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Soraka|  楼主 | 2018-6-28 22:34 | 显示全部楼层 |阅读模式

单片机裸奔之状态机浅谈

说 到单片机编程,不得不说到状态机,状态机做为软件编程的主要架构已经在各种语言中应用,当然包括C语言,在一个思路清晰而且高效的程序中,必然有状态机的身影浮现。灵活的应用状态机不仅是程序更高效,而且可读性和扩展性也很好。状态无处不在,状态中有状态,只要掌握了这种思维,让它成为您编程中的一种习惯,相信您会受益匪浅。


状态机可归纳为4个要素,即现态、条件、动作、次态。这样的归纳,主要是出于对状态机的内在因果联系的考虑。“现态”和“条件”是因,“动作”和“次态”是果。详解如下:

①现态:是指当前所处的状态。

②条件:又称为“事件”。当一个条件被满足,将会触发一个动作,或者执行一次状态的迁移。

③动作:条件满足后执行的动作。动作执行完毕后,可以迁移到新的状态,也可以仍旧保持原状态。动作不是必需的,当条件满足后,也可以不执行任何动作,直接迁移到新状态。

④次态:条件满足后要迁往的新状态。“次态”是相对于“现态”而言的,“次态”一旦被激活,就转变成新的“现态”了。

如果我们进一步归纳,把“现态”和“次态”统一起来,而把“动作”忽略(降格处理),则只剩下两个最关键的要素,即:状态、迁移条件。

状态机的表示要领有许多种,我们可以用文字、图形或表格的形式来表示一个状态机。

举个简单的例子:就按键处理来说,击键动作本身也可以看做一个状态机。一个细小的击键动作包含了:释放、抖动、闭合、抖动和重新释放等状态。  当我们打开思路,把状态机作为一种思想导入到程序中去时,就会找到处理疑问的一条有效的捷径。有时候用状态机的思维去思考程序该干什么,比用控制流程的思维去思考,可能会更有效。这样一来状态机便有了更实际的功用。废话不多说,实践才是检验真理的唯一标准。

也许有人觉得状态机把问题复杂化了,其实做过软件设计的人无形之中已经在用状态机,下面就总结介绍几种状态机。




第一种:switch case结构状态机

 switch()。

  case1:。

  if(not反复执行状态1)。

  进入1状态前要做的准备。

  进入1状态的过程。

  if(not反复执行状态1)。

  离开状态1的过程。

  case2:。

  ...。

但这种方式不能很有效预定义所有的状态,也不能把这些状态之间的切换过程合理的定义出来,“状态”本身没有一个合理的定义,几乎是一种面向过程的方式,只过这种方式足够简单,也最容易让人接受,缺点就没有“状态”的定义和指派功能,导致状态的混乱,出现状态处理重复代码,甚至处理不一致的问题,按照OO的观念,状态描述本来就应该是一种实体。

第二种状态机:ifelse语句结构状态机

这种状态机相对灵活一点,但对于一些大的项目,系统软件设计会相对复杂。

以上2种状态机是是大家接触最多的,也是经常用到的,这里不多说了。下面重点谈谈第三种状态机。

第三种状态机:消息触发状态机

该类型的状态机实现方式也是很多的,形态多样,但万变不离其宗的就是状态机的4要素及现态、条件、动作、次态。

下面介绍一种消息触发类型的状态机。

基于消息驱动的状态机机制

原理:一旦有消息触发,系统服务函数立即寻找所在状态的消息与消息处理函数对,找到后执行消息处理函数

步骤:

1.添加消息与消息映射



BEGIN_MESSAGE_ MAP(Name,Count) :状态机名,消息数

ADD_NEW_MSG_ITEM (Msg,OnMsg) :消息与消息处理函数

END_MESSAGE_MAP:结束



2.在这里注册

BEGIN_Register_Task:头

...

ADD_Register_Task(Name,Count):状态机名,消息数

...

END_Register_Task:尾

1.划分电子秤状态,完成以上步骤后,完成OnMsg消息处理函数

Void OnMsg(void)

{



}

说明:以上用宏完成,具体宏是如下定义:

#defineBEGIN_MESSAGE_MAP(Name,Count) constMSG_NODE_TYP MSG_node_Array_##Name[(Count)]={

#define ADD_NEW_MSG_ITEM(Msg,OnMsg) {Msg,OnMsg},

#define END_MESSAGE_MAP };

#define BEGIN_Register_Task const MSG_MAP TaskMap[TotalTask]={

#define ADD_Register_Task(Name,Count) {(MSG_NODE_TYP*)MSG_node_Array_##Name,Count},

#define END_Register_Task };

从以上代码可知:

1. 添加消息与消息映射实际上是定义消息与消息处理函数对的数组,以形成一个表

2. 注册状态机实际上是把所有消息对数组的入口定义成一个数组,以形成一个表

消息是如何被执行的?

分发消息

void Default_DisposeMessage(unsigned char *pMsg)
{
unsigned chari;
unsigned charcount=TaskMap[g_Status].cItemCount;//定位到状态表
for(i=0;i<count;i++)
{
if(*pMsg==TaskMap[g_Status].pMsgItems.msg)//看能否匹配消息
{
TaskMap[g_Status].pMsgItems.pMsgFunc();//找到就执行消息处理函数
return;
}
}
}
void DispatchMessage(unsigned char*pMsg)
{
if(*pMsg)
{
Default_DisposeMessage(pMsg);
}
}
核心函数:消息处理中心
void Message_Dispose_Central(void)
{
BYTE Msg;
while(GetMessage(&Msg)) //获取消息
{
TranslateMessage(&Msg); //解释消息
DispatchMessage(&Msg); //分发消息
}
}
kas7788| | 2018-6-29 10:57 | 显示全部楼层
这个方法有人用过吗

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keaibukelian| | 2018-7-17 15:10 | 显示全部楼层
以前在fpga的时候看到过状态机的概念

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木木guainv| | 2018-7-17 16:24 | 显示全部楼层
这种观念跟语种和硬件平台无关

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wahahaheihei| | 2018-7-17 21:46 | 显示全部楼层
还有一种杂家派编程

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heisexingqisi| | 2018-7-17 23:53 | 显示全部楼层
那种普通的流程图形式的算什么

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磨砂| | 2018-7-18 15:48 | 显示全部楼层
heisexingqisi 发表于 2018-7-17 23:53
那种普通的流程图形式的算什么

那是最基本的东西

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xiaoqizi| | 2018-7-23 13:39 | 显示全部楼层
霍霍 我就喜欢裸奔 跑系统滴不会

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dscx05| | 2018-9-18 17:59 | 显示全部楼层

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紫阳真人| | 2019-2-20 10:20 | 显示全部楼层
好东西,学习一个

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liuxiang5119| | 2019-2-20 11:26 | 显示全部楼层
理念是不是实际上和一些简单的实时系统的消息队列或者任务队列相通   消息队列  指定消息或者等待消息 然后跳转对应的处理函数

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