關于嵌入式軟體分層設計

從會寫代碼，到想要寫好代碼，這個程序是很難受的，
由于做的嵌入式軟體，主要是MCU方面，都是要跟硬體底層打交道的軟體設計，接手的別人的軟體給人影響最深刻的就是典型的面向程序式編程，高層模塊大量依賴低層模塊，特別是高層模塊依賴底層硬體，還有各種跨層呼叫等，

缺點： 修改底層模塊，將影響高層模塊，在實際應用中，底層模塊又是經常要被修改的，
怎么解決？依賴反轉，低層模塊依賴高層，低層根據高層模塊來實作，
怎么實作依賴反轉？面向物件編程中有一個很重要的概念 —— 面向抽象介面編程，在C++中使用虛函式實作多型、抽象介面，C語言沒有虛函式，對于OOPC來說只能使用函式指標來實作多型、抽象介面，

了解很多理論后嘗試了在STM32上使用，

對GPIO進行抽象

資料結構：

struct gpio {
	void （*gpio_init）(unsigned char port, unsigned short pin, unsigned char mode);
	void (*set_gpio)(unsigned char port, unsigned short pin, unsigned char level));
	void (*set_gpio_port)(unsigned char port, unsigned int portval);
	unsigned char (*get_gpio)(unsigned char port, unsigned short pin);
	unsigned int (*get_gpio_port)(unsigned char port);
};

MCU的GPIO雖然有很多模式，實際上只有一種，感覺有點類似設計模式中的單例模式
實作抽象介面：

#include "hal_gpio.h"
#include "stm32f10x.h"

#define STM32_PIN(X)      (2 << (X-1))
#define ARR(A)            (sizeof(A)/sizeof(A[0]))

static GPIO_TypeDef* stm32_port[] = {GPIOA, GPIOB, GPIOC, GPIOD, GPIOE, GPIOF, GPIOG};

static void hal_gpio_init(unsigned char port, unsigned short pin, unsigned char mode)
{
	 GPIO_InitTypeDef  GPIO_InitStructure;
			
	 GPIO_InitStructure.GPIO_Pin   = STM32_PIN(pin);				 //LED0-->PB.5 埠配置
	 GPIO_InitStructure.GPIO_Mode  = mode; 		 //推挽輸出
	 GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;		 //IO口速度為50MHz
	 GPIO_Init(stm32_port[port], &GPIO_InitStructure);					 //根據設定引數初始化GPIOB.5
}


static void hal_set_gpio(unsigned char port, unsigned short pin, unsigned char level)
{
	if (level == SET)
	{
		GPIO_SetBits(stm32_port[port], (uint16_t)STM32_PIN(pin));
	}
	else
	{
		GPIO_ResetBits(stm32_port[port], (uint16_t)STM32_PIN(pin));
	}
}


static void hal_set_gpio_port(unsigned char port, unsigned int portval)
{
	GPIO_Write(stm32_port[port], (uint16_t )portval);
}

static unsigned char hal_get_gpio(unsigned char port, unsigned short pin)
{
	return (unsigned char)GPIO_ReadInputDataBit(stm32_port[port], STM32_PIN(pin));
}

static unsigned int hal_get_gpio_port(unsigned char port)
{
	return (unsigned int)GPIO_ReadOutputData(stm32_port[port]);
}

struct gpio gpio;

void  init_gpio()
{
	gpio.get_gpio      = hal_get_gpio;
	gpio.get_gpio_port = hal_get_gpio_port;
	gpio.set_gpio      = hal_set_gpio;
	gpio.set_gpio_port = hal_set_gpio_port;
	gpio.gpio_init     = hal_gpio_init;
}

實作了STM32的GPIO硬體抽象介面，之后的GPIO操作使用gpio物件進行操作，這樣做之后，上層使用到GPIO功能，當要換其他MCU，只需要實作這些抽象介面即可，上一層的程式不要修改，

知道抽象介面這玩意后考慮使用它來給軟體分層，

關于嵌入式軟體分層設計的文章：
https://www.cnblogs.com/kmust/p/9250263.html

實作了GPIO硬體適配，假設現在有一個LED模塊，一個開發板總是要點燈的嘛，
抽象led：
led無非就是點亮、熄滅，

struct led{
	void (*led_on)();
	void (*led_off)();
};

void led_init(struct led *led, void (*led_on)(), void (*led_off)())
{
	led->led_on = led_on;
	led->led_off = led_off;
}

void set_led_on(struct led *led)
{
	if (led->led_on != NULL)
	{
		led->led_on();
	}
}

void set_led_off(struct led *led)
{
	if (led->led_off != NULL)
	{
		led->led_off();
	}
}

led的功能模塊:

struct led led1;
struct led led2;

void led1_on()
{
	gpio.set_gpio(GPIO_E, 5, 0);
}

void led1_off()
{
	gpio.set_gpio(GPIO_E, 5, 1);
}

void led2_on()
{
	gpio.set_gpio(GPIO_B, 5, 0);
}

void led2_off()
{
	gpio.set_gpio(GPIO_B, 5, 1);
}

led_init(&led1, led1_on, led1_off);
led_init(&led2, led2_on, led1_off);

更高一層的業務邏輯層可能呼叫led模塊去實作閃爍等功能，假如現在由于硬體變更，某個led控制引腳變更，用了抽象介面后業務邏輯層關于led閃爍的代碼不需要修改，只需要修改led功能模塊給這個led換一個引腳即可，