第五周项目零:阅读程序(4):const

本文详细解析了C++中常成员函数的概念及其使用场景,包括如何定义和使用const限定符来确保成员函数不会修改对象状态。通过具体的代码示例介绍了const在不同上下文中的作用,如成员函数声明、成员变量初始化及函数参数传递等。

代码:

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
class Student
{
public:
    Student() {}
    Student( const string& nm, int sc = 0 ): name(nm), score(sc) {}
    //(1)下面的const干神马?定义nm为常数据成员
    void set_student( const string& nm, int sc = 0 )
    {
        name = nm;
        score = sc;
    }

    //(2)下面的const分别干神马?声明常成员函数
    const string& get_name() const
    {
        return name;
    }

    int get_score() const
    {
        return score;
    }
private:
    string name;
    int score;
};

//(3)下面的const干神马?将对象student定义为const
void output_student(const Student& student )
{
    cout << student.get_name() << "\t";
    cout << student.get_score() << endl;
}

int main()
{
    Student stu( "Wang", 85 );
    output_student( stu );
    return 0;
}

 

运行结果:

 

<think>好的,用户现在想了解开发类似STM32单片机智能桌面宠物项目的代码编写顺序和开发流程。之前他问过关于Sngels_wyh博主的代码解析,但由于资料不足,我推测了可能的代码结构和模块。现在他进一步询问开发流程,尤其是代码模块的编写顺序。 首先,我需要明确用户的需求。他可能正在计划自己开发一个类似的项目,所以需要知道从开始的步骤和各个模块的实现顺序。用户可能对STM32有一定的基础,但需要指导如何组织代码,分阶段开发。 接下来,回顾之前的回答,我之前提到了硬件模块、驱动层、核心逻辑、交互模块和系统集成这几个部分。现在需要将这些模块按照开发流程排序,并给出每个阶段的具体任务。 需要考虑开发流程的逻辑顺序。通常,嵌入式开发会从硬件选型开始,然后进行外设驱动开发,接着是核心算法和功能模块,再是用户交互,最后进行系统集成和优化。测试应该贯穿整个流程。 用户可能需要详细的步骤,比如先配置GPIO和PWM,再实现舵机控制,然后添加传感器驱动,之后处理动作逻辑,再开发语音或触摸交互,最后整合所有模块并进行优化。 还需要考虑代码的模块化,比如硬件抽象层、中间件、应用层的分离,这样有利于维护和扩展。此外,实时操作系统(如FreeRTOS)的使用可能对多任务处理有帮助,特别是在处理传感器数据和用户交互时。 可能用户没有提到但需要注意的点包括电源管理、低功耗设计、错误处理机制等,这些在开发流程中也需要考虑进去,但可能在后期阶段处理。 最后,要确保回答结构清晰,分步骤说明,并给出每个步骤的关键任务和示例代码片段,帮助用户理解。同时,相关问题需要引导用户深入思考可能遇到的挑战和解决方案,比如如何调试多任务系统或优化内存使用。</think>根据嵌入式系统开发最佳实践和同类项目经验,STM32智能桌面宠物项目的开发流程建议按照以下顺序进行,遵循"硬件驱动->核心算法->交互逻辑->系统集成"的递进式开发模式: --- ### 一、硬件驱动层开发(第1-2) #### 1. 基础外设配置 ```c // 系统时钟配置(使用外部晶振) void RCC_Configuration(void) { RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA | RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE); RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3, ENABLE); } // GPIO初始化(以舵机控制为例) void GPIO_Init_Servo(void) { GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6; // TIM3_CH1 GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP; GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure); } ``` #### 2. PWM驱动开发 ```c // TIM3 PWM初始化(期20ms) void TIM3_PWM_Init(u16 arr, u16 psc) { TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_Base; TIM_OCInitTypeDef TIM_OC; TIM_Base.TIM_Period = arr; // 自动重装载值 TIM_Base.TIM_Prescaler = psc; // 预分频系数 TIM_Base.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up; TIM_TimeBaseInit(TIM3, &TIM_Base); TIM_OC.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1; TIM_OC.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable; TIM_OC.TIM_Pulse = 1500; // 初始脉冲宽度1.5ms TIM_OC.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High; TIM_OCInit(TIM3, &TIM_OC); TIM_Cmd(TIM3, ENABLE); } ``` #### 3. 传感器驱动 ```c // MPU6050初始化(姿态传感器) void MPU6050_Init(void) { I2C_WriteByte(MPU6050_ADDR, PWR_MGMT_1, 0x00); // 解除睡眠模式 I2C_WriteByte(MPU6050_ADDR, SMPLRT_DIV, 0x07); // 采样率1kHz I2C_WriteByte(MPU6050_ADDR, CONFIG, 0x06); // 低通滤波 } ``` --- ### 二、机械控制层(第3) #### 1. 舵机控制模块 ```c // 舵机角度平滑移动算法 void servo_smooth_move(Servo* s, uint16_t target_angle) { float step = (target_angle > s->current_angle) ? 1.5 : -1.5; while(fabs(s->current_angle - target_angle) > 1.0) { s->current_angle += step; set_servo_angle(s->channel, s->current_angle); delay_ms(20); // 运动间隔时间 } } ``` #### 2. 运动学算法实现 ```c // 三维空间逆运动学计算 Vector3D inverse_kinematics(Vector3D target) { float L1 = 50.0, L2 = 60.0; // 机械臂长度 float D = (target.x*target.x + target.y*target.y + target.z*target.z - L1*L1 - L2*L2)/(2*L1*L2); float theta2 = atan2(sqrt(1-D*D), D); float theta1 = atan2(target.y, target.x) - atan2(L2*sin(theta2), L1 + L2*cos(theta2)); float theta3 = asin(target.z/sqrt(target.x*target.x + target.y*target.y + target.z*target.z)); return (Vector3D){theta1, theta2, theta3}; } ``` --- ### 三、行为逻辑层(第4) #### 1. 动作序列生成 ```c // 动作帧数据结构 typedef struct { uint8_t servo_id; uint16_t angle; uint16_t duration; // 单位ms } ActionFrame; // 预设动作:摇尾巴 const ActionFrame wag_tail[] = { {SERVO_TAIL, 60, 200}, {SERVO_TAIL, 120, 200}, {SERVO_TAIL, 60, 200}, {SERVO_TAIL, 120, 200}, {SERVO_TAIL, 90, 0} // 终止标记 }; // 动作执行引擎 void action_engine(const ActionFrame* action) { while(action->duration != 0) { set_servo_angle(action->servo_id, action->angle); delay_ms(action->duration); action++; } } ``` --- ### 四、交互系统层(第5) #### 1. 语音控制接口 ```c // 串口指令解析(示例:V0.1) void USART1_IRQHandler(void) { if(USART_GetITStatus(USART1, USART_IT_RXNE)) { char cmd = USART_ReceiveData(USART1); switch(cmd) { case 'S': // 开始互动模式 start_interactive_mode(); break; case 'R': // 复位位置 reset_position(); break; case 'F': // 喂食动作 feeding_action(); break; } } } ``` #### 2. 触摸反馈系统 ```c // 电容触摸检测(使用TTP229芯片) uint16_t read_touch_sensor(void) { I2C_Start(); I2C_SendByte(0xAE); // TTP229地址 uint16_t data = I2C_RecvByte() << 8; data |= I2C_RecvByte(); I2C_Stop(); return data; } ``` --- ### 五、系统集成与优化(第6) #### 1. 多任务调度 ```c // FreeRTOS任务配置(示例) xTaskCreate( servo_control_task, // 舵机控制任务 "ServoCtrl", 128, NULL, 2, NULL ); xTaskCreate( sensor_polling_task, // 传感器轮询任务 "SensorPoll", 256, NULL, 3, NULL ); ``` #### 2. 性能优化技巧 ```c // 使用DMA加速数据传输 void OLED_Refresh_DMA(uint8_t* buffer) { DMA_DeInit(DMA1_Channel4); DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr = (uint32_t)&OLED_DATA_PORT; DMA_InitStructure.DMA_MemoryBaseAddr = (uint32_t)buffer; DMA_InitStructure.DMA_BufferSize = OLED_BUFFER_SIZE; DMA_Init(DMA1_Channel4, &DMA_InitStructure); DMA_Cmd(DMA1_Channel4, ENABLE); } ``` --- ### 开发流程图解 $$ \begin{array}{ccc} \text{硬件抽象层} & \rightarrow & \text{机械控制层} \\ \downarrow & & \downarrow \\ \text{传感器驱动} & \rightarrow & \text{行为逻辑层} \\ & \searrow & \downarrow \\ \text{中间件层} & \rightarrow & \text{应用层} \\ \end{array} $$ --- ### 六、关键调试工具 1. **逻辑分析仪**:验证PWM信号时序是否符合$$ t_{pulse} = 0.5ms + \theta \times \frac{2ms}{180^\circ} $$公式[^1] 2. **J-Scope**:实时监测舵机角度变量变化 3. **STMStudio**:可视化运动学算法中间变量 --- ### 相关问题 1. 如何通过DMA实现多路PWM同步控制? 2. FreeRTOS在机械控制中的任务优先级如何设置? 3. 使用卡尔曼滤波优化姿态传感器数据的实现方法? 4. 如何设计低功耗模式延长桌面宠物的续航时间? 开发过程中建议采用模块化编程,每个功能模块单独测试通过后再进行集成。重点注意机械结构与控制算法的匹配验证,可通过3D打印原型进行实物测试[^1]。
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