C语言-设计模式

模块化编程：

单片机程序往往包含多个功能模块，例如传感器采集、数据处理、通信等。将每个功能模块拆分成独立的模块，利用函数或模块化编程方法来组织代码，有助于提高代码的可维护性和可重用性。

例如，将传感器采集、数据处理和通信功能分别封装成独立的函数或模块，每个模块负责完成特定的功能，以实现清晰的代码结构和分工。

// 传感器采集模块

// 假设传感器采集函数
int read_temperature() {
   
    // 这里模拟从传感器中读取温度数据
    int temperature = 25; // 假设温度为25摄氏度
    return temperature;
}



// 通信模块

// 假设串口发送函数
void send_data(int data) {
   
    // 这里模拟通过串口发送数据
    printf("发送数据：%d\n", data);
}



// 主程序

#include <stdio.h>

// 包含传感器采集模块和通信模块的头文件
#include "sensor_module.h"
#include "communication_module.h"

int main() {
   
    // 读取温度数据
    int temperature = read_temperature();
    printf("当前温度：%d摄氏度\n", temperature);

    // 发送温度数据
    send_data(temperature);

    return 0;
}

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状态机：

使用状态机模式来管理系统的状态和状态转换，适用于处理复杂的状态逻辑，例如控制系统、通信协议等。

状态机是一种常见的编程模型，用于描述系统的各种状态以及状态之间的转换规则。在单片机开发中，状态机通常用于管理系统的状态和控制逻辑，例如控制系统、通信协议等。以下是一个简单的状态机示例，演示了如何在单片机开发中应用状态机：

假设我们正在开发一个简单的交通信号灯控制系统，有三种状态：红灯、绿灯和黄灯。根据交通信号灯的状态，系统会采取不同的控制行为。

// 定义交通信号灯的状态枚举
typedef enum {
   
    RED,
    GREEN,
    YELLOW
} TrafficLightState;

// 定义交通信号灯控制函数
void control_traffic_light(TrafficLightState *state) {
   
    // 根据当前状态执行相应的控制行为
    switch (*state) {
   
        case RED:
            printf("红灯亮，停车等待\n");
            // 红灯持续一定时间后切换到绿灯
            delay(5000); // 假设红灯持续5秒
            *state = GREEN;
            break;
        case GREEN:
            printf("绿灯亮，可以通行\n");
            // 绿灯持续一定时间后切换到黄灯
            delay(5000); // 假设绿灯持续5秒
            *state = YELLOW;
            break;
        case YELLOW:
            printf("黄灯亮，请减速慢行\n");
            // 黄灯持续一定时间后切换到红灯
            delay(2000); // 假设黄灯持续2秒
            *state = RED;
            break;
    }
}

int main() {
   
    TrafficLightState state = RED; // 初始状态为红灯
    while (1) {
   
        // 控制交通信号灯
        control_traffic_light(&state);
    }
    return 0;
}

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中断服务程序（ISR）：

利用中断服务程序来响应外部事件，提高系统的响应速度和实时性。

中断服务程序（ISR）是在单片机系统中用来处理硬件中断的一段特殊的代码。当单片机接收到外部事件或者触发了某个硬件条件时，会中断正在执行的程序，转而执行ISR中的代码，以响应和处理这个中断事件。

以下是一个简单的示例，演示了如何在单片机开发中编写和使用中断服务程序（ISR）：

假设我们正在开发一个基于单片机的计时器系统，当定时器溢出时会触发中断，并执行相应的中断服务程序来处理这个事件。

#include <avr/io.h>
#include <avr/interrupt.h>

// 定义定时器溢出中断服务程序（ISR）
ISR(TIMER1_OVF_vect) {
   
    // 在中断服务程序中执行相应的处理逻辑
    // 例如更新计数器、切换状态等
    // 这里只是简单地将LED的状态取反
    PORTB ^= (1 << PB0); // 切换PB0引脚的状态（假设连接了一个LED）
}

int main() {