本文主要是關(guān)于單片機(jī)的相關(guān)介紹，并著重對(duì)單片機(jī)模塊化編程串口中斷的處理進(jìn)行了詳盡的闡述。

模塊化編程

單片機(jī)編程時(shí)，如果代碼量不多，可以將所有的函數(shù)和定義等放在一個(gè)main.c文件中，但是隨著代碼量的增加，如果將所有代碼都放在同一個(gè).C文件中，會(huì)使得程序結(jié)構(gòu)混亂、可讀性與可移植性變差，而模塊化編程就是解決這個(gè)問題的常用而有效的方法。

模塊化設(shè)計(jì)的原則

“高內(nèi)聚，低耦合”

高內(nèi)聚：一個(gè)C文件里面的函數(shù)，只有相互之間的調(diào)用，而沒有調(diào)用其它文件里面的函數(shù)，這樣可以視為高內(nèi)聚。盡量減小不同文件里函數(shù)的交叉引用。

低耦合：一個(gè)完整的系統(tǒng)，模塊與模塊之間，盡可能的使其獨(dú)立存在。也就是說，讓每一個(gè)模塊，盡可能的獨(dú)立完成某個(gè)特定的子功能。模塊與模塊之間的接口，盡量的少而簡(jiǎn)單。

模塊化編程的方法

1.創(chuàng)建一個(gè).c源文件和一個(gè).h頭文件

原則上文件可以任意命名;但強(qiáng)烈推薦如下原則：.c文件與.h文件同名；文件名要有意義，最好能夠體現(xiàn)該文件代碼的功能定義。

例如：IIC通信源文件與頭文件命名為IIC.c與IIC.h。

2.防重復(fù)包含

頭文件中需要防重復(fù)包含處理，防止頭文件在被多個(gè)文件引用的時(shí)候，讓編譯器在編譯時(shí)不會(huì)多次編譯。

在.h文件中加入如下代碼

#ifndef XXX

#define XXX

//Your Code

#endif

其中的XXX原則上可以是任意字符，在同一個(gè)工程中各個(gè).h文件的XXX不能相同，因此強(qiáng)烈推薦如下的規(guī)則：將.h文件的文件名全部都大寫，“。”替換成下劃線”_”，首尾各添加2個(gè)下劃線”__”作為ＸＸＸ。

例如IIC.h中的寫法：

#ifndef __IIC_H__

#define __IIC_H__

//code

#endif

3.代碼的封裝

.c文件中通常是：

函數(shù)的定義\

只被本.c文件調(diào)用的宏定義

.h文件中通常是

函數(shù)的聲明

被外部調(diào)用的宏定義

4.添加到工程中

只需要將。文件添加到工程中，.h文件不同添加到工程里，同時(shí)在.c文件里把對(duì)應(yīng)的.h文件包含進(jìn)來。

以下是一個(gè)IIC.h和IIC.c文件的內(nèi)容

IIC.h的內(nèi)容

復(fù)制代碼

#ifndef __I2C_H__

#define __I2C_H__

#include 《reg52.h》

#define uchar unsigned char

sbit SDA=P2^0;

sbit SCL=P2^1;

void delay（）;

void start（）;

void stop（）;

void ack（）;

void nack（）;

void write_byte（uchar date）;

uchar read_byte（）;

void write_at24c02（uchar address ，uchar date）;

uchar read_at24c02（uchar address）;

#endif

復(fù)制代碼

IIC.c的內(nèi)容

#include “i2c.h”

void delay（）

{

;;

}

/*各個(gè)函數(shù)的定義*/

main.c內(nèi)容

#include 《reg52.h》

#include “i2c.h”《br》

void main（）

{

//code

}

單片機(jī)模塊化編程

在剛開始接觸到C語言程序的時(shí)候，由于學(xué)習(xí)內(nèi)容所限，寫的程序都不是很大，一般也就幾百行而矣。所以所有的程序都完成在一個(gè)源文件里面。記得那時(shí)候大一參加學(xué)校里的一個(gè)電子設(shè)計(jì)大賽，調(diào)試了一個(gè)多星期，所有程序加起來大概將近1000行，長(zhǎng)長(zhǎng)的一個(gè)文件，從上瀏覽下來都要好半天。出了錯(cuò)誤簡(jiǎn)單的語法錯(cuò)誤還好定位，其它一些錯(cuò)誤，往往找半天才找的到。那個(gè)時(shí)候開始知道了模塊化編程這個(gè)東西，也嘗試著開始把程序分模塊編寫。最開始是把相同功能的一些函數(shù)（譬如1602液晶的驅(qū)動(dòng)）全部寫在一個(gè)頭文件（.h）文件里面，然后需要調(diào)用的地方包含進(jìn)去，但是很快發(fā)現(xiàn)這種方法有其局限性，很容易犯重復(fù)包含的錯(cuò)誤。

而且調(diào)用起來也很不方便。很快暑假的電子設(shè)計(jì)大賽來臨了，學(xué)校對(duì)我們的單片機(jī)軟件編程進(jìn)行了一些培訓(xùn)。由于學(xué)校歷年來參加國(guó)賽和省賽，因此積累了一定數(shù)量的驅(qū)動(dòng)模塊，那些日子，老師每天都會(huì)布置一定量的任務(wù)，讓我們用這些模塊組合起來，完成一定功能。而正是那些日子模塊化編程的培訓(xùn)，使我對(duì)于模塊化編程有了更進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)。并且程序規(guī)范也開始慢慢注意起來。此后的日子，無論程序的大小，均采用模塊化編程的方式去編寫。很長(zhǎng)一段時(shí)間以來，一直有單片機(jī)愛好者在QQ上和我一起交流。有時(shí)候，他們會(huì)發(fā)過來一些有問題的程序源文件，讓我?guī)兔π薷囊幌?。同樣是長(zhǎng)長(zhǎng)的一個(gè)文件，而且命名極不規(guī)范，從頭看下來，著實(shí)是痛苦，說實(shí)話，還真不如我重新給他們寫一個(gè)更快一些，此話到不假，因?yàn)槭诸^積累了一定量的模塊，在完成一個(gè)新的系統(tǒng)時(shí)候，只需要根據(jù)上層功能需求，在底層模塊的支持下，可以很快方便的完成。而不需要從頭到尾再一磚一瓦的重新編寫。藉此，也可以看出模塊化編程的一個(gè)好處，就是可重復(fù)利用率高。下面讓我們揭開模塊化神秘面紗，一窺其真面目。

C語言源文件 *.c

提到C語言源文件，大家都不會(huì)陌生。因?yàn)槲覀兤匠懙?a href="http://www.asorrir.com/v/tag/1780/" target="_blank">程序代碼幾乎都在這個(gè)XX.C文件里面。編譯器也是以此文件來進(jìn)行編譯并生成相應(yīng)的目標(biāo)文件。作為模塊化編程的組成基礎(chǔ)，我們所要實(shí)現(xiàn)的所有功能的源代碼均在這個(gè)文件里。理想的模塊化應(yīng)該可以看成是一個(gè)黑盒子。即我們只關(guān)心模塊提供的功能，而不管模塊內(nèi)部的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)。好比我們買了一部手機(jī)，我們只需要會(huì)用手機(jī)提供的功能即可，不需要知曉它是如何把短信發(fā)出去的，如何響應(yīng)我們按鍵的輸入，這些過程對(duì)我們用戶而言，就是是一個(gè)黑盒子。

在大規(guī)模程序開發(fā)中，一個(gè)程序由很多個(gè)模塊組成，很可能，這些模塊的編寫任務(wù)被分配到不同的人。而你在編寫這個(gè)模塊的時(shí)候很可能就需要利用到別人寫好的模塊的借口，這個(gè)時(shí)候我們關(guān)心的是，它的模塊實(shí)現(xiàn)了什么樣的接口，我該如何去調(diào)用，至于模塊內(nèi)部是如何組織的，對(duì)于我而言，無需過多關(guān)注。而追求接口的單一性，把不需要的細(xì)節(jié)盡可能對(duì)外部屏蔽起來，正是我們所需要注意的地方。

C語言頭文件 *.h

談及到模塊化編程，必然會(huì)涉及到多文件編譯，也就是工程編譯。在這樣的一個(gè)系統(tǒng)中，往往會(huì)有多個(gè)C文件，而且每個(gè)C文件的作用不盡相同。在我們的C文件中，由于需要對(duì)外提供接口，因此必須有一些函數(shù)或者是變量提供給外部其它文件進(jìn)行調(diào)用。

假設(shè)我們有一個(gè)LCD.C文件，其提供最基本的LCD的驅(qū)動(dòng)函數(shù)

LcdPutChar（char cNewValue） ; //在當(dāng)前位置輸出一個(gè)字符

而在我們的另外一個(gè)文件中需要調(diào)用此函數(shù)，那么我們?cè)撊绾巫瞿兀?/p>

頭文件的作用正是在此?？梢苑Q其為一份接口描述文件。其文件內(nèi)部不應(yīng)該包含任何實(shí)質(zhì)性的函數(shù)代碼。我們可以把這個(gè)頭文件理解成為一份說明書，說明的內(nèi)容就是我們的模塊對(duì)外提供的接口函數(shù)或者是接口變量。同時(shí)該文件也包含了一些很重要的宏定義以及一些結(jié)構(gòu)體的信息，離開了這些信息，很可能就無法正常使用接口函數(shù)或者是接口變量。但是總的原則是：不該讓外界知道的信息就不應(yīng)該出現(xiàn)在頭文件里，而外界調(diào)用模塊內(nèi)接口函數(shù)或者是接口變量所必須的信息就一定要出現(xiàn)在頭文件里，否則，外界就無法正確的調(diào)用我們提供的接口功能。因而為了讓外部函數(shù)或者文件調(diào)用我們提供的接口功能，就必須包含我們提供的這個(gè)接口描述文件----即頭文件。同時(shí)，我們自身模塊也需要包含這份模塊頭文件（因?yàn)槠浒四K源文件中所需要的宏定義或者是結(jié)構(gòu)體），好比我們平常所用的文件都是一式三份一樣，模塊本身也需要包含這個(gè)頭文件。

下面我們來定義這個(gè)頭文件，一般來說，頭文件的名字應(yīng)該與源文件的名字保持一致，這樣我們便可以清晰的知道哪個(gè)頭文件是哪個(gè)源文件的描述。

于是便得到了LCD.C的頭文件LCD.h 其內(nèi)容如下。

#ifndef _LCD_H_

#define _LCD_H_

extern LcdPutChar（char cNewValue） ;

#endif

這與我們?cè)谠次募卸x函數(shù)時(shí)有點(diǎn)類似。不同的是，在其前面添加了extern 修飾符表明其是一個(gè)外部函數(shù)，可以被外部其它模塊進(jìn)行調(diào)用。

#ifndef _LCD_H_

#define _LCD_H_

#endif

這個(gè)幾條條件編譯和宏定義是為了防止重復(fù)包含。假如有兩個(gè)不同源文件需要調(diào)用LcdPutChar（char cNewValue）這個(gè)函數(shù)，他們分別都通過#include “Lcd.h”把這個(gè)頭文件包含了進(jìn)去。在第一個(gè)源文件進(jìn)行編譯時(shí)候，由于沒有定義過 _LCD_H_ 因此 #ifndef _LCD_H_ 條件成立，于是定義_LCD_H_ 并將下面的聲明包含進(jìn)去。在第二個(gè)文件編譯時(shí)候，由于第一個(gè)文件包含時(shí)候，已經(jīng)將_LCD_H_定義過了。因此#ifndef _LCD_H_ 不成立，整個(gè)頭文件內(nèi)容就沒有被包含。假設(shè)沒有這樣的條件編譯語句，那么兩個(gè)文件都包含了extern LcdPutChar（char cNewValue） ; 就會(huì)引起重復(fù)包含的錯(cuò)誤。

不得不說的typedef

很多朋友似乎了習(xí)慣程序中利用如下語句來對(duì)數(shù)據(jù)類型進(jìn)行定義

#define uint unsigned int

#define uchar unsigned char

然后在定義變量的時(shí)候 直接這樣使用

uint g_nTimeCounter = 0 ;

不可否認(rèn)，這樣確實(shí)很方便，而且對(duì)于移植起來也有一定的方便性。但是考慮下面這種情況你還會(huì) 這么認(rèn)為嗎？

#define PINT unsigned int * //定義unsigned int 指針類型

PINT g_npTimeCounter， g_npTimeState ;

那么你到底是定義了兩個(gè)unsigned int 型的指針變量，還是一個(gè)指針變量，一個(gè)整形變量呢？而你的初衷又是什么呢，想定義兩個(gè)unsigned int 型的指針變量嗎？如果是這樣，那么估計(jì)過不久就會(huì)到處抓狂找錯(cuò)誤了。

慶幸的是C語言已經(jīng)為我們考慮到了這一點(diǎn)。typedef 正是為此而生。為了給變量起一個(gè)別名我們可以用如下的語句

typedef unsigned int uint16 ; //給指向無符號(hào)整形變量起一個(gè)別名 uint16

typedef unsigned int * puint16 ; //給指向無符號(hào)整形變量指針起一個(gè)別名 puint16

在我們定義變量時(shí)候便可以這樣定義了：

uint16 g_nTimeCounter = 0 ; //定義一個(gè)無符號(hào)的整形變量

puint16 g_npTimeCounter ; //定義一個(gè)無符號(hào)的整形變量的指針

在我們使用51單片機(jī)的C語言編程的時(shí)候，整形變量的范圍是16位，而在基于32的微處理下的整形變量是32位。倘若我們?cè)?位單片機(jī)下編寫的一些代碼想要移植到32位的處理器上，那么很可能我們就需要在源文件中到處修改變量的類型定義。這是一件龐大的工作，為了考慮程序的可移植性，在一開始，我們就應(yīng)該養(yǎng)成良好的習(xí)慣，用變量的別名進(jìn)行定義。

如在8位單片機(jī)的平臺(tái)下，有如下一個(gè)變量定義

uint16 g_nTimeCounter = 0 ;

如果移植32單片機(jī)的平臺(tái)下，想要其的范圍依舊為16位。

可以直接修改uint16 的定義，即

typedef unsigned short int uint16 ;

這樣就可以了，而不需要到源文件處處尋找并修改。

將常用的數(shù)據(jù)類型全部采用此種方法定義，形成一個(gè)頭文件，便于我們以后編程直接調(diào)用。

文件名 MacroAndConst.h

其內(nèi)容如下：

#ifndef _MACRO_AND_CONST_H_

#define _MACRO_AND_CONST_H_

typedef unsigned int uint16;

typedef unsigned int UINT;

typedef unsigned int uint;

typedef unsigned int UINT16;

typedef unsigned int WORD;

typedef unsigned int word;

typedef int int16;

typedef int INT16;

typedef unsigned long uint32;

typedef unsigned long UINT32;

typedef unsigned long DWORD;

typedef unsigned long dword;

typedef long int32;

typedef long INT32;

typedef signed char int8;

typedef signed char INT8;

typedef unsigned char byte;

typedef unsigned char BYTE;

typedef unsigned char uchar;

typedef unsigned char UINT8;

typedef unsigned char uint8;

typedef unsigned char BOOL;

#endif

至此，似乎我們對(duì)于源文件和頭文件的分工以及模塊化編程有那么一點(diǎn)概念了。那么讓我們趁熱打鐵，將上一章的我們編寫的LED閃爍函數(shù)進(jìn)行模塊劃分并重新組織進(jìn)行編譯。

在上一章中我們主要完成的功能是P0口所驅(qū)動(dòng)的LED以1Hz的頻率閃爍。其中用到了定時(shí)器，以及LED驅(qū)動(dòng)模塊。因而我們可以簡(jiǎn)單的將整個(gè)工程分成三個(gè)模塊，定時(shí)器模塊，LED模塊，以及主函數(shù)

對(duì)應(yīng)的文件關(guān)系如下

main.c

Timer.c --？Timer.h

Led.c --？Led.h

單片機(jī)模塊化編程串口中斷怎么處理

只要進(jìn)行如下程序即可。

#include《reg51.h》

#define u16 unsigned int

#define u8 unsigned char

code u16 sj_tab［］={800，400，200，100};//每個(gè)檔位對(duì)應(yīng)的時(shí)間

u8 setsj=0;//檔位

u16 jsflag;

#define LED P2

code u8 led_tab［］={0xfe，0xfd，0xfb，0xf7，0xef，0xdf，0xbf，0x7f，};//LED亮的方式

u8 ledflag=0;

/****************************************/

void init（） //初始化函數(shù)

{ TMOD=0x01;

TH0=（65536-1000）/256;

TL0=（65536-1000）%256;

EA=1;

ET0=1;

}

/*********按鍵掃描******/

sbit k=P3^2;

u8 key（）{

static u8 ms;

if（k==0）{//檢測(cè)到0

if（ms《10）ms++;

if（ms==5）return 0;//連續(xù)5次掃描都為0，

}

else ms=0;

return 1;

}

/***********************************/

u8 count=0; //計(jì)數(shù)

void main（）//主函數(shù)

{

init（）;//系統(tǒng)初始化

jsflag=sj_tab［setsj］;//初始加載時(shí)間

TR0=1; //定時(shí)器開始計(jì)時(shí)

while（1）{

if（key（）==0）{ //按鍵按下

if（++setsj》=4）setsj=0;//檔位+1，加到最大后歸0

}

LED=led_tab［ledflag］;

}

}

/****************************/

void timer0（） interrupt 1//1ms定時(shí)器

{

TH0=（65536-1000）/256;//重載初值

TL0=（65536-1000）%256;

if（jsflag》0）jsflag--;//1ms減1

if（jsflag==0）{//減到0

jsflag=sj_tab［setsj］;//重載時(shí)間

if（++ledflag》=8）ledflag=0;

}

}

結(jié)語

關(guān)于單片機(jī)模塊化編程的相關(guān)介紹就到這了，如有不足之處歡迎指正。

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