Firefox OS之系统简介(二)

文章介绍了Mozilla FirefoxOS系统设计中的接口编程原则。该原则利用组件对象模型(COM)将模块使用者与实现者之间的耦合降至最低,并通过工厂模式进一步实现组件的独立创建。

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          上篇文章简单讲解了mozilla的Firefox OS系统简介和Firefox设计准则之一--------------分离界面和实现。本文讲解Firefox设计准则之二------------针对接口编程。

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2. 针对接口编程

        Mozilla整个设计是基于组建对象模型(COM)的,而组建对象模型(COM)的主要特点就是针对接口编程。在《设计模式》中,作者把针对接口编程作为设计的首要准则。针对接口编程,把模块的使用者和实现这之间的耦合降到最小,一大到信息隐藏和隔离变化的目的。而且在XPCOM的帮助下,组建可以动态替换或者增加,具有更强的灵活性。其中的角色可以用下图来表示:

        工厂(Factory)通常用接口指针来调用接口的实现,这样调用者就不必了解实现者的细节了。然而创建接口的实例时,只有知道接口的实现才能创建接口的实例。这是一个矛盾的情节,如何才能把使用者和实现这完全隔离开就是一个难题。工厂模式(Factory)把接口的实现和创建独立开来了。可以说工厂是针对接口编程的基本条件之一吧。

       Mozilla中,每个组件都要实现工厂接口,才能被使用者调用。考虑到实现工厂的代码类似,则Mozilla实现了一个为GenericFactory的通用Factory。在GenericFactory的帮助下,各个组件只要实现了一个简单的结构ComponentInfo就行了。

       组件管理器 工厂(Factory)虽然把组件的创建分离了,但使用者与实现这的工厂却又耦合起来了。这样看来,我们似乎又回到了起点,不过这次不一样了,各个组件的Factory都实现了IFactory接口,可以由一个专门的管理器来管理。通过组件名称或ID可以找到组件的Factory,通过接口ID又可以让Factory创建接口的实例。

      IDL是接口定义语言(Interface Definition Language)的简称,他在组件对象模型(COM)中也起着重要的作用。在C语言中,我们可以用结构(struct)来描述接口,一个只包含函数指针的结构(struct)可以看做一个接口。在C++中,我们可以用类来描述接口,一个只包含纯虚函数的类可以看作一个接口。既然每种语言都有自己描述接口的方法,为什么还要IDL?这是因为每种语言描述接口的方式不一致,所以才需要一个独立于任何编程语言接口定义语言(IDL)。IDL是一个中间语言,它不能直接被编程语言使用,但在IDL的编译器的支持下,它可以被转换成不同的形式,在多种语言中使用。比如转换成头文件,可以在C/C++中使用,可以转换成类型库,可以在javascript等解释语言中使用。IDL在XPCOM实现语言无关性中,起了不可或缺的作用。

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MPU6050是一款广泛应用在无人机、机器人和运动设备中的六轴姿态传感器,它集成了三轴陀螺仪和三轴加速度计。这款传感器能够实时监测并提供设备的角速度和线性加速度数据,对于理解物体的动态运动状态至关重要。在Arduino平台上,通过特定的库文件可以方便地MPU6050进行通信,获取并解析传感器数据。 `MPU6050.cpp`和`MPU6050.h`是Arduino库的关键组成部分。`MPU6050.h`是头文件,包含了定义传感器接口和函数声明。它定义了类`MPU6050`,该类包含了初始化传感器、读取数据等方法。例如,`begin()`函数用于设置传感器的工作模式和I2C地址,`getAcceleration()`和`getGyroscope()`则分别用于获取加速度和角速度数据。 在Arduino项目中,首先需要包含`MPU6050.h`头文件,然后创建`MPU6050`对象,并调用`begin()`函数初始化传感器。之后,可以通过循环调用`getAcceleration()`和`getGyroscope()`来不断更新传感器读数。为了处理这些原始数据,通常还需要进行校准和滤波,以消除噪声和漂移。 I2C通信协议是MPU6050Arduino交互的基础,它是一种低引脚数的串行通信协议,允许多个设备共享一对数据线。Arduino板上的Wire库提供了I2C通信的底层支持,使得用户无需深入了解通信细节,就能方便地MPU6050交互。 MPU6050传感器的数据包括加速度(X、Y、Z轴)和角速度(同样为X、Y、Z轴)。加速度数据可以用来计算物体的静态位置和动态运动,而角速度数据则能反映物体转动的速度。结合这两个数据,可以进一步计算出物体的姿态(如角度和角速度变化)。 在嵌入式开发领域,特别是使用STM32微控制器时,也可以找到类似的库来驱动MPU6050。STM32通常具有更强大的处理能力和更多的GPIO口,可以实现更复杂的控制算法。然而,基本的传感器操作流程和数据处理原理Arduino平台相似。 在实际应用中,除了基本的传感器读取,还可能涉及到温度补偿、低功耗模式设置、DMP(数字运动处理器)功能的利用等高级特性。DMP可以帮助处理传感器数据,实现更高级的运动估计,减轻主控制器的计算负担。 MPU6050是一个强大的六轴传感器,广泛应用于各种需要实时运动追踪的项目中。通过 Arduino 或 STM32 的库文件,开发者可以轻松地传感器交互,获取并处理数据,实现各种创新应用。博客和其他开源资源是学习和解决问题的重要途径,通过这些资源,开发者可以获得关于MPU6050的详细信息和实践指南
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