【干货】教你如何对一个大的项目进行模块化编程

当你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。你需要分工合作，一起完成项目。然后，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。


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:


（1） 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:

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文件格式如下：



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.





（2） 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；


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：





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：





同时，uCOS_II.H 有中以下定义：


#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。


（3） 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；


（4） 永远不要在.h 文件中定义变量！


呵呵，似乎有点危言耸听的感觉，但我想也不会有多少人会在.h文件中定义变量的。


比较一下代码：


代码一：





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：


如何对一个大的项目进行模块化编程


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：
（1）硬件驱动模块，一种特定硬件对应一个模块；
（2）软件功能模块，其模块的划分应满足低偶合、高内聚的要求。

主程序

主程序主要完成程序的初始化，LCD菜单显示，监视键盘程序并根据键值更新菜单。


1.新建工程


2.点击File—New（或者点击快捷图标：），新建一个文档。


3.点击File—Save（或者点击快捷图标：），保存新建的文档，在文件名后填写LCD_device.c（液晶驱动模块: LCD_device，提供显示汉字、字符和图像的接口），点击确定。


4. 点击File—New（或者点击快捷图标：），再新建一个文档。


5. 点击File—Save（或者点击快捷图标：），保存新建的文档，在文件名后填写LCD_device.h。点击确定。在该文档中整理全局变量和接口函数。


以上步骤之后的效果见下图：

至此，液晶驱动模块书写完毕，可以对这个模块单独的调试。


6.重复以上步骤2~5，定义 红外键盘模块：key.c与key.h


菜单模块：menu.c与menu.h
串口通信模块：uart_.c与uart.h
计算器模块：counter.c与counter.h
频率测量模块:mea_fre.c与mea_fre.h
开机次数记忆模块:eepram.c与eepram.h


7.重复以上步骤2~3，定义主程序main.c


最终效果如下图所示：

编 辑/苏红

责 编/王赦丞

图文转自网络