凡亿专栏 | 单片机项目有必要分层设计吗?
单片机项目有必要分层设计吗?

有网友问:单片机小项目,有必要做分层设计吗?


这个问题,主要看项目本身,以及公司管理。小项目,是有多小?公司对项目的管理是否看重?


正规一点的公司,从长远的角度来说,很有必要做好软件分层设计。下面就简单说两点编程分层的思想。


分层思想

嵌入式分层思想,可能初学者不太懂,但你肯定见到过很多类似下面这样的软件结构图。


比如,RT-Thread Nano内核结构:


image.png


STM32Cube软件结构:


image.png


这种软件结构图,里面的东西可能有点多,可能你也看不懂。
但是,只要你仔细一看每个区域的划分,你就会发现,它们是把软件划分了多个区域,这里其实就是一种分层的思想。


举一个例子:一个遥控器控制一个小车运动,包含遥控器的按键(比如:前后左右),无线通信(比如:433),小车无线接收,电机驱动、电机控制算法等。


遇到这种嵌入式软件开发,你会怎么编程?


1.底驱动小车部分:电机驱动(比如IO时钟、PWM配置)封装成一个函数、433驱动封装成一个函数。然后把这两个函数整理在一个Driver(驱动)函数。


遥控部分同理:按键驱动(比如IO时钟、配置)封装成一个函数、433驱动封装成一个函数。


2.中间层这里比如你电机用到了加减速、左右转向的一些算法,封装成对应Middleware中间层模块函数(待应用层调用)。


3.应用层应用层就考验你业务逻辑的一层,也是整合软件资源的一层。如果你代码层次画分的话,业务逻辑代码就很容易。


反之,你代码很乱,要实现一个业务逻辑,可能连续加班多天,最后写出来的代码也是bug无数。

模块化

嵌入式编程,模块化相当重要,可以说,它会影响你代码质量、加班多少、甚至升职加薪。


还是上面那个例子:一个遥控器控制一个小车运动,包含遥控器的按键(比如:前后左右),无线通信(比如:433),小车无线接收,电机驱动、电机控制算法等。


如果你把所有代码都写在main函数,你说能实现吗?当然,肯定也能实现。
但是,你这样写,你的业务逻辑代码是不是很废脑、很费时间?
还有,你后续加修改按键方式、添加功能,你该怎么办?


所以,你需要模块化编程,把一些小模块分别封装成函数,提供给对应的应用层调用。


上面其实也说了:电机驱动(比如IO时钟、PWM配置)封装成一个函数,这其实就是一个小模块。
当然,这里的驱动函数只是一个小模块,然后还需要进一步封装成“大模块”。


比如:我这里还引入一个编码器,闭环检测电机速度,通过底层电机驱动、加减速算法,编码器等整合成一个电机运动的函数(模块):MOTOR_Ctrl(速度,方向)。这就是一个大模块(当然,还可以结合需求再进一步封装)。


最后,还有很多重要的编程思想,需要开发者了解并掌握,在一定程度上,你的编程思想决定了你是新手级别,还是大神级别

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