如何實(shí)現(xiàn)單片機(jī)編程的模塊化設(shè)計(jì)

在單片機(jī)編程中，有很多人會(huì)因?yàn)橐恍┟菜坪唵蔚奶幚矶褑栴}弄得亂七八糟，如林中蛛網(wǎng)一樣，錯(cuò)綜復(fù)雜。而事實(shí)上，根據(jù)編程魔法之思想，對程序處理的過程嚴(yán)格劃分部門、各施其職、部門內(nèi)部互不干涉內(nèi)政，是成功編程的關(guān)鍵。也許我這樣說，很多人還覺得很抽象。因?yàn)槿巳硕贾滥K化設(shè)計(jì)的理念，但是又有幾人能把這個(gè)理念運(yùn)用自如？

好，為了說明這個(gè)問題，我們舉一例而示三

現(xiàn)在，我們要編寫一個(gè)單片機(jī)的數(shù)據(jù)顯示程序。根據(jù)單片機(jī)編程魔法師的面向?qū)ο笏枷?，顯然我們要把我們的顯示處理進(jìn)行獨(dú)立化處理，這種處理的結(jié)果是：這個(gè)顯示處理我們將得到一個(gè)顯示器對象，這個(gè)對象就是一個(gè)獨(dú)立的模塊，當(dāng)我們在對這個(gè)顯示器對象進(jìn)行使用的時(shí)候，我們不必感覺到這個(gè)顯示器對象所對應(yīng)的硬件是什么顯示器，例如到底是液晶顯示器還是8段數(shù)碼管什么的。我們都知道，我們在編程的時(shí)候擁有至高無上的ducai權(quán)力。但是如果你真的要行使這樣的權(quán)力，那你和你的程序最終都將會(huì)痛不欲生，特別是當(dāng)你的程序規(guī)模不斷擴(kuò)大之后。對于類似諸如顯示器這類的編程，我們首先得從思想上將其理清關(guān)系，要做到分塊清晰，結(jié)構(gòu)合理。為了做到這一點(diǎn)，我們就對這種程序使用三權(quán)分立。如圖：

這幅圖，配上三權(quán)分立思想，相信大家都能明白吧？這里就不多解釋了。很多人會(huì)想：這思想想想就能想到。本例子不考慮圖像與動(dòng)畫處理，也不考慮單屏顯示不下的問題。

首先，我們考慮三權(quán)分立中的數(shù)據(jù)區(qū)的管轄權(quán)。

數(shù)據(jù)區(qū)存放顯示用的所有數(shù)據(jù)，我們以字符型顯示器為例，數(shù)據(jù)區(qū)保存所有要顯示的。言下之意，其它地方不能有顯示所需要的數(shù)據(jù)。我們稱這個(gè)數(shù)據(jù)區(qū)為顯存。相信看到這個(gè)詞，壇友多少能想起點(diǎn)什么吧。下面我們就簡單地對顯存進(jìn)行一個(gè)定義：

1#define ROWS 2

2#define COLS 16

3unsigned char vm［

ROWS］［

COLS］;

顯存定義便結(jié)束了。其顯存者，分立三權(quán)之其一也。本來，我們可以直接修改顯存以更改顯示內(nèi)容，但是考慮到大通用與大繼承，所以我們不能那么做。因此我們不允許直接讀寫顯存，為此，我們得提供一個(gè)通用的讀寫工具，如下：

1// 功能：寫顯存

2// 參數(shù)：r - 要寫入的行

3// c - 要寫入的列

4// s - 要寫入的字符串

5void WriteVM（unsigned char r， unsigned char c， unsigned char *s）6{

7// 此處調(diào)用顯示定位函數(shù)（本帖不討論此函數(shù)）

8// 此處處理顯示字符串

9}

這樣一來，我們就有了控制操作顯存之大發(fā)，接下來，我們就要考慮如何處理顯存內(nèi)容的顯示了。

此等大發(fā)，諸位魔法師何不先撞頭以修煉之？

接下來，顯示顯存的內(nèi)容，便成了顯示處理的關(guān)鍵。顯示顯存的內(nèi)容，無非就兩個(gè)情況：一是需要不斷更新的情況，二是需要即時(shí)更新的情況。如果需要不斷更新或有部分內(nèi)容需要不斷更新，這問題就好處理了。只需要提供一個(gè)不斷刷新顯示的函數(shù)就可以了，例子如下：

1void showVM（void）2{

3// 將顯存的全部內(nèi)容即時(shí)送顯示器，即整屏刷新

4// 部分不需要不斷刷新的數(shù)據(jù)均使用不斷更新的思想進(jìn)行刷新

5// 這種方法不適用單片機(jī)處理能力過差的情況

6}

當(dāng)然，如果有的魔法師不希望使用那種整屏刷新的辦法，則只需要修改前面的WriteVM（ ）函數(shù)為邊寫顯存邊刷新顯示的辦法即可。但是這種辦法缺乏靈活性，我不建議這樣做。因?yàn)楝F(xiàn)在的單片機(jī)一般都有足夠的能力來處理顯示這點(diǎn)事。當(dāng)然，寫好一個(gè)showVM（ ）并不容易，因?yàn)橛械娘@示屏可能會(huì)點(diǎn)陣很多。這個(gè)時(shí)候，我們就得采用單行掃描法，以降低showVM（ ）對單片機(jī)ALU的占有率。單行掃描法即每次調(diào)用只刷新顯示器的某一行或某一個(gè)部分。這就是《單片機(jī)編程魔法師》中的線程處理辦法的一個(gè)具體的應(yīng)用。而當(dāng)showVM（ ）寫完后，顯示器這個(gè)原本復(fù)雜的對象，也就被我們大大簡化了。這簡單的兩個(gè)函數(shù)，即分立三權(quán)之其二也。

既然為三權(quán)分立，以下來說其三。

因?yàn)橛辛似湟?、其二的思想基礎(chǔ)，其三便只是一個(gè)極為簡單的運(yùn)用了。我們可以毫無擔(dān)憂的隨處向顯存寫入要顯示的內(nèi)容，而不必?fù)?dān)心它們?nèi)绾物@示、如何刷新。這顯然是一個(gè)大好消息?，F(xiàn)在我們只需要把這個(gè)好消息寫在紙上。例如：

1void main（ ） 2{

3

while（

1）

4 {

5 ……

6 WriteVM（x，y，

“”）;

//可以在任何一個(gè)位置隨意顯示內(nèi)容，而不必考慮任何顯示問題，只需要考慮如何填入?yún)?shù)即可

7 ……

8 showVM（ ）;

//此處只需一個(gè)簡單的調(diào)用，不必在使用是考慮其它任何問題

9 }

10}

畫此思想的空間框圖如下：

最后，再次對此思想的運(yùn)用做個(gè)總結(jié)

在我提出裸編程面向?qū)ο笏枷胫?，很多人都使用過編程語言所提供的面向?qū)ο缶幊?。我也一樣，之前使用了很多年。既然大家都是用過面向?qū)ο缶幊痰?，這個(gè)起點(diǎn)大家都一樣，也不值得一提，所以我?guī)缀醪徽f那時(shí)候的事情。既然我提出面向?qū)ο蟮穆慊?，那就是一定與過去有所不同，否則我就是在這里嘩眾取寵、吃別人嚼過的饃了，而且這種替他人阿道式的宣傳也絕無意義，隨便到書店走一趟，相關(guān)書籍一大堆。

裸機(jī)編程總結(jié)

我再次指明：裸編程中的一切思想都是取自于過去的思想、但是又不同于過去的思想，其實(shí)現(xiàn)手法與傳統(tǒng)的思想并不相同。裸編程思想忽略了語法的約束，忽略了工具的支持，將傳統(tǒng)的思想進(jìn)行了極大的簡化，未引入任何額外的知識(shí)，從而讓過去只有在足夠的硬件、軟件支持的方法，能夠在無需任何額外軟件支持以及只需極其簡單的硬件中得以有效的使用。這種思想與傳統(tǒng)思想是一脈而不相同，同科而不同類。很多人看了書，會(huì)認(rèn)識(shí)那些概念都似曾相識(shí)，但是似曾相識(shí)，不等于獲得真理。有沒有獲得真理，要看你能不能施出魔法。正如C語言一樣，它只用少的符號(hào)來描述世界，與人類語言大不相同，如英語、漢語。描述的符號(hào)越少，越是難以描述世界。因?yàn)榉?hào)少，可用的語素也就少。語素少，語法好學(xué)，但是用少量的語素去描述無窮的世界，會(huì)造成描述方法的復(fù)雜。