关系，为了预防万一，我们还引入了宏定义与预编译。如下： #ifndef

15、_UNIT_H_ #define _UNIT_H_ 1 /100us extern void Delay100us(uint8 n); /1s extern void Delay1s(uint16 n); / n = 6 ,when n=7, it is 1. /1ms extern void Delay1ms(uint16 n); #endif 第一次包含本文件的时候正确编译，并且#define _UNIT_H_ 1，第二次包含本文件#ifndef _UNIT_H_就不再成立，跳过文件。 预编译还有更多的用途，比如可以根据不同的值编译不同的语句，如下： /#pragma REGPARMS #

16、if CPU_TYPE = M128 #include #endif #if CPU_TYPE = M64 #include #endif #if CPU_TYPE = M32 #include #endif #if CPU_TYPE = M16 #include #endif #if CPU_TYPE = M8 #include #endif #include 与 #include filename 的区别 ：前者是包含系统目录include下 的文件，后者是包含程序目录下的文件。 变量名与函数名变量以及函数命名应该按照尽量短，按需长，具有实际意义。可以通过下划线或者大小写结合的方法组合动词

17、和名词组成变量函数名。下面对比好的命名方法与不好的命名方法：1. 好的：Delay100us();不好的：Yanshi(); 2. 好的：init_devices();不好的：Chengxuchushihua(); 3. 好的：int temp;不好的：int dd; 外部调用1. 首先在模块化程序的.h文件中定义extern2. /端口初始化3. extern void port_init(void);4. 5. /T2初始化6. void timer2_init(void);7. 8. /各种参数初始化extern void init_devices(void);9. 模块化程序的.c文件

18、中定义函数，不要在模块化的程序中调用程序，及不要出现向timer2_init();这样函数的使用，因为你以后不知道你到底什么地方调用了函数，导致程序调试难度增加。可以在定义函数的过程中调用其他函数作为函数体。10. /*采用timer2 产生波形*/11. / PWM频率 = 系统时钟频率/（分频系数*2*计数器上限值） 12. void timer2_init(void)13. 14. TCCR2 = 0x00; /stop15. TCNT2= 0x01; /set count16. OCR2 = 0x66; /set compare17. TCCR2 = (1WGM20)|(1WGM21)

19、|(1COM21)|0x06; / start timer 快速pwm模式，匹配清零，溢出置位 256分频18. /占空比高比低为：(OCR2-0X01)/(0XFF-OCR2) OX01+(OCR2)_OXFF (+表示输出高，_表示输出低)19. /即OCR2越大，输出越大20. 在少数几个文件中调用函数，在main.c中调用大部分函数，在interupts.c中根据不同的中断调用服务函数。21. void main(void)22. 23. 24. /*/25. /初始工作26. /*/27. init_devices();28. 29. while(1)30. 31. for_ward

20、(0); /默认速度运转 正32. Delay1s(5); /延时5s33. motor_stop(); /停止34. Delay1s(5); /延时5s35. back_ward(0); /默认速度运转 反36. Delay1s(5); /延时5s37. speed_add(20); /加速38. Delay1s(5); /延时5s39. speed_subtract(20); /减速40. Delay1s(5); /延时5s41. 42. 宏定义宏定义主要用于两个地方：1. 一是用得非常多的命令或语句，利用宏将其简化。2. #ifndef TRUE3. #define TRUE 14. #

21、endif5. #ifndef FALSE6. #define FALSE 07. #endif8. #ifndef NULL9. #define NULL 010. #endif11. #define MIN(a,b) (ab)?(a):(b)13. #define ABS(x) (x)?(x):(-x)14. typedef unsigned char uint8; /* 定义可移植的无符号8位整数关键字 */15. typedef signed char int8; /* 定义可移植的有符号8位整数关键字 */16. typedef unsigned int uint16; /* 定义可

22、移植的无符号16位整数关键字 */17. typedef signed int int16; /* 定义可移植的有符号16位整数关键字 */18. typedef unsigned long uint32; /* 定义可移植的无符号32位整数关键字 */19. typedef signed long int32; /* 定义可移植的有符号32位整数关键字 */20. 二是利用宏定义方便的进行硬件接口操作，再程序需要修改时，只需要修改宏定义即可，而不需要满篇去找命令行，进行修改。21. /PD4,PD5 电机方向控制 如果更改管脚控制电机方向，更改PORTD |= 0x10即可。22. #def

23、ine moto_en1 PORTD |= 0x1023. #define moto_en2 PORTD |= 0x2024. #define moto_uen1 PORTD &= 0x1025. #define moto_uen2 PORTD &= 0x2026. /启动TC2定时比较和溢出27. #define TC2_EN TIMSK |= (1OCIE2)|(1TOIE2)28. /禁止TC2再定时比较和溢出#define TC2_DIS TIMSK &= (1OCIE2)|(1TOIE2)关于注释为了增加程序的可读性，方便合作者读动程序，或者程序作者在一段时间之后还能看懂程序，我们需

24、要在程序中写 注释。1. 在比较特殊的函数使用或者命令调用的地方加单行注释。使用方法为：2. Tbuf_putchar(c,RTbuf); / 将数据加入到发送缓冲区并开中断extern void Delay1s(uint16 n); / n = 6 ,when n=7, it is 1. 3. 在模块化的函数中使用详细段落注释：4. /*5. * 函数名称: Com_putchar6. * 功能描述: 从串行口输出一个字符c7. * 输入: c:输出字符8. * 输出 : 0:失败 1:成功9. * 全局变量: 无10. * 调用模块: 11. * 说明：12. * 注意：*/13. 在文件

25、头上加文件名，文件用途，作者，日期等信息。14. /*15. * serial driver 16. * (c) Copyright 2005-2006, limaokui17. * All Rights Reserved18. *19. * V1.1.020. *21. *22. *-文件信息-23. *文 件 名:sio.c24. *创 建 人: 李茂奎25. *最后修改日期: 2005年7月13日26. *描 述: serial driver 27. *28. *-历史版本信息-29. * 创建人: 李茂奎30. * 版 本: V1.0031. * 日期: 2005年7月13日32. *

26、 描述: 原始版本33. * */要清楚，注释是为了方便阅读，增强程序的可度性，不要本末倒置，不要给很简单大家都能看明白的程序加注释，不要让注释淹没了你的程序结构。对于函数，变量等尽量使用文件名自注释的方法，及通过文件名就可以知道意思。本文结束了，新手教程也结束了，希望我们教程能让你轻松进入AVR的世界。原文出处：Using typedef to Curb Miscreant Code摘要：Typedef 声明有助于创建平台无关类型，甚至能隐藏复杂和难以理解的语法。不管怎样，使用 typedef 能为代码带来意想不到的好处，通过本文你可以学习用 typedef 避免缺欠，从而使代码更健壮。ty

27、pedef 声明，简称 typedef，为现有类型创建一个新的名字。比如人们常常使用 typedef 来编写更美观和可读的代码。所谓美观，意指 typedef 能隐藏笨拙的语法构造以及平台相关的数据类型，从而增强可移植性和以及未来的可维护性。本文下面将竭尽全力来揭示 typedef 强大功能以及如何避免一些常见的陷阱。如何创建平台无关的数据类型，隐藏笨拙且难以理解的语法? 使用 typedefs 为现有类型创建同义字。 定义易于记忆的类型名typedef 使用最多的地方是创建易于记忆的类型名，用它来归档程序员的意图。类型出现在所声明的变量名字中，位于 typedef 关键字右边。例如：typedef int size;此声明定义了一个 int 的同义字，名字为 size。注意 typedef 并不创建新的类型。它仅仅为现有类型添加一个同义字。你可以在任何需要 int 的上下文中使用 size：void measure(size * psz); size array4;size len = file.getlength();std:vector vs;typedef 还可以掩饰符合类型，如指针和数组。例如，你不用象下面这样重复定义有 81 个字符元素的数组：char line81;char text81;定义一个 typedef，每当要用到相