LEDs状态灯任务(线程)设计 （基于RTOS）
我们学习mcu开发，大部分都是面向过程的开发，但实际项目一般要求我们有面向对象（模块化）的方式来开发。
刚学习c语言开发的朋友，应该常常听说面向对象，但实际对于面向对象开发可能还是不太了解。
为了初学者进一步理解，本文结合实际项目（leds状态灯）给大家带来比较基础的模块化设计。
ⅰ关于c语言的模块化
对于mcu的开发，大部分人都还是习惯性用的c语言，原因之一在于c语言具有高效的特点。
可以了解一下，许多操作系统的内核使用的编程语言，其实都用到了c语言，这就是c语言的优点，也是c语言这么多年不衰败的原因。
说回来，对于mcu的开发，除了c语言，当然还可以其它语言，像c++有许多人就用上了。
c++语言本身就是面向对象的开发语言，定义一个类，可以包含许多成员。站在c语言的角度，可以理解成定义一个结构体，里面包含许多数据类型。如下面要说的leds数据结构体:
typedef struct { uint8_t mode; //模式(常灭 常亮 闪烁) uint8_t status; //当前状态(灭 亮) uint16_t offtimes; //灭时间(xled_count_period毫秒) uint16_t ontimes; //亮时间 uint16_t counter; //计数(计时) void (*offfun)(void); //灭函数接口 void (*onfun)(void); //亮函数接口 }led_typedef;
可以看到，结构体里面包含整型变量，函数指针。
补充，指针函数与函数指针的区别：
1、指针函数：本质是一个函数，函数返回类型是某一类型的指针。
格式： 类型标识符 *函数名(参数表)
如：int *f(x，y);
2、函数指针：本质是一个指针，指向函数的指针变量。
格式：类型说明符 (*函数名)(参数)
如：int (*f) (int x);
ⅱ为什么要模块化设计
假如一个系统中做的事情非常多，比如：采集两个增量式编码器、两个绝对值编码器、控制4个电机、控制多个led状态灯、通信收发数据，采集温度、湿度、超声波雷达等···许多模块，那么问题来了，这么多模块，你的软件该如何设计？
答案就是需要模块化设计。
模块化设计，包含底层驱动，中间接口函数，应用程序等。对于mcu级别的开发，为了规范，建议大家从底层设计到应用层设计都按照模块化的方式来设计。
简单的来说，模块化就是源文件、数据结构、变量、函数命名等需要按照模块的方式来设计。比如leds状态灯：io口的定义用led（模块），文件名用led，变量、函数名抬头用led，定义一个led数据结构（模块的数据结构）等。
模块化的设计优点在于：便于源代码管理、移植、理解等等。（相信有许多自己写的代码，放一段时间之后，重新再次阅读，可能看了半天都不明白源代码的意思。）
ⅲleds实例讲述
为方便大家理解，拿一个简单的leds状态灯的实例来分析。里面使用到了rtos简单系统延时（本文不讲述关于rtos的知识）。文末提供例程下载地址。
1.描述
绿、黄、红三个（可以自己添加许多个）led状态灯，可独自实现常灭、常亮、闪烁三个模式。
闪烁：灭、亮时间可设置（提供函数接口修改）。
在一个线程（任务）里面执行。
3个led不同亮灭时间效果：
2.数据结构
typedef struct { uint8_t mode; //模式(常灭 常亮 闪烁) uint8_t status; //当前状态(灭 亮) uint16_t offtimes; //灭时间(xled_count_period毫秒) uint16_t ontimes; //亮时间 uint16_t counter; //计数(计时) void (*offfun)(void); //灭函数接口 void (*onfun)(void); //亮函数接口 }led_typedef;
为了方便理解，只使用一个数据结构（实际大的项目可能有多个包含，类似c++继承关系）。
3.底层led函数接口
void ledgreen_off(void);
void ledgreen_on(void);
void ledyellow_off(void);
void ledyellow_on(void);
void ledred_off(void);
void ledred_on(void);
主要就是亮灭函数接口，这里提供三组led（根据需求可添加）。
4.定义局部变量
static led_typedef sledg_structure; //绿灯 static led_typedef sledy_structure; //黄灯 static led_typedef sledr_structure; //红灯
5.初始化变量
/************************************************函数名称 ： led_data_init功 能 ： 数据初始化参 数 ： 无返 回 值 ： 无作 者 ： strongerhuang*************************************************/ static void led_data_init(void){ /* 绿灯 */ sledg_structure.mode = led_mode_flicker; //初始化为闪烁 sledg_structure.offtimes = 50; //灭亮时间 sledg_structure.ontimes = 50; sledg_structure.counter = 0; //计数归零 sledg_structure.offfun = ledgreen_off; //灭函数接口 sledg_structure.onfun = ledgreen_on; //亮函数接口 /* 黄灯 */ sledy_structure.mode = led_mode_on; //初始化为常亮 sledy_structure.offtimes = 0; //灭亮时间 sledy_structure.ontimes = 0; sledy_structure.counter = 0; //计数归零 sledy_structure.offfun = ledyellow_off; //灭函数接口 sledy_structure.onfun = ledyellow_on; //亮函数接口 /* 红灯 */ sledr_structure.mode = led_mode_on; //初始化为常亮 sledr_structure.offtimes = 0; //灭亮时间 sledr_structure.ontimes = 0; sledr_structure.counter = 0; //计数归零 sledr_structure.offfun = ledred_off; //灭函数接口 sledr_structure.onfun = ledred_on; //亮函数接口 /* 对外调用接口(例子) */ ledg_set(led_mode_flicker, 50, 50); ledy_set(led_mode_flicker, 50, 10); ledr_set(led_mode_flicker, 20, 30);}
这里重要的就是要初始化灭亮函数接口。
6.leds任务（线程）
/************************************************函数名称 ： led_task_proc功 能 ： 状态灯任务程序参 数 ： pvparameters --- 可选参数返 回 值 ： 无作 者 ： strongerhuang*************************************************/ static void led_task_proc(void *pvparameters){ static ticktype_t xlastwaketime; xlastwaketime = xtaskgettickcount(); for(;;) { //间隔固定计数周期(采样时间) vtaskdelayuntil(&xlastwaketime, led_count_period); /* 浏览leds */ led_scan(&sledg_structure); led_scan(&sledy_structure); led_scan(&sledr_structure); }}
流程图：
7.led浏览（或者说处理）
/************************************************函数名称 ： led_scan功 能 ： 状态灯扫描(修改状态)参 数 ： led_struct --- 状态灯数据结构返 回 值 ： 无作 者 ： strongerhuang*************************************************/ static void led_scan(led_typedef *led_struct){ /* 1.常灭模式 */ if(led_mode_off == led_struct->mode) { led_struct->status = led_status_off; //状态置为灭 led_struct->offfun(); //灭灯 } /* 2.常亮模式 */ else if(led_mode_on == led_struct->mode) { led_struct->status = led_status_on; //状态置为亮 led_struct->onfun(); //亮灯 } /* 3.闪烁模式 */ else if(led_mode_flicker == led_struct->mode) { /* 在灭的状态 */ if(led_status_off == led_struct->status) { led_struct->counter++; if(led_struct->counter >= led_struct->offtimes) { led_struct->counter = 0; led_struct->onfun(); //亮灯 led_struct->status = led_status_on; //状态置为亮 } } /* 在亮的状态 */ else if(led_status_on == led_struct->status) { led_struct->counter++; if(led_struct->counter >= led_struct->ontimes) { led_struct->counter = 0; led_struct->offfun(); //灭灯 led_struct->status = led_status_off; //状态置为灭 } } else { led_struct->status = led_status_off; //状态置为灭 } } /* 4.未知模式 */ else { led_struct->status = led_status_off; //状态置为灭 led_struct->offfun(); //灭灯 }}
源代码工程下载地址：
链接：https://pan.baidu.com/s/1cntwjddcofyywsvkcclfyw
密码：kk74
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为了初学者进一步理解，本文结合实际项目（leds状态灯）给大家带来比较基础的模块化设计。
ⅰ关于c语言的模块化
对于mcu的开发，大部分人都还是习惯性用的c语言，原因之一在于c语言具有高效的特点。
可以了解一下，许多操作系统的内核使用的编程语言，其实都用到了c语言，这就是c语言的优点，也是c语言这么多年不衰败的原因。
说回来，对于mcu的开发，除了c语言，当然还可以其它语言，像c++有许多人就用上了。
c++语言本身就是面向对象的开发语言，定义一个类，可以包含许多成员。站在c语言的角度，可以理解成定义一个结构体，里面包含许多数据类型。如下面要说的leds数据结构体:
typedef struct { uint8_t mode; //模式(常灭 常亮 闪烁) uint8_t status; //当前状态(灭 亮) uint16_t offtimes; //灭时间(xled_count_period毫秒) uint16_t ontimes; //亮时间 uint16_t counter; //计数(计时) void (*offfun)(void); //灭函数接口 void (*onfun)(void); //亮函数接口 }led_typedef;
可以看到，结构体里面包含整型变量，函数指针。
补充，指针函数与函数指针的区别：
1、指针函数：本质是一个函数，函数返回类型是某一类型的指针。
格式： 类型标识符 *函数名(参数表)
如：int *f(x，y);
2、函数指针：本质是一个指针，指向函数的指针变量。
格式：类型说明符 (*函数名)(参数)
如：int (*f) (int x);
ⅱ为什么要模块化设计
假如一个系统中做的事情非常多，比如：采集两个增量式编码器、两个绝对值编码器、控制4个电机、控制多个led状态灯、通信收发数据，采集温度、湿度、超声波雷达等···许多模块，那么问题来了，这么多模块，你的软件该如何设计？
答案就是需要模块化设计。
模块化设计，包含底层驱动，中间接口函数，应用程序等。对于mcu级别的开发，为了规范，建议大家从底层设计到应用层设计都按照模块化的方式来设计。
简单的来说，模块化就是源文件、数据结构、变量、函数命名等需要按照模块的方式来设计。比如leds状态灯：io口的定义用led（模块），文件名用led，变量、函数名抬头用led，定义一个led数据结构（模块的数据结构）等。
模块化的设计优点在于：便于源代码管理、移植、理解等等。（相信有许多自己写的代码，放一段时间之后，重新再次阅读，可能看了半天都不明白源代码的意思。）
ⅲleds实例讲述
为方便大家理解，拿一个简单的leds状态灯的实例来分析。里面使用到了rtos简单系统延时（本文不讲述关于rtos的知识）。文末提供例程下载地址。
1.描述
绿、黄、红三个（可以自己添加许多个）led状态灯，可独自实现常灭、常亮、闪烁三个模式。
闪烁：灭、亮时间可设置（提供函数接口修改）。
在一个线程（任务）里面执行。
3个led不同亮灭时间效果：
2.数据结构
typedef struct { uint8_t mode; //模式(常灭 常亮 闪烁) uint8_t status; //当前状态(灭 亮) uint16_t offtimes; //灭时间(xled_count_period毫秒) uint16_t ontimes; //亮时间 uint16_t counter; //计数(计时) void (*offfun)(void); //灭函数接口 void (*onfun)(void); //亮函数接口 }led_typedef;
为了方便理解，只使用一个数据结构（实际大的项目可能有多个包含，类似c++继承关系）。
3.底层led函数接口
void ledgreen_off(void);
void ledgreen_on(void);
void ledyellow_off(void);
void ledyellow_on(void);
void ledred_off(void);
void ledred_on(void);
主要就是亮灭函数接口，这里提供三组led（根据需求可添加）。
4.定义局部变量
static led_typedef sledg_structure; //绿灯 static led_typedef sledy_structure; //黄灯 static led_typedef sledr_structure; //红灯
5.初始化变量
/************************************************函数名称 ： led_data_init功 能 ： 数据初始化参 数 ： 无返 回 值 ： 无作 者 ： strongerhuang*************************************************/ static void led_data_init(void){ /* 绿灯 */ sledg_structure.mode = led_mode_flicker; //初始化为闪烁 sledg_structure.offtimes = 50; //灭亮时间 sledg_structure.ontimes = 50; sledg_structure.counter = 0; //计数归零 sledg_structure.offfun = ledgreen_off; //灭函数接口 sledg_structure.onfun = ledgreen_on; //亮函数接口 /* 黄灯 */ sledy_structure.mode = led_mode_on; //初始化为常亮 sledy_structure.offtimes = 0; //灭亮时间 sledy_structure.ontimes = 0; sledy_structure.counter = 0; //计数归零 sledy_structure.offfun = ledyellow_off; //灭函数接口 sledy_structure.onfun = ledyellow_on; //亮函数接口 /* 红灯 */ sledr_structure.mode = led_mode_on; //初始化为常亮 sledr_structure.offtimes = 0; //灭亮时间 sledr_structure.ontimes = 0; sledr_structure.counter = 0; //计数归零 sledr_structure.offfun = ledred_off; //灭函数接口 sledr_structure.onfun = ledred_on; //亮函数接口 /* 对外调用接口(例子) */ ledg_set(led_mode_flicker, 50, 50); ledy_set(led_mode_flicker, 50, 10); ledr_set(led_mode_flicker, 20, 30);}
这里重要的就是要初始化灭亮函数接口。
6.leds任务（线程）
/************************************************函数名称 ： led_task_proc功 能 ： 状态灯任务程序参 数 ： pvparameters --- 可选参数返 回 值 ： 无作 者 ： strongerhuang*************************************************/ static void led_task_proc(void *pvparameters){ static ticktype_t xlastwaketime; xlastwaketime = xtaskgettickcount(); for(;;) { //间隔固定计数周期(采样时间) vtaskdelayuntil(&xlastwaketime, led_count_period); /* 浏览leds */ led_scan(&sledg_structure); led_scan(&sledy_structure); led_scan(&sledr_structure); }}
流程图：
7.led浏览（或者说处理）
/************************************************函数名称 ： led_scan功 能 ： 状态灯扫描(修改状态)参 数 ： led_struct --- 状态灯数据结构返 回 值 ： 无作 者 ： strongerhuang*************************************************/ static void led_scan(led_typedef *led_struct){ /* 1.常灭模式 */ if(led_mode_off == led_struct->mode) { led_struct->status = led_status_off; //状态置为灭 led_struct->offfun(); //灭灯 } /* 2.常亮模式 */ else if(led_mode_on == led_struct->mode) { led_struct->status = led_status_on; //状态置为亮 led_struct->onfun(); //亮灯 } /* 3.闪烁模式 */ else if(led_mode_flicker == led_struct->mode) { /* 在灭的状态 */ if(led_status_off == led_struct->status) { led_struct->counter++; if(led_struct->counter >= led_struct->offtimes) { led_struct->counter = 0; led_struct->onfun(); //亮灯 led_struct->status = led_status_on; //状态置为亮 } } /* 在亮的状态 */ else if(led_status_on == led_struct->status) { led_struct->counter++; if(led_struct->counter >= led_struct->ontimes) { led_struct->counter = 0; led_struct->offfun(); //灭灯 led_struct->status = led_status_off; //状态置为灭 } } else { led_struct->status = led_status_off; //状态置为灭 } } /* 4.未知模式 */ else { led_struct->status = led_status_off; //状态置为灭 led_struct->offfun(); //灭灯 }}
源代码工程下载地址：
链接：https://pan.baidu.com/s/1cntwjddcofyywsvkcclfyw
密码：kk74
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