裸机项目代码设计与管理 - 项目程序的组织管理、设计优化思路等经验分享

目录

一、代码管理(文件组织)

二、程序设计思路

三、单片机程序

四、程序检查

五、遇到陌生程序表达解决思路以及办法

六、程序优化思路

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往期系列文章：

1、裸机项目开发经验分享 - 完整开发流程介绍(项目规划与执行、器件选型、资料检索、产品测试思路等)

2、裸机项目代码设计与管理 - 项目程序的组织管理、设计优化思路等经验分享

3、裸机编程与调试 - 在项目中遇到的各类问题，解决经验分享(常见新手问题)

4、在实际开发项目中总结的硬件调试经验分享 - 调试目标、方法，以及常见调试问题解决

5、基于AltiumDesigner软件的PCB，原理图设计完整介绍，项目经验分享 [硬件开发设计]

6、硬件开发设计 - 焊接电路板，介绍焊接概念，焊接步骤，常见错误，难点等

7、电池供电应用中的电源设计：干电池特性了解、LDO与DC-DC选型设计、电流检测方案要点

 

项目的组织管理需要时刻进行，不管小型项目还是大型项目都必须有良好的管理手段和机制，这样项目才得以继承和扩展；

一、代码管理(文件组织)

代码管理的核心以及一般方式

1、参考一些系统的写法：按照模块来划分管理(这无疑会增加代码的复杂性)；

2、对于逻辑紧密的模块，建议分工程方式进行管理，(虽然麻烦，但安全性较好)；

3、善于利用宏定义复用代码；相关的几个语句 #if， #elseif，#else， #endif；

 

代码管理内容

1、函数的写法(代码的精简)

    a、只有80%相同的代码才考虑合并；

    b、函数的写法就是初级编程的精髓，测试函数的健壮性十分重要，尽可能多的数据和情况去测试；

2、文件的摆放：

    a、模块化处理；

    b、变量的管理(放在属于自己模块的文件中)；

3、文件要集中；

4、耦合性低；

5、避免出现一对多的关系（不同的c、h文件相互纠缠）；

6、驱动相关与应用相关充分剥离；

7、相应的全局变量、宏定义、全局数组应放置对应的.h文件中！

 

程序移植

1、框架的重整和拆解（保留核心）；

2、底层驱动（如通讯接口定义、GPIO配置等）

3、缓冲区的设置、尽量少设置全局变量、将全局变量转化为局部变量（减少内存占用）；

4、屏蔽无用的操作与变量定义；

5、注重优秀数据结构、数据流通的积累，用以替换；

 

二、程序设计思路

程序框架搭建(系统设计)与代码实现

1、参考优秀的系统设计：

    a、代码重用设计（来源可以是开发板、自己积累的代码、网上开源项目）；

    b、开源操作系统、开源协议栈、开源设计模式等等；

    c、善于学习模仿优秀的代码；

 

2、基于裸机 系统设计：

    a、系统的设计必须有拓展性和兼容性，否则无意义；

    b、系统设计实质就是建立门口(统一管理程序流程的进出)，注意门口太多，十分不利于管理；

 

3、实现软件定时的两种方式：a、利用定时器进行查询判断超时；b、等待超时（ do{ } while(); ）;

 

4、单片机延时：a、定时器延时；b、软件延时（空循环操作）；

 

5、提高健壮性的常见途径：a、添加检测机制；b、等待超时； c、信号应答；d、编码校验；

 

6、裸机系统任务调度设计

    a、两种形式：

        1）延时等待任务；

        2）判断执行条件，不符合则等待系统下一轮的到来；

    b、额外的任务：

        1）额外的任务，定时与中断；

 

7、带显示页面(OLED)的裸机系统设计思路：

    a、外界接口不放置在主循环；实现单线程(同一时机限定一定的操作，这样的好处将大大提高裸机系统稳定性)；

    b、限定函数的输出输入，每一个函数包含一定的动作；依靠页面函数的互相跳转实现转移；

    c、显示与执行相对独立(最大增加程序的灵活性);

    d、利用指针函数；进行显示页面操作；

 

 

三、单片机程序

如何看懂单片机程序

1、先把硬件连接看懂；

2、硬件的相关文档的主要编码技术与注意看懂；

3、把主函数大概浏览一遍；

4、把各个调用函数理解清楚；

5、按照控制流程思路把程序走一遍；

6、必要时可以运行仿真帮助理解以及勘误；

7、仿真时可以借助串口打印要判断程序的BUG以及优化程序；

8、把握整个程序的流走方向：

    a、永远的循环结构（只有中断与查询等待能让循环程序停下来）；

    b、中断总是定时或者不定时地插入；

    c、注意有些语法表达式区别与不同的平台(VC/KEIL/IAR)以及语言标准（C99/C51），有不同的效果跟表达方式;

 

处理新项目程序

1、面对一项新项目程序，可以了解大概框架，简单的应用实现，熟悉内部操作原理；然后在应用工作时深化处理；

2、在没有真正实践工作时是不可能做到精通的，精通实际就是能够熟悉运用以及对内部的架构熟悉；

3、单片机程序并没有想象中复杂(结合实际应用)： 硬件程序 = API + 操作流程控制； 

4、软件就是一个集合体（简单）： 将底层驱动加以流程进而集成（越高级就越多次集成）；  

5、程序的核心在于实现某一功能（非外设）的流控（低功耗与防干扰）；

6、逆反思维地看待新程序，应该将其划分为不同的模块，模块再细分为子项，注意表达；在脑海中形成一套操作；

7、将开发板例程单步运行，摸索清楚如何控制，然后才能加以修改，但一般不需要深究底层；

8、程序可以快速积累，多读多写例程，以及优秀的框架；

 

学习编程程序 

1、学习编程最好的方法之一就是阅读源代码；

2、看得懂的书，请仔细看；看不懂的书，请硬着头皮看；

3、别指望看第一遍书就能记住和掌握什么——请看第二遍、第三遍；

4、不要因为C和C++中有一些语法和关键字看上去相同，就认为它们的意义和作用完全一样；

5、请把书上的程序例子亲手输入到电脑上实践，即使配套光盘中有源代码；

6、不要漏掉书中任何一个练习题——请全部做完并记录下解题思路；

7、记录下在和别人交流时发现的自己忽视或不理解的知识点；

 

 

编写程序

1、新手采用流程图；熟练后采用伪代码；

2、掌握   融入 自顶向下，逐步细化过程；

3、遵守模块化设计，最后结构化代码；

4、注意子模块的封装性：耦合性越少愈好；

5、目标：运行效率高，占用内存少；

6、把实际逻辑弄清楚，动手前先设计好思路；

7、用自然语言简单描述，制成流程图；检查有无逻辑漏洞；

8、翻译成标准程序；

 

 

四、程序检查

1、规范类检查：

    a、视乎项目组要求而定；

 

2、安全类检查：

     a、数组下标是否溢出；

     b、注意使用强制转换类型；

     c、每个编译器都有自己运算规则：自右向左（通常为这种）；自左向右；

   

五、遇到陌生程序表达解决思路以及办法

1、书籍查找法，清楚大概知识点，模糊查找相关板块（推荐）；

2、百度引擎搜索相关问题时，必须精简问题的描述

         a、软件/硬件平台+问题出处；

         b、可以适当转换问题的描述；

         c、浏览多几页；

3、各大论坛发帖，以及技术群聊求助；

4、请教别人；

 

六、程序优化思路

*注意在编写程序的时候：1）参考好的框架  2）优化是从编写时开始考虑的；

1、代码是否易于管理，文件分类明晰？

2、代码是否过于臃肿，占空间；

3、函数的封装性，传递的参数合理？函数之间的耦合性严重？尽量做到解耦。

4、表达怎样更精简？存在漏洞？

5、简洁清晰，尽量少的代码实现同一功能；提升运行速度；

6、循环分段优化；

7、同时声明多个变量优于单独声明变量；

8、位移优于除法；