說 到單片機編程,機裸機淺不得不說到狀態機,狀態狀態機做為軟件編程的主要架構已經在各種語言中應用,當然包括C語言,在一個思路清晰而且高效的程序中,必然有狀態機的身影浮現。靈活的應用狀態機不僅是程序更高效,而且可讀性和擴展性也很好。狀態無處不在,狀態中有狀態,只要掌握了這種思維,讓它成為您編程中的一種習慣,相信您會受益匪淺。
狀態機可歸納為4個要素,即現態、條件、動作、次態。這樣的歸納,主要是出于對狀態機的內在因果聯系的考慮。“現態”和“條件”是因,“動作”和“次態”是果。詳解如下:
①現態:是指當前所處的狀態。
②條件:又稱為“事件”。當一個條件被滿足,將會觸發一個動作,或者執行一次狀態的遷移。
③動作:條件滿足后執行的動作。動作執行完畢后,可以遷移到新的狀態,也可以仍舊保持原狀態。動作不是必需的,當條件滿足后,也可以不執行任何動作,直接遷移到新狀態。
④次態:條件滿足后要遷往的新狀態。“次態”是相對于“現態”而言的,“次態”一旦被激活,就轉變成新的“現態”了。
如果我們進一步歸納,把“現態”和“次態”統一起來,而把“動作”忽略(降格處理),則只剩下兩個最關鍵的要素,即:狀態、遷移條件。
狀態機的表示要領有許多種,我們可以用文字、圖形或表格的形式來表示一個狀態機。
舉個簡單的例子:就按鍵處理來說,擊鍵動作本身也可以看做一個狀態機。一個細小的擊鍵動作包含了:釋放、抖動、閉合、抖動和重新釋放等狀態。 當我們打開思路,把狀態機作為一種思想導入到程序中去時,就會找到處理疑問的一條有效的捷徑。有時候用狀態機的思維去思考程序該干什么,比用控制流程的思維去思考,可能會更有效。這樣一來狀態機便有了更實際的功用。廢話不多說,實踐才是檢驗真理的唯一標準。
也許有人覺得狀態機把問題復雜化了,其實做過軟件設計的人無形之中已經在用狀態機,下面就總結介紹幾種狀態機。
第一種:switch case結構狀態機
switch()。
case1:。
if(not反復執行狀態1)。
進入1狀態前要做的準備。
進入1狀態的過程。
if(not反復執行狀態1)。
離開狀態1的過程。
case2:。
...。
但這種方式不能很有效預定義所有的狀態,也不能把這些狀態之間的切換過程合理的定義出來,“狀態”本身沒有一個合理的定義,幾乎是一種面向過程的方式,只過這種方式足夠簡單,也最容易讓人接受,缺點就沒有“狀態”的定義和指派功能,導致狀態的混亂,出現狀態處理重復代碼,甚至處理不一致的問題,按照OO的觀念,狀態描述本來就應該是一種實體。
第二種狀態機:ifelse語句結構狀態機
這種狀態機相對靈活一點,但對于一些大的項目,系統軟件設計會相對復雜。
以上2種狀態機是是大家接觸最多的,也是經常用到的,這里不多說了。下面重點談談第三種狀態機。
第三種狀態機:消息觸發狀態機
該類型的狀態機實現方式也是很多的,形態多樣,但萬變不離其宗的就是狀態機的4要素及現態、條件、動作、次態。
下面介紹一種消息觸發類型的狀態機。
基于消息驅動的狀態機機制
原理:一旦有消息觸發,系統服務函數立即尋找所在狀態的消息與消息處理函數對,找到后執行消息處理函數
步驟:
1.添加消息與消息映射
…
BEGIN_MESSAGE_ MAP(Name,Count) :狀態機名,消息數
ADD_NEW_MSG_ITEM (Msg,OnMsg) :消息與消息處理函數
END_MESSAGE_MAP:結束
…
2.在這里注冊
BEGIN_Register_Task:頭
...
ADD_Register_Task(Name,Count):狀態機名,消息數
...
END_Register_Task:尾
1.劃分電子秤狀態,完成以上步驟后,完成OnMsg消息處理函數
Void OnMsg(void)
{
…
}
說明:以上用宏完成,具體宏是如下定義:
#defineBEGIN_MESSAGE_MAP(Name,Count) constMSG_NODE_TYP MSG_node_Array_##Name[(Count)]={
#define ADD_NEW_MSG_ITEM(Msg,OnMsg) { Msg,OnMsg},
#define END_MESSAGE_MAP };
#define BEGIN_Register_Task const MSG_MAP TaskMap[TotalTask]={
#define ADD_Register_Task(Name,Count) { (MSG_NODE_TYP*)MSG_node_Array_##Name,Count},
#define END_Register_Task };
從以上代碼可知:
1. 添加消息與消息映射實際上是定義消息與消息處理函數對的數組,以形成一個表
2. 注冊狀態機實際上是把所有消息對數組的入口定義成一個數組,以形成一個表
消息是如何被執行的?
分發消息
void Default_DisposeMessage(unsigned char *pMsg)
{
unsigned chari;
unsigned charcount=TaskMap[g_Status].cItemCount;//定位到狀態表
for(i=0;i
{
if(*pMsg==TaskMap[g_Status].pMsgItems.msg)//看能否匹配消息
{
TaskMap[g_Status].pMsgItems.pMsgFunc();//找到就執行消息處理函數
return;
}
}
}
void DispatchMessage(unsigned char*pMsg)
{
if(*pMsg)
{
Default_DisposeMessage(pMsg);
}
}
核心函數:消息處理中心
void Message_Dispose_Central(void)
{
BYTE Msg;
while(GetMessage(&Msg)) //獲取消息
{
TranslateMessage(&Msg); //解釋消息
DispatchMessage(&Msg); //分發消息
}
}
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