第28章_瑞萨MCU零基础入门系列教程之基于面向对象的工程结构

本教程基于韦东山百问网出的 DShanMCU-RA6M5开发板 进行编写,需要的同学可以在这里获取: https://item.taobao.com/item.htm?id=728461040949

配套资料获取:https://renesas-docs.100ask.net

瑞萨MCU零基础入门系列教程汇总: https://blog.csdn.net/qq_35181236/article/details/132779862


第28章 基于面向对象的工程结构

在前面的章节里,讲解了瑞萨RA6M5的常用外设,重点在于模块的操作原理、如何使用RASC进行配置、如何编写程序。这些模块功能单一,RASC生成的代码封装良好,也是基于面向对象的思想构造了对应的结构体。但是在使用这些模块时,我们没有特意使用面向对象的思想来写程序。

本章之后的内容,将会在FSP所提供的HAL库基础上,去操作更丰富的模块。这些模块的驱动程序,不应该跟底层的HAL库紧密绑定:比如温湿度传感器DHT11的驱动程序,既可以在RA6M5上运行,也能够非常容易地移植到其他平台上。在编写模块驱动程序时,就要把程序分层,每层之间设计好接口,然后使用面向对象的思想来实现各层。

随着功能的增加,一个工程涉及的文件会越来越多,本书设计了如下图所示的工程结构:

  1. 应用程序

位于applications目录下,用于存放业务相关的代码,它们可能是多个模块对象的联调,也可能是数据的处理。比如“根据按键操作LED”,这就属于应用层的代码。按键和LED的操作函数,不属于应用层,而是属于底下的设备层。

这一层需要和底层驱动完全解耦合:这一层的代码移植到其它平台时,无需修改代码。

  1. 头文件

位于include目录下,主要存放error.h和config.h,前者用于统一错误代码,后者用于配置整个工程。

  1. 设备层

位于devices目录。简单设备的文件直接放在devices目录里;对于模块,在devices目录下根据模块名字创建一个子目录,用来存放模块的文件。

在dev_xxx.h中根据设备的特性定义一些结构体,在dev_xxx.c里实现了这些结构体,并使用链表来管理同类设备。上层代码获取这些结构体后,就可以直接调用结构的函数指针来操作设备。

以GPIO设备为例,实现了4个函数:

void IODevicesRegister(void);
void IODeviceInsert(struct IODev *ptdev);
struct IODev *IODeviceFind(const char *name);
void IODeviceList(void);
  • IODevicesRegister:注册所有使用到的GPIO设备;
  • IODeviceInsert:这个函数被底层的drv_gpio.c调用,用来插入一个GPIO设备;
  • IODeviceFind:根据名称查找IO设备;
  • IODeviceList:打印所有的IO设备;
  1. 驱动层

位于drivers目录,存放的平台相关的驱动源代码。

drivers.h:根据config.h中的宏开关,包含drv_xxx.h。

drv_xxx.h:接口,供外部代码调用。

drv_xxx.h:驱动代码,一般用来实现并注册dev_xxx.h中声明的结构体,会调用平台提供的HAL库。

仍以GPIO设备为例,在dev_gpio.h里抽象出了IODev接构体,如下:

typedef struct IODev{char            *name;unsigned int    port;unsigned char   value;int             (*Init)(struct IODev *ptDev);int             (*Write)(struct IODev *ptDev, unsigned char level);int             (*Read)(struct IODev *ptDev);struct IODev *next;
}IODevice, *pIODevice;

在drv_gpio.c,对于每一个GPIO引脚,都要实现一个IODev结构体,示例如下:

static struct IODev gDQDev = {.name = "DS18B20 DQ",.port = BSP_IO_PORT_00_PIN_03,.value = 0,.Init = IODrvInit,.Read = IODrvRead,.Write = IODrvWrite,.next = NULL
};

最后,在drv_gpio.c里还要实现一个函数,用来注册这些IODev:

void IODevicesCreate(void)
{IODeviceInsert(&gDQDev);
}

在drv_gpio.h里声明IODevicesCreate函数,供外部代码调用。

  1. 自定义库

位于libs目录。

存放一些通用功能模块,例如延时函数、环形缓冲区函数、printf重定向函数等。一般来说这些模块跟底层硬件关系不大,但是也有例外。比如延时函数跟底层硬件定时器密切相关,但是它太常用了,所以也放在libs目录下。

  1. RA库

这一层是一个泛指,RA相关的代码。比如使用RASC生成工程时,这些目录的代码都是自动生成的:ra、ra_cfg、ra_gen,它们都属于“RA库”。


本章完

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