使用C++写嵌入式代码 - 设备模板的声明和定义-优快云博客

将片上外设进行封装，可以使用如下三种技术：

使用类定义外设，然后创建对象。
1. POD类实现
2. 普通的类
静态模板（所有的成员都是静态的）

这两种模板共同的特点是不需要动态分配内存，区别在于一个是静态访问成员，一个是对象方法访问，POD类型无法添加自定义的数据成员。

将一个MCU的全部寄存器声明好以后，如果是简单的mcu，那么就可以直接使用了，例如：PORTA.DDR.v |= 0x01 或者USART0.UCSRC.UPM = 0x00；但是总有一些重复步骤和相关的代码，我们就可以将其封装起来，例如异步计数器的配置步骤就是可以复用的。C++可以使用对象封装这些操作，但遗憾的是，像avr编译器并不支持对象的生成和删除，定义好类之后，是不能用的，因为未定义delete操作符和其他基础的类库，这时可以自定义或者引用一些第三方的类库来解决这些问题，如果不想引用第三方类库的话，那么使用静态类模板也是一个不错的选择。如下所示：

template<typename U, volatile U* u, bool base = false>
class USART {
public:
    struct SerialConfig {
        word baud = 115200;
        byte data = USART_DATABIT_8;
        byte stop = USART_STOP_1;
        byte parity = USART_PARITY_DISABLE;
    };
    __f__ void init(const SerialConfig& conf) {
        ...
    }
    __f__ hword calUBRR(const word baud) {
        ...
    }
    ... // 其他操作
private:
};

使用模板参数传递寄存器是为了提高代码效率，base是为了复用模板，__f__是一个宏，他将函数成员定义成静态的。在定义完基本模板后，可以对其进行功能扩展或者功能的特化。例如，在初始化时，除了对USART功能寄存器进行设置之外，还要设置rx,tx管脚，这时，可以利用模板的特化技术来实现：

template<>
void u0::init(const SerialConfig& conf) {
    rx::init(INPUT);
    tx::init(OUTPUT);
    u0_base::init((u0_base::SerialConfig&) conf);
}

template<>
void u1::init(const SerialConfig& conf) {
    ...
}

// 其实可以再次简化，在模板参数总增加管脚定义。

usart0h和usart1的初始化函数可以加进对管脚的初始化，u0_base就是复用模板，我不用在写一遍USART的基本的初始化代码了。使用方法如下：

using u0 = USART<USART0_t, &USART0>;

u0::SerialConfig sc;
sc.baud = 115200;
sc.data = USART_DATABIT_8;
sc.parity = USART_PARITY_DISABLE;
sc.stop = USART_STOP_1;
u0::init(sc);
u0::start();

先声明一个别名，省得打那么长的类名字符：)，然后先初始化，在启动,......

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