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2022年12月27日 | 单片机怎么实现模块化编程？思维+实例+系统教程
2022-12-27 来源：zhihu
在刚开始从事研发工作的那几年，我主要做单片机软件开发的工作，虽然功能吧都能实现，但是总觉得缺了点什么。
总是感觉自己写的程序不够完美，移植性不够好，功能也不好扩展，每次写完程序最怕的就是客户要改功能。
如果程序架构写的不好，一改会影响到很多功能，哪怕原来是灯每秒闪1次，改成每秒闪3次这种看起来很简单的功能。
对于程序提升这块，如果没有人一个厉害的人带你，真的很难提升。
主要难在两个方面：
1.你的认知
有时候不是你做了越久，写的代码就越好，因为你一直在自己的认知水平内写代码。
如果不提升你的认知，代码自然也不会提升，所以想要提升代码水平，首先要提升的是你的认知。
2.找不到好的教程或实例
终有一天你要做中大型项目的时候就会发现，自己的代码水平和思维要提升了，但是找不到好的教程和方法。
这块最好的提升办法就是去找那些大佬写的代码，比如说公司比较资深的工程师，有事没事多请他们吃吃饭，喝喝水搞好点关系。
一般来说都愿意把自己的代码分享给你，然后你再看他们写的代码，有哪些是值得学习的，最重要的是他们实现功能的思维，然后用代码怎么去实现？
如果别人不愿意分享给你，那可以去挖一下现成稳定的，比如说STM32的标准库，蓝牙协议栈等等。
我当初的提升方法是在某个公司做产品的时候，正好有个工程师离职了，老大把他写的代码给我来维护。
当我第一眼看到他代码的时候，觉得写的很复杂，感觉在秀技术，完全没必要这样去写。
然后我用他的代码拿配套的产品来测试，发现很稳定，我尝试按照我的思维改了以后，就出现了各种问题。
慢慢地，研究越深，我越是深刻体会这位工程师为什么要那样去写，自己跟他完全不是一个级别的。
其实他的就是基于模块化编程的思维去做的，当时还没吃透他的代码，我是从那家公司离职后又过了几年才彻底领悟他的代码。
一、单片机模块化编程怎么实现？
基于他的这种思维和实现方法，再结合我自己多年经验，最后自己又创新了一个全新的架构。
这个架构分为2个部分：
1.内核
内核主要是用来管理任务的，除了管理还提供了一些队列算法接口，方便产品使用。
2.模块化编程思维
对于单片机产品开发来说，我觉得可以分为3层：硬件层、中间层、应用层。
我们先来说说中间层和应用层。
中间层：就是不算是真正产品的功能代码，比如说解析某种自定义协议，协议解析完以后的数据才是真正产品功能数据。
上图就是对云平台协议进行解析，比如说解析wifi是否连接的命令的程序，相对应用层来说，我们只需要”wifi已连接”和”wifi未连接”这两个明确的数据，而不做具体解析程序。
这样做最大的好处就是，假设我们换了一家云平台，应用层的程序不用改，只需要改硬件层和中间层程序即可，不至于因为换了一家云平台，导致整个产品程序崩盘的问题。
一般来说，如果不是中大项目，我都直接省略中间层，毕竟代码量大了，会浪费批量生产时的时间，也浪费单片机资源。
硬件层：我们重点来说说这个，这个真的是很多人痛到不能再痛的痛点，也是很多工作几年工程师一直不知道怎么解决的问题，专门是用来采集单片机输入数据，或者控制硬件电路输出。
采集信号有很多类型，比如说按键检测、ADC检测、红外信号接收、串口接收、SPI、IIC等这种就是属于硬件层输入数据。
我拿按键输入来举例，先来看看原理图：
电路非常简单，就几个按键串上电阻接了单片机引脚，按键按下就会有一个低电平的信号给到单片机，单片机就是通过检测对应引脚是否低电平来判断按键是否按下。
回到我们程序部分，按键检测过程我就不讲解了，我们的关键在于检测到某个按键按下以后，要怎么把这个值传给应用层。
那我是使用了回调函数来传递的，这样做的好处就是，真正能做到这个按键硬件层检测代码和应用层产品程序独立，增强移植性。
我们要使用按键功能的时候，直接注册下按键回调函数就可以了，如下图：
这样做还是比较灵活的，不管是应用层，还是中间层，哪里需要用到按键功能，我就在哪里调用注册函数。
Ok，硬件层采集数据基本上都可以用这种方式来处理，这样就能做到真正的模块化，这个也是我以前一直想不通研究了很久的处理方式。
下面说说控制硬件电路输出，这种输出型的没什么好说的，不涉及到硬件层的采集数据传递到应用层，直接调用硬件层的控制接口就行了。
比如说我应用层要控制一个LED灯点亮，代码简单到令人发指！
由于文章篇幅有限，很多代码不方便展示，如果想学程序架构这块的系统教程可以找无际单片机编程拿。
这套课程的内容我个人认为至少价值3000以上，每节课都为解决产品痛点，没有一个知识点是多余的，凡是看过的小伙伴反馈都如获至宝，原本是录出来卖的，后面工作一忙就没时间去搞。
现在正好在做这块的，纠结了很久还是开源给大家学习，就当是对我铁粉的一些回馈，原创非常不易，如果你拿了，麻烦也给我点回馈，给我来个三连就行！
史海拾趣
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