0
  • 聊天消息
  • 系统消息
  • 评论与回复
登录后你可以
  • 下载海量资料
  • 学习在线课程
  • 观看技术视频
  • 写文章/发帖/加入社区
会员中心
创作中心

完善资料让更多小伙伴认识你,还能领取20积分哦,立即完善>

3天内不再提示

模块化的方法和注意事项

Q4MP_gh_c472c21 来源:技术让梦想更伟大 2020-09-20 10:37 次阅读

引言

我们在一个项目小组做一个相对较复杂的工程时,意味着你不再独自单干。而是和小组成员分工合作,这就要求小组成员各自负责一部分工程。比如你可能只是负责通讯或者显示这一块。

这个时候,你就应该将自己的这一块程序写成一个模块,单独调试,留出接口供其它模块调用。最后,小组成员都将自己负责的模块写完并调试无误后,由项目组长进行组合调试。像这些场合就要求程序必须模块化。模块化的好处是很多的,不仅仅是便于分工,它还有助于程序的调试,有利于程序结构的划分,还能增加程序的可读性和可移植性。

要说的话

初学者往往搞不懂如何模块化编程,其实它是简单易学,而且又是组织良好程序结构行之有效的方法之一。 本文将先大概讲一下模块化的方法和注意事项,最后将以初学者使用最广的keil c编译器为例,给出模块化编程的详细步骤。 模块化程序设计应该理解以下概述:

模块即是一个.c 文件和一个.h 文件的结合,头文件(.h)中是对于该模块接口的声明;

这一条概括了模块化的实现方法和实质:将一个功能模块的代码单独编写成一个.c文件,然后把该模块的接口函数放在.h文件中.举例:假如你用到液晶显示,那么你可能会写一个液晶驱动模块,以实现字符、汉字和图像的现实,命名为: led_device.c,该模块的.c文件大体可以写成:

#include … … //定义变量 unsigned char value;//全局变量 … //定义函数 //这是本模块第一个函数,起到延时作用,只供本模块的函数调用,所以用到static关键字修饰 /********************延时子程序************************/ static void delay (uint us) //delay time {} //这是本模块的第二个函数,要在其他模块中调用 /*********************写字符程序************************** ** 功能:向LCD写入字符 ** 参数:dat_comm 为1写入的是数据,为0写入的是指令 content 为写入的数字或指令 ******************************************************/ void wr_lcd (uchar dat_comm,uchar content) {} …… …… /***************************** END Files***********************************/ 注:此处只写出这两个函数,第一个延时函数的作用范围是模块内,第二个,它是其它模块需要的。为了简化,此处并没有写出函数体. .h文件中给出模块的接口.在上面的例子中, 向LCD写入字符函数:wr_lcd (uchar dat_comm,uchar content)就是一个接口函数,因为其它模块会调用它,那么.h文件中就必须将这个函数声明为外部函数(使用extrun关键字修饰),另一个延时函数:void delay (uint us)只是在本模块中使用(本地函数,用static关键字修饰),因此它是不需要放到.h文件中的。 .h文件格式如下://声明全局变量 extern unsigned char value; //声明接口函数 extern void wr_lcd (uchar dat_comm,uchar content); //向LCD写入字符 …… /***************************** END Files***********************************/ 这里注意三点:

在keil 编译器中,extern这个关键字即使不声明,编译器也不会报错,且程序运行良好,但不保证使用其它编译器也如此。强烈建议加上,养成良好的编程规范。

.c文件中的函数只有其它模块使用时才会出现在.h文件中,像本地延时函数static void delay (uint us)即使出现在.h文件中也是在做无用功,因为其它模块根本不去调用它,实际上也调用不了它(static关键字的限制作用)。

注意本句最后一定要加分号”;”,相信有不少同学遇到过这个奇怪的编译器报错: error C132: 'xxxx': not in formal parameter list,这个错误其实是.h的函数声明的最后少了分号的缘故。

模块的应用:假如需要在LCD菜单模块lcd_menu.c中使用液晶驱动模块lcd_device.c中的函数void wr_lcd (uchar dat_comm,uchar content),只需在LCD菜单模块的lcd_menu.c文件中加入液晶驱动模块的头文件lcd_device.h即可.

#include“lcd_device.h //包含液晶驱动程序头文件,之后就可以在该.c文件中调用//lcd_device.h中的全局函数,使用液晶驱动程序里的全局//变量(如果有的话)。 … //调用向LCD写入字符函数 wr_lcd (0x01,0x30); … //对全局变量赋值 value=0xff; …

某模块提供给其它模块调用的外部函数及数据需在.h 中文件中冠以extern 关键字声明;

这句话在上面的例子中已经有体现,即某模块提供给其它模块调用的外部函数和全局变量需在.h 中文件中冠以extern 关键字声明,下面重点说一下全局变量的使用。使用模块化编程的一个难点(相对于新手)就是全局变量的设定,初学者往往很难想通模块与模块公用的变量是如何实现的,常规的做法就是本句提到的,在.h文件中外部数据冠以extern关键字声明。 比如上例的变量value就是一个全局变量,若是某个模块也使用这个变量,则和使用外部函数一样,只需在使用的模块.c文件中包含#include“lcd_device.h”即可。 另一种处理模块间全局变量的方法来自于嵌入式操作系统uCOS-II,这个操作系统处理全局变量的方法比较特殊,也比较难以理解,但学会之后妙用无穷,这个方法只需用在头文件中定义一次。方法为: 在定义所有全局变量(uCOS-II将所有全局变量定义在一个.h文件内)的.h头文件中:

#ifdef xxx_GLOBALS #define xxx_EXT #else #define xxx_EXT extern #endif .H 文件中每个全局变量都加上了xxx_EXT的前缀。xxx 代表模块的名字。 该模块的.C文件中有以下定义:#define xxx_GLOBALS #include "includes.h" 当编译器处理.C文件时,它强制xxx_EXT(在相应.H文件中可以找到)为空,(因为xxx_GLOBALS已经定义)。 所以编译器给每个全局变量分配内存空间,而当编译器处理其他.C 文件时,xxx_GLOBAL没有定义,xxx_EXT 被定义为extern,这样用户就可以调用外部全局变量。为了说明这个概念,可以参见uC/OS_II.H,其中包括以下定义: #ifdef OS_GLOBALS #define OS_EXT #else #define OS_EXT extern #endif OS_EXT INT32U OSIdleCtr; OS_EXT INT32U OSIdleCtrRun; OS_EXT INT32U OSIdleCtrMax; 同时,uCOS_II.H 中有以下定义:#define OS_GLOBALS #include “includes.h” 当编译器处理uCOS_II.C 时,它使得头文件变成如下所示,因为OS_EXT 被设置为空。INT32U OSIdleCtr; INT32U OSIdleCtrRun; INT32U OSIdleCtrMax; 这样编译器就会将这些全局变量分配在内存中。当编译器处理其他.C 文件时,头文件变成了如下的样子,因为OS_GLOBAL没有定义,所以OS_EXT 被定义为extern。extern INT32U OSIdleCtr; extern INT32U OSIdleCtrRun; extern INT32U OSIdleCtrMax; 在这种情况下,不产生内存分配,而任何 .C文件都可以使用这些变量。这样的就只需在 .H文件中定义一次就可以了。

模块内的函数和全局变量需在.c 文件开头冠以static 关键字声明;

这句话主要讲述了关键字static的作用。Static是一个相当重要的关键字,他能对函数和变量做一些约束,而且可以传递一些信息。 比如上例在LCD驱动模块.c文件中定义的延时函数static void delay (uint us),这个函数冠以static修饰,一方面是限定了函数的作用范围只是在本模块中起作用,另一方面也给人传达这样的信息:该函数不会被其他模块调用。 下面详细说一下这个关键字的作用,在C 语言中,关键字static 有三个明显的作用:

在函数体,一个被声明为静态的变量在这一函数被调用过程中维持其值不变。

在模块内(但在函数体外),一个被声明为静态的变量可以被模块内所用函数访问,但不能被模块外其它函数访问。它是一个本地的全局变量。

在模块内,一个被声明为静态的函数只可被这一模块内的其它函数调用。那就是,这个函数被限制在声明它的模块的本地范围内使用。

前两个都比较容易理解,最后一个作用就是刚刚举例中提到的延时函数(static void delay (uint us)),本地化函数是有相当好的作用的。

永远不要在.h 文件中定义变量!

比较一下代码: 代码一:

/*module1.h*/ int a = 5; /* 在模块1 的.h 文件中定义int a */ /*module1 .c*/ #include "module1.h" /* 在模块1 中包含模块1 的.h 文件 */ /*module2 .c*/ #include "module1.h" /* 在模块2 中包含模块1 的.h 文件 */ /*module3 .c*/ #include "module1.h" /* 在模块3 中包含模块1 的.h 文件 */ 以上程序的结果是在模块1、2、3 中都定义了整型变量a,a 在不同的模块中对应不同的地址元,这个世界上从来不需要这样的程序。正确的做法是: 代码二:/*module1.h*/ extern int a; /* 在模块1 的.h 文件中声明int a */ /*module1 .c*/ #include "module1.h" /* 在模块1 中包含模块1 的.h 文件 */ int a = 5; /* 在模块1 的.c 文件中定义int a */ /*module2 .c*/ #include "module1.h" /* 在模块2 中包含模块1 的.h 文件 */ /*module3 .c*/ #include "module1.h" /* 在模块3 中包含模块1 的.h 文件 */ 这样如果模块1、2、3 操作a 的话,对应的是同一片内存单元。 注: 一个嵌入式系统通常包括两类(注意是两类,不是两个)模块:

硬件驱动模块,一种特定硬件对应一个模块;

软件功能模块,其模块的划分应满足低偶合、高内聚的要求。

声明:本文内容及配图由入驻作者撰写或者入驻合作网站授权转载。文章观点仅代表作者本人,不代表电子发烧友网立场。文章及其配图仅供工程师学习之用,如有内容侵权或者其他违规问题,请联系本站处理。 举报投诉
  • 函数
    +关注

    关注

    3

    文章

    4329

    浏览量

    62578
  • 模块化
    +关注

    关注

    0

    文章

    331

    浏览量

    21344
  • 编译器
    +关注

    关注

    1

    文章

    1624

    浏览量

    49112

原文标题:模块化编程到底有多重要?

文章出处:【微信号:gh_c472c2199c88,微信公众号:嵌入式微处理器】欢迎添加关注!文章转载请注明出处。

收藏 人收藏

    评论

    相关推荐

    模块化插座接线方法有哪些

    扩展或改变插座的功能。以下是一些模块化插座接线方法的概述,以及一些安全和安装的注意事项。 1. 基本接线方法 模块化插座的基本接线
    的头像 发表于 10-18 09:50 499次阅读

    毫伏表的使用方法注意事项

    毫伏表是一种用于测量电压的电子仪器,特别擅长于测量毫伏级以下的微小电压,包括微伏交流电压。这种仪器在电子学和电气工程中有着广泛的应用,是电子电路初学者必备的测量设备之一。毫伏表的使用方法注意事项如下:
    的头像 发表于 10-03 16:21 905次阅读

    对电源模块进行焊接的注意事项

    电子发烧友网站提供《对电源模块进行焊接的注意事项.pdf》资料免费下载
    发表于 09-20 11:07 0次下载
    对电源<b class='flag-5'>模块</b>进行焊接的<b class='flag-5'>注意事项</b>

    光纤收发器的使用方法注意事项

    光纤收发器作为光纤通信系统中的关键设备,其正确的使用方法注意事项对于确保网络传输的稳定性和可靠性至关重要。光纤收发器作为光纤通信系统中的关键设备,其正确的使用方法注意事项对于确保网
    的头像 发表于 08-26 15:20 921次阅读

    现场总线的使用方法注意事项

    的稳定可靠运行,正确的使用方法注意事项至关重要。本文将详细介绍现场总线的使用方法注意事项,以供读者参考。
    的头像 发表于 06-06 11:49 781次阅读

    钳形电流表的使用方法注意事项

    钳形电流表,作为电气测量和测试的重要工具,其使用方法注意事项对于保障测量结果的准确性和操作人员的安全至关重要。本文将从钳形电流表的使用方法注意事项两个方面进行详细阐述,以期为读者提
    的头像 发表于 05-14 16:14 3388次阅读

    数字万用表的使用方法注意事项

    数字万用表的使用方法注意事项
    的头像 发表于 05-07 16:50 767次阅读

    FMD LINK 使用注意事项

    电子发烧友网站提供《FMD LINK 使用注意事项.pdf》资料免费下载
    发表于 05-06 10:11 0次下载

    DC电源模块的使用注意事项和安全规范

    BOSHIDA DC电源模块的使用注意事项和安全规范 DC电源模块在电子设备的设计和实验中起到了至关重要的作用。然而,为了确保安全和可靠性,使用DC电源模块时需要
    的头像 发表于 04-03 14:09 487次阅读
    DC电源<b class='flag-5'>模块</b>的使用<b class='flag-5'>注意事项</b>和安全规范

    模块使用可能遇到的问题以及注意事项

    模块使用中常见问题及注意事项:兼容性问题、温度问题、插拔操作问题、故障诊断问题。
    的头像 发表于 03-11 15:32 875次阅读

    蓝白可调电阻焊接方法 蓝白可调电阻焊接注意事项

    蓝白可调电阻焊接方法 蓝白可调电阻焊接注意事项  蓝白可调电阻焊接是电路中常用的元件之一,它具有阻值可以手动调节的特点。在不同电路设计中,蓝白可调电阻广泛应用于模拟电路的增益调节、音量控制、亮度控制
    的头像 发表于 03-06 15:23 1429次阅读

    锂电池充电方法的介绍以及注意事项

    锂电池是目前最常见和使用最广泛的电池之一,具有高能量密度、轻巧、无记忆效应等优点。充电是锂电池的一项重要操作,正确的充电方法注意事项能够有效延长锂电池的寿命,保持其性能稳定。下面将详细介绍锂电池
    的头像 发表于 01-22 17:42 1.1w次阅读

    示波器接电流探头时的设置方法注意事项

    示波器接电流探头时的设置方法注意事项  示波器是一种用于观测电子信号波形的重要仪器。在实际应用中,经常需要接入电流探头以观测电路中的电流波形。正确的设置方法注意事项对于获取准确的波
    的头像 发表于 01-08 16:36 3626次阅读

    射频电缆组件的使用方法注意事项

    射频电缆组件的使用方法注意事项  射频电缆组件是一类广泛应用于通信系统、无线电设备和其他射频设备中的重要电子组件。它们在传输高频信号时扮演着关键的角色,因此使用和安装时需要特别注意一些事项
    的头像 发表于 01-05 15:08 655次阅读

    DC电源模块有哪些注意事项和使用技巧?

    DC电源模块有哪些注意事项和使用技巧?
    的头像 发表于 12-25 13:59 605次阅读
    DC电源<b class='flag-5'>模块</b>有哪些<b class='flag-5'>注意事项</b>和使用技巧?