单片机怎么实现模块化编程？实用程度让人发指

在刚开始从事研发工作的那几年，我主要做单片机软件开发的工作，虽然功能吧都能实现，但是总觉得缺了点什么。

总是感觉自己写的程序不够完美，移植性不够好，功能也不好扩展，每次写完程序最怕的就是客户要改功能。

如果程序架构写的不好，一改会影响到很多功能，哪怕原来是灯每秒闪1次，改成每秒闪3次这种看起来很简单的功能。

对于程序提升这块，如果没有人一个厉害的人带你，真的很难提升。

主要难在两个方面：

1.你的认知

有时候不是你做得越久，写的代码就越好，因为你一直在自己的认知水平内写代码。

如果不提升你的认知，代码自然也不会提升，所以想要提升代码水平，首先要提升的是你的认知。

2.找不到好的教程或实例

终有一天你要做中大型项目的时候就会发现，自己的代码水平和思维要提升了，但是找不到好的教程和方法。

这块最好的提升办法就是去找那些大佬写的代码，比如说公司比较资深的工程师，有事没事多请他们吃吃饭，喝喝水搞好点关系。

一般来说都愿意把自己的代码分享给你，然后你再看他们写的代码，有哪些是值得学习的，最重要的是他们实现功能的思维，然后用代码怎么去实现？

如果别人不愿意分享给你，那可以去挖一下现成稳定的，比如说STM32的标准库，蓝牙协议栈等等。

我当初的提升方法是在某个公司做产品的时候，正好有个工程师离职了，老大把他写的代码给我来维护。

当我第一眼看到他代码的时候，觉得写的很复杂，感觉在秀技术，完全没必要这样去写。

然后我用他的代码拿配套的产品来测试，发现很稳定，我尝试按照我的思维改了以后，就出现了各种问题。

慢慢地，研究越深，我越是深刻体会这位工程师为什么要那样去写，自己跟他完全不是一个级别的。

其实他的就是基于模块化编程的思维去做的，当时还没吃透他的代码，我是从那家公司离职后又过了几年才彻底领悟他的代码。

一、单片机模块化编程怎么实现？

基于他的这种思维和实现方法，再结合我自己多年经验，最后自己又创新了一个全新的架构。

这个架构分为2个部分：

1.内核

内核主要是用来管理任务的，除了管理还提供了一些队列算法接口，方便产品使用。

2.模块化编程思维

对于单片机产品开发来说，我觉得可以分为3层：硬件层、中间层、应用层 。

我们先来说说中间层 和应用层 。

中间层： 就是不算是真正产品的功能代码，比如说解析某种自定义协议，协议解析完以后的数据才是真正产品功能数据。

上图就是对云平台协议进行解析，比如说解析wifi是否连接的命令的程序，相对应用层来说，我们只需要”wifi已连接 ”和”wifi未连接 ”这两个明确的数据，而不做具体解析程序。

这样做最大的好处就是，假设我们换了一家云平台，应用层的程序不用改，只需要改硬件层和中间层程序即可，不至于因为换了一家云平台，导致整个产品程序崩盘的问题 。

一般来说，如果不是中大项目，我都直接省略中间层，毕竟代码量大了，会浪费批量生产时的时间 ，也浪费单片机资源 。

硬件层：我们重点来说说这个，这个真的是很多人痛到不能再痛的痛点，也是很多工作几年工程师一直不知道怎么解决的问题， 专门是用来采集单片机输入数据，或者控制硬件电路输出。

采集信号 有很多类型，比如说按键检测、ADC检测、红外信号接收、串口接收、SPI、IIC等这种就是属于硬件层输入数据。

我拿按键输入来举例 ，先来看看原理图：

电路非常简单，就几个按键串上电阻接了单片机引脚，按键按下就会有一个低电平的信号给到单片机，单片机就是通过检测对应引脚是否低电平来判断按键是否按下。

回到我们程序部分，按键检测过程我就不讲解了，我们的关键在于检测到某个按键按下以后，要怎么把这个值传给应用层。

那我是使用了回调函数来传递的，这样做的好处就是，真正能做到这个按键硬件层检测代码和应用层产品程序独立，增强移植性。

我们要使用按键功能的时候，直接注册下按键回调函数就可以了，如下图：

这样做还是比较灵活的，不管是应用层，还是中间层，哪里需要用到按键功能，我就在哪里调用注册函数。

Ok，硬件层采集数据基本上都可以用这种方式来处理，这样就能做到真正的模块化，这个也是我以前一直想不通研究了很久的处理方式。

下面说说控制硬件电路输出，这种输出型的没什么好说的，不涉及到硬件层的采集数据传递到应用层 ，直接调用硬件层的控制接口就行了。

比如说我应用层要控制一个LED灯点亮，代码简单到令人发指！

由于文章篇幅有限，很多代码不方便展示，如果想学程序架构这块的系统教程可以找无际单片机编程拿。

这套课程的内容我个人认为至少价值3000以上，每节课都为解决产品痛点，没有一个知识点是多余的，原本是录出来卖的，后面工作一忙就没时间去搞。

现在正好在做这块的，纠结了很久还是开源给大家学习，就当是对我铁粉的一些回馈，原创非常不易，如果你拿了，麻烦也给我点回馈，给我安排个三连就行！

【51单片机】模块化编程的一般步骤和基础说明

51 单片机的模块化编程是将程序按照功能划分为不同的模块，每个模块具有相对独立的功能，分别放在不同的 .c 文件和 .h 文件中。

以下是进行 51 单片机模块化编程的一般步骤和基础说明：

1. 模块划分：确定程序中的各个功能模块，例如延时函数、数码管显示函数、LCD 显示函数等。每个模块应具有明确的功能和相对独立的代码。

2. 创建 .c 文件**：为每个模块创建一个对应的 .c 文件，用于实现该模块的具体功能。在 .c 文件中编写函数的定义和相关代码。

3. 创建 .h 文件（头文件）**：为每个 .c 文件创建一个同名的 .h 文件。头文件用于声明模块中可供外部调用的函数、变量等。头文件的内容通常使用预处理指令 #ifndef 、 #define 和 #endif 来防止重复包含，例如：

#ifndef __MODULE_H__

#define __MODULE_H__

// 函数声明、变量声明等

#endif

4. 在 .c 文件中实现功能**：在对应的 .c 文件中具体实现模块的功能，编写函数的代码逻辑。

5. 在头文件中声明函数和变量**：在 .h 文件中声明在 .c 文件中定义的函数、全局变量等，以便其他文件可以使用这些函数和变量。例如：

void function1(void);

int variable1;

6. 在主程序或其他需要使用该模块的文件中包含头文件**：使用 #include "module.h" 语句将所需模块的头文件包含到主程序或其他 .c 文件中，这样就可以调用头文件中声明的函数和使用相关变量。

7. 调用模块功能**：在主程序或其他模块中，根据需要调用相应模块的函数来实现具体功能。

通过模块化编程，可以提高代码的可读性、可维护性和可移植性。各个模块可以独立开发、测试和修改，而不会影响其他部分的代码。同时，也方便多人协作开发，以及在不同项目中复用已有的模块。

例如，假设有一个数码管显示模块，包含数码管显示函数和相关的段码表。以下是示例代码：

数码管显示的 .c 文件（ nixie.c ）：

#include

#include "delay.h" // 包含延时函数的头文件，因为要使用其中的延时功能

// 数码管段码表

unsigned char NixieTable() = {

0x3F, 0x06, 0x5B, 0x4F,

0x66, 0x6D, 0x7D, 0x07,

0x7F, 0x6F

};

// 数码管显示子函数

void Nixie(unsigned char Location, Number) {

switch (Location) // 位码输出

{

case 1:

P2_4 = 1;

P2_3 = 1;

P2_2 = 1;

break;

case 2:

P2_4 = 1;

P2_3 = 1;

P2_2 = 0;

break;

// 省略其他 case 情况

}

P0 = NixieTable(Number); // 段码输出

delay(1); // 显示一段时间

P0 = 0x00; // 段码清 0，消影

}

 数码管显示的 .h 文件（ nixie.h ）：

#ifndef __NIXIE_H__

#define __NIXIE_H__

void Nixie(unsigned char Location, Number);

#endif

 在主程序（ main.c ）中使用该数码管显示模块时，只需包含 nixie.h 头文件，然后就可以调用 Nixie 函数来显示数字：

#include

#include "nixie.h" // 包含数码管显示模块的头文件

void main() {

while (1) {

Nixie(1, 6); // 在数码管的第 1 位置显示 6

}

}

 这样，通过模块化编程，将数码管显示的功能封装在一个模块中，使得主程序更加简洁清晰，易于理解和维护。如果需要修改数码管显示的相关代码，只需在 nixie.c 和 nixie.h 中进行修改，而不会影响到主程序的其他部分。同时，在其他项目中如果也需要使用数码管显示功能，只需将这两个文件添

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