嵌入式函數(shù)回調(diào)注冊機(jī)制的實(shí)現(xiàn)

簡介：

嵌入式函數(shù)回調(diào)注冊機(jī)制是一種常用的解耦技術(shù)，它通過在應(yīng)用程序中注冊回調(diào)函數(shù)的方式來實(shí)現(xiàn)模塊之間的通信，從而使系統(tǒng)更加靈活、可擴(kuò)展和易于維護(hù)。 函數(shù)回調(diào)注冊機(jī)制可以通過函數(shù)指針和回調(diào)函數(shù)來實(shí)現(xiàn)。

的地址存儲到函數(shù)指針中，我們可以實(shí)現(xiàn)將回調(diào)函數(shù)注冊到事件源中。

本篇我就根據(jù)STM32單片機(jī)這方面進(jìn)行一個(gè)說明其他單片機(jī)或微控制器的用法是一樣的。 了解大致的思路、方式方法。

什么是函數(shù)回調(diào)注冊機(jī)制？

函數(shù)回調(diào)注冊機(jī)制是一種常見的編程技術(shù)，它允許我們在程序運(yùn)行時(shí)動態(tài)地注冊函數(shù)回調(diào)，并在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候調(diào)用這些回調(diào)函數(shù)。 回調(diào)函數(shù)通常用于實(shí)現(xiàn)事件處理、狀態(tài)通知、消息傳遞等功能，可以極大地提高程序的靈活性和可擴(kuò)展性。

函數(shù)回調(diào)注冊機(jī)制的基本思想是：將一個(gè)函數(shù)的指針作為參數(shù)傳遞給另一個(gè)函數(shù)，然后在需要調(diào)用這個(gè)函數(shù)時(shí)，直接調(diào)用它的指針即可。 通過這種方式，我們可以將函數(shù)的調(diào)用權(quán)交給其他函數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)動態(tài)的、靈活的、可擴(kuò)展的程序設(shè)計(jì)。

在函數(shù)回調(diào)注冊機(jī)制中，通常會定義一個(gè)回調(diào)函數(shù)類型，用于指定回調(diào)函數(shù)的參數(shù)和返回值類型。 然后，我們可以定義一個(gè)函數(shù)，用于注冊回調(diào)函數(shù)，將回調(diào)函數(shù)的指針保存在全局變量中。 在需要調(diào)用回調(diào)函數(shù)的地方，我們可以檢查回調(diào)函數(shù)指針是否為 NULL，如果不為 NULL，則調(diào)用回調(diào)函數(shù)。

函數(shù)回調(diào)注冊機(jī)制在嵌入式系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用，特別是在處理事件和中斷時(shí)。 通過動態(tài)注冊回調(diào)函數(shù)，我們可以更靈活地處理不同類型的事件和中斷，從而提高系統(tǒng)的可靠性和效率。

實(shí)現(xiàn)的大致步驟

定義回調(diào)函數(shù)類型

首先需要定義一個(gè)回調(diào)函數(shù)類型，用于指定回調(diào)函數(shù)的參數(shù)和返回值類型。 例如：

typedef void (*callback_func_t)(int arg1, float arg2);

上述代碼定義了一個(gè)回調(diào)函數(shù)類型 'callback_func_targ1和浮點(diǎn)型arg2，返回值為void。

定義回調(diào)函數(shù)

根據(jù)定義的回調(diào)函數(shù)類型，需要定義相應(yīng)的回調(diào)函數(shù)。 例如：

void callback_function(int arg1, float arg2) 
{ 
 // 回調(diào)函數(shù)的具體實(shí)現(xiàn)
}

上述代碼定義了一個(gè)名為 'callbackcallback_func_t類型相匹配，可以作為回調(diào)函數(shù)使用。

定義回調(diào)函數(shù)注冊函數(shù)

定義一個(gè)函數(shù)，用于注冊回調(diào)函數(shù)，將回調(diào)函數(shù)的指針保存在全局變量中。 例如

void register_callback(callback_func_t callback) 
{
    // 保存回調(diào)函數(shù)指針到全局變量中
    global_callback = callback;
}

調(diào)用回調(diào)函數(shù)

在需要調(diào)用回調(diào)函數(shù)的地方，可以檢查回調(diào)函數(shù)指針是否為 NULL，如果不為 NULL，則調(diào)用回調(diào)函數(shù)。 例如：

if (global_callback != NULL) {
    global_callback(10, 3.14f);
}

完整的：

1#include 
 2
 3typedef void (*callback_func_t)(int arg1, float arg2);
 4
 5callback_func_t global_callback = NULL;
 6
 7void callback_function(int arg1, float arg2) {
 8    printf("callback_function: arg1=%d, arg2=%f\\n", arg1, arg2);
 9}
10
11void register_callback(callback_func_t callback) {
12    global_callback = callback;
13}
14
15int main() {
16    register_callback(callback_function);
17
18    if (global_callback != NULL) {
19        global_callback(10, 3.14f);
20    }
21
22    return 0;
23}

在單片機(jī)中的應(yīng)用舉例

回調(diào)函數(shù)是一個(gè)指向函數(shù)的指針，它可以在某個(gè)事件發(fā)生時(shí)被調(diào)用。 在嵌入式系統(tǒng)中，回調(diào)函數(shù)通常用于響應(yīng)外部事件或中斷，例如定時(shí)器中斷、UART接收中斷等。 使用回調(diào)函數(shù)，可以將事件處理的邏輯與事件源分離開來，從而提高代碼的可維護(hù)性和可重用性。

函數(shù)回調(diào)注冊機(jī)制通常由兩部分組成：注冊函數(shù)和回調(diào)函數(shù)。 注冊函數(shù)用于將回調(diào)函數(shù)注冊到事件源中，以便在事件發(fā)生時(shí)調(diào)用回調(diào)函數(shù)。 回調(diào)函數(shù)則用于處理事件，它通常被實(shí)現(xiàn)為一個(gè)短小精悍的函數(shù)，只執(zhí)行必要的操作，以便盡快地返回到事件源中。

我們可以使用函數(shù)指針來實(shí)現(xiàn)回調(diào)函數(shù)的注冊。 函數(shù)指針是指向函數(shù)的指針變量，它可以存儲一個(gè)函數(shù)的地址，并且可以被傳遞和調(diào)用。 通過將回調(diào)函數(shù)

1#include "stm32f4xx.h"
 2
 3// 定義一個(gè)回調(diào)函數(shù)類型
 4typedef void (*irq_callback_t)(void);
 5
 6// 定義一個(gè)全局變量，用于保存中斷回調(diào)函數(shù)
 7irq_callback_t irq_callback = NULL;
 8
 9// 定義一個(gè)中斷處理函數(shù)
10void EXTI0_IRQHandler(void) {
11    // 調(diào)用中斷回調(diào)函數(shù)
12    if (irq_callback) {
13        irq_callback();
14    }
15
16    // 清除中斷標(biāo)志位
17    EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line0);
18}
19
20// 定義一個(gè)函數(shù)，用于注冊中斷回調(diào)函數(shù)
21void register_irq_callback(irq_callback_t cb) {
22    irq_callback = cb;
23}
24
25int main() {
26    // 初始化GPIO和中斷
27    // ...
28
29    // 注冊中斷回調(diào)函數(shù)
30    register_irq_callback(my_irq_handler);
31
32    // 啟用中斷
33    NVIC_EnableIRQ(EXTI0_IRQn);
34
35    while (1) {
36        // 主循環(huán)
37        // ...
38    }
39
40    return 0;
41}
42
43// 定義一個(gè)中斷回調(diào)函數(shù)
44void my_irq_handler(void) {
45    // 處理中斷事件
46    // ...
47}

在上面的示例程序中，我們首先定義了一個(gè)回調(diào)函數(shù)類型irq_callback_t ，它指向一個(gè)參數(shù)為 void，返回類型為void的函數(shù)。 接著，我們定義了一個(gè)全局變量irq_callback，用于保存中斷回調(diào)函數(shù)。 在中斷處理函數(shù)EXTI0_IRQHandler中，我們首先判斷irq_callback是否為NULL，如果不為NULL，則調(diào)用中斷回調(diào)函數(shù)。 在函數(shù)register_irq_callback中，我們將中斷回調(diào)函數(shù)指針保存在全局變量irq_callback 中。 在 main函數(shù)中，我們注冊了中斷回調(diào)函數(shù) ，并啟用了中斷。 在中斷回調(diào)函數(shù)my_irq_handler中，我們可以處理中斷事件。

注意：，函數(shù)回調(diào)注冊機(jī)制在嵌入式系統(tǒng)中雖然常見，但也需要注意線程安全、內(nèi)存管理等方面的問題，以保證程序的正確性和可靠性。 此外，函數(shù)回調(diào)注冊機(jī)制還可以用于實(shí)現(xiàn)定時(shí)器事件。 定時(shí)器通常用于周期性地生成定時(shí)中斷，并在中斷處理函數(shù)中調(diào)用注冊的回調(diào)函數(shù)。

下面是一個(gè)使用定時(shí)器的例子：

1#include "stm32f4xx.h"
 2
 3// 定義一個(gè)回調(diào)函數(shù)類型
 4typedef void (*timer_callback_t)(void);
 5
 6// 定義一個(gè)全局變量，用于保存定時(shí)器回調(diào)函數(shù)
 7timer_callback_t timer_callback = NULL;
 8
 9// 定義一個(gè)定時(shí)器中斷處理函數(shù)
10void TIM2_IRQHandler(void) {
11    // 調(diào)用定時(shí)器回調(diào)函數(shù)
12    if (timer_callback) {
13        timer_callback();
14    }
15
16    // 清除中斷標(biāo)志位
17    TIM_ClearITPendingBit(TIM2, TIM_IT_Update);
18}
19
20// 定義一個(gè)函數(shù)，用于注冊定時(shí)器回調(diào)函數(shù)
21void register_timer_callback(timer_callback_t cb) {
22    timer_callback = cb;
23}
24
25int main() {
26    // 初始化定時(shí)器和中斷
27    // ...
28
29    // 注冊定時(shí)器回調(diào)函數(shù)
30    register_timer_callback(my_timer_handler);
31
32    // 啟用定時(shí)器
33    TIM_Cmd(TIM2, ENABLE);
34
35    while (1) {
36        // 主循環(huán)
37        // ...
38    }
39
40    return 0;
41}
42
43// 定義一個(gè)定時(shí)器回調(diào)函數(shù)
44void my_timer_handler(void) {
45    // 處理定時(shí)器事件
46    // ...
47}