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单片机裸机的编程方法——状态机的方法

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gaosmile 发布时间:2020-3-19 13:49

在单片机裸机的编程方法中,状态机的方法是比较好的,经典的比如按键的检测判断等。

其实有很多地方可以使用这种思想。比如传感器的数据采集,因为单片机不可能一直等待着运行,那样的效率是很低的,通常都是结合fsm + timer的方式来提高CPU的使用率。

传感器中使用fsm的方法

大家都知道,ds18b20的采集是比较慢的,发送转换指令后,最慢需要等待720ms,这个时间有点太长了。简直不能忍受。

如下所示:我采用了11bit分辨率,0.125的分辨率足够了,作为温度参考而已。

9 - bit resolution    93.75 ms  0.5
+ u& b' X% \9 m5 Z  `6 L10 - bit resolution   187.5     0.25" S' h0 u+ V& T. N: h( W8 w
11 - bit resolution   375       0.125
, l9 B* O3 ?5 d12 - bit resolution   750       0.0625
5 X0 w" @, R% S1 i  G  {' Z, ~

那么我肯定不是死等的,死等,多浪费cpu,效率太低了,实际工作中根本无法接受。

因此,做了一个状态机:

int main(int argc, char const *argv[])1 h: [4 ~! j+ R2 K
{4 w* s' M0 l8 Z4 I3 t/ u( {
  while(1)
+ Q( z# Y! E5 E: }+ K  {+ m! b# Z4 D) T
      ds18b20_discope();5 o" f* Y+ Q2 C3 V7 C- M; f
  }
. V( ~, u! b2 |4 l  return 0;- n4 X4 ^: p  j
}# X8 E8 U" A* G$ v4 j3 P' C5 o
void ds18b20_discope(void)
0 ~# }. v- u* ^& g{) i- m! @; f! d7 J
  switch (ds18b20的状态机的全局变量)
6 t0 S3 c! ?- T8 C/ e6 ?  {
8 Z8 e+ D6 U  d# \; ?  case 发送命令:7 y* e8 ?7 D- s* o; X" t
      发送转换命令
) E" t" _3 x; W7 J. r      赋值到等待装态' q9 d2 w  a4 S+ z9 _/ L
      break;
6 G1 q1 V3 g8 i" m  case 等待装态:. N6 L6 h8 {" u; l
      判断是否有超时,
$ m4 [6 Y8 m- O4 s5 e      如果有超时,则:读取,计数器清零,并回到发送命令状态& x2 K0 Z+ u: K6 y$ e) g
      否则,do nothing
3 E$ A& O0 e6 S* O- y          break;
! h4 y  O; ~) O7 L7 z0 n3 ?% ]) l$ `  default:
3 j" E; O- h" R0 A" Y      break;; R  l: i! \# K2 `- Y
  }
4 N4 v' q5 G1 t. G1 N$ N: t}

  o4 A5 P% B; j: p

定时器的基准中断可以自己细化,我是50ms一个中断:

void HAL_TIM_PeriodElapsedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)( D% |* E) h- x, J
{% b2 n# [; P( x
  如果ds18b20已经处于等待状态,
3 `2 [" A# {9 B9 z0 T5 |  则计数++
) h+ S4 b* Z. `}
/ I7 [) l7 y  L. F9 Y. q

这样就是一个简单的传感器定时采样的状态机思路,不会死等,效率较高,而且稳定。

注意ds18b20的时序性比较严格,网上说不能被打断的,但是后来移植到freertos中,也是可以的,温度采样还算稳定,但是考虑到后续程序比较大,因此还是裸机了,状态机的思路基本能解决。

7 P+ Z4 Q' L/ F. l! }  s7 G
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