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嵌入式单片机编程魔法之三权分立~

2020-12-18 13:35:14 osc_hinb5m98

在单片机编程中,有很多人会因为一些貌似简单的处理而把问题弄得乱七八糟,如林中蛛网一样,错综复杂。

而事实上,根据编程魔法之思想,对程序处理的过程严格划分部门、各施其职、部门内部互不干涉内政,是成功编程的关键。

也许我这样说,很多人还觉得很抽象。因为人人都知道模块化设计的理念,但是又有几人能把这个理念运用自如?

好,为了说明这个问题,我们举一例而示三

现在,我们要编写一个单片机的数据显示程序。

根据单片机编程魔法师的面向对象思想,显然我们要把我们的显示处理进行独立化处理,这种处理的结果是:这个显示处理我们将得到一个显示器对象,这个对象就是一个独立的模块,当我们在对这个显示器对象进行使用的时候,我们不必感觉到这个显示器对象所对应的硬件是什么显示器,例如到底是液晶显示器还是8段数码管什么的。

我们都知道,我们在编程的时候拥有至高无上的ducai权力。但是如果你真的要行使这样的权力,那你和你的程序最终都将会痛不欲生,特别是当你的程序规模不断扩大之后。

对于类似诸如显示器这类的编程,我们首先得从思想上将其理清关系,要做到分块清晰,结构合理。

为了做到这一点,我们就对这种程序使用三权分立。如图:

这幅图,配上三权分立思想,相信大家都能明白吧?这里就不多解释了。很多人会想:这思想想想就能想到。

本例子不考虑图像与动画处理,也不考虑单屏显示不下的问题。

首先,我们考虑三权分立中的数据区的管辖权。

数据区存放显示用的所有数据,我们以字符型显示器为例,数据区保存所有要显示的。

言下之意,其它地方不能有显示所需要的数据。

我们称这个数据区为显存。相信看到这个词,坛友多少能想起点什么吧。

下面我们就简单地对显存进行一个定义:

1#define ROWS        2
2#define COLS          16
3unsigned char vm[ROWS][COLS];

显存定义便结束了。

其显存者,分立三权之其一也。

本来,我们可以直接修改显存以更改显示内容,但是考虑到大通用与大继承,所以我们不能那么做。

因此我们不允许直接读写显存,为此,我们得提供一个通用的读写工具,如下:

1// 功能:写显存
2// 参数:r - 要写入的行
3//           c - 要写入的列
4//           s - 要写入的字符串
5void WriteVM(unsigned char r, unsigned char c, unsigned char *s)
6{
7// 此处调用显示定位函数(本帖不讨论此函数)
8// 此处处理显示字符串
9}

这样一来,我们就有了控制操作显存之大发,接下来,我们就要考虑如何处理显存内容的显示了。

此等大发,诸位魔法师何不先撞头以修炼之?

接下来,显示显存的内容,便成了显示处理的关键。显示显存的内容,无非就两个情况:一是需要不断更新的情况,二是需要即时更新的情况。

如果需要不断更新或有部分内容需要不断更新,这问题就好处理了。只需要提供一个不断刷新显示的函数就可以了,例子如下:

1void showVM(void)
2{
3// 将显存的全部内容即时送显示器,即整屏刷新
4// 部分不需要不断刷新的数据均使用不断更新的思想进行刷新
5// 这种方法不适用单片机处理能力过差的情况
6}

当然,如果有的魔法师不希望使用那种整屏刷新的办法,则只需要修改前面的WriteVM( )函数为边写显存边刷新显示的办法即可。但是这种办法缺乏灵活性,我不建议这样做。因为现在的单片机一般都有足够的能力来处理显示这点事。

当然,写好一个showVM( )并不容易,因为有的显示屏可能会点阵很多。

这个时候,我们就得采用单行扫描法,以降低showVM( )对单片机ALU的占有率。单行扫描法即每次调用只刷新显示器的某一行或某一个部分。这就是《单片机编程魔法师》中的线程处理办法的一个具体的应用。

而当showVM( )写完后,显示器这个原本复杂的对象,也就被我们大大简化了。这简单的两个函数,即分立三权之其二也。

既然为三权分立,以下来说其三。

因为有了其一、其二的思想基础,其三便只是一个极为简单的运用了。我们可以毫无担忧的随处向显存写入要显示的内容,而不必担心它们如何显示、如何刷新。

这显然是一个大好消息。现在我们只需要把这个好消息写在纸上。例如:

 1void main( )
 2{
 3  while(1)
 4  {
 5    ……
 6    WriteVM(x,y,"");   //可以在任何一个位置随意显示内容,而不必考虑任何显示问题,只需要考虑如何填入参数即可
 7    ……
 8    showVM( );        //此处只需一个简单的调用,不必在使用是考虑其它任何问题
 9  }
10}

画此思想的空间框图如下:

最后,再次对此思想的运用做个总结

在我提出裸编程面向对象思想之前,很多人都使用过编程语言所提供的面向对象编程。我也一样,之前使用了很多年。

既然大家都是用过面向对象编程的,这个起点大家都一样,也不值得一提,所以我几乎不说那时候的事情。

既然我提出面向对象的裸化,那就是一定与过去有所不同,否则我就是在这里哗众取宠、吃别人嚼过的馍了,而且这种替他人阿道式的宣传也绝无意义,随便到书店走一趟,相关书籍一大堆。

裸机编程总结

我再次指明:裸编程中的一切思想都是取自于过去的思想、但是又不同于过去的思想,其实现手法与传统的思想并不相同。

裸编程思想忽略了语法的约束,忽略了工具的支持,将传统的思想进行了极大的简化,未引入任何额外的知识,从而让过去只有在足够的硬件、软件支持的方法,能够在无需任何额外软件支持以及只需极其简单的硬件中得以有效的使用。

这种思想与传统思想是一脉而不相同,同科而不同类。

很多人看了书,会认识那些概念都似曾相识,但是似曾相识,不等于获得真理。有没有获得真理,要看你能不能施出魔法。

正如C语言一样,它只用少的符号来描述世界,与人类语言大不相同,如英语、汉语。描述的符号越少,越是难以描述世界。因为符号少,可用的语素也就少。语素少,语法好学,但是用少量的语素去描述无穷的世界,会造成描述方法的复杂。


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