单片机硬件无关程序设计实验指导书

单片机程序很多都是与硬件关系紧密的，我们在设计程序时，要尽量把与硬件相关的程序安排在少数函数中，这样可使程序移植、修改更方便。设计硬件无关化程序的主要思路是设计一个中转内存，所有要输入/输出的量，都先存入中转内存，然后再由另一个函数从中转内存里输出/输入数据。下面我们就来讲一下常见模块的硬件无关化程序设计。

（1）按键硬件无关化程序。

按键模块可分为按键扫描程序、按键缓冲区、按键应用程序三个部分。其中按键扫描程序与硬件高度关联。按键操作有时操作很快，有时操作很慢，根据这一特点，可以把按键缓冲区设计成环形缓冲区。如图1-4所示。

图1-4　按键模块程序结构图

按键扫描程序负责键值读取、去抖动、存储键值等，然后把键值填入缓冲区中，按键程序功能就完成了，通常把按键扫描程序放在定时任务中执行；按键应用程序只从缓冲区中读取键值，然后执行程序，与硬件关系不密切。缓冲区可以根据应用特点来设置大小。采用这一结构后，可以随时用程序模拟按键（用keyinput函数把键值写入缓冲区），实现虚拟按键功能。按键硬件无关化程序结构如图1-5所示。

（2）显示模块硬件无关化程序。

显示模块主要有LCD1602、LCD12864、TFT型显示器，其中前两种显示器的显示内容少，一般用在内存少的单片机上，TFT显示器的显示内容丰富，一般用于单片机内部内存大的场合。在显示程序设计方面，显示程序一般分为显示驱动程序、显示缓冲区、GUI函数库等。(www.xing528.com)

图1-5　按键硬件无关化程序结构

在用LCD1602的场合，显示器可以显示32个字符。我们通常可以在内存中设置32B的缓冲区，GUI函数只把显示内容写入缓冲区即可，显示驱动程序再把缓冲区内容写入LCD，显示驱动程序可以由定时器中断服务程序调用，只要以10 Hz以上的频率更新，基本上就可以做到实时显示。

（3）ADC模块硬件无关化程序。

在用ADC模块采集数据时，为了把数据与ADC采集程序分开，可以把此程序分为ADC采集、数据缓冲、数据处理三个部分。ADC采集程序与具体的ADC硬件相关，采集好的数据存入数据缓冲区即完成任务。数据缓冲区总是存储采集到的数据，并用标志位表明数据是否有效。数据处理程序只负责对缓冲区的数据进行处理。

总之，各种模块都可以按这样的方式进行分块处理，尽可能将硬件相关程序集中到驱动程序部分，以提高程序的适应性、复用性。