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一、前言

以STM32為例，打開網絡上下載的例程或者是購買開發板自帶的例程，都會發現應用層中會有stm32f10x.h或者stm32f10x_gpio.h，這些文件嚴格來時屬于硬件層的，如果軟件層出現這些文件會顯得很亂。使用過Linux的童鞋們肯定知道linux系統無法直接操作硬件層，打開linux或者rt_thread代碼會發現代碼中都會有device的源文件，沒錯，這就是驅動層。

二、實現原理

原理就是將硬件操作的接口全都放到驅動鏈表上，在驅動層實現device的open、read、write等操作。當然這樣做也有弊端，就是驅動find的時候需要遍歷一遍驅動鏈表，這樣會增加代碼運行時間。

三、代碼實現

國際慣例，寫代碼先寫頭文件。rt_thread中使用的是雙向鏈表，為了簡單在這我只用單向鏈表。有興趣的可以自行研究rt_thread頭文件接口:本次只實現如下接口，device_open 和device_close等剩下的接口可以自行研究。這樣就可以在應用層中只調用如下接口可實現：

/*
驅動注冊
*/
intcola_device_register(cola_device_t*dev);
/*
驅動查找
*/
cola_device_t*cola_device_find(constchar*name);
/*
驅動讀
*/
intcola_device_read(cola_device_t*dev,intpos,void*buffer,intsize);
/*
驅動寫
*/
intcola_device_write(cola_device_t*dev,intpos,constvoid*buffer,intsize);
/*
驅動控制
*/
intcola_device_ctrl(cola_device_t*dev,intcmd,void*arg);;

頭文件cola_device.h：

#ifndef_COLA_DEVICE_H_
#define_COLA_DEVICE_H_


enumLED_state
{
LED_OFF,
LED_ON,
LED_TOGGLE,

};

typedefstructcola_devicecola_device_t;

structcola_device_ops
{
int(*init)(cola_device_t*dev);
int(*open)(cola_device_t*dev,intoflag);
int(*close)(cola_device_t*dev);
int(*read)(cola_device_t*dev,intpos,void*buffer,intsize);
int(*write)(cola_device_t*dev,intpos,constvoid*buffer,intsize);
int(*control)(cola_device_t*dev,intcmd,void*args);

};

structcola_device
{
constchar*name;
structcola_device_ops*dops;
structcola_device*next;
};

/*
驅動注冊
*/
intcola_device_register(cola_device_t*dev);
/*
驅動查找
*/
cola_device_t*cola_device_find(constchar*name);
/*
驅動讀
*/
intcola_device_read(cola_device_t*dev,intpos,void*buffer,intsize);
/*
驅動寫
*/
intcola_device_write(cola_device_t*dev,intpos,constvoid*buffer,intsize);
/*
驅動控制
*/
intcola_device_ctrl(cola_device_t*dev,intcmd,void*arg);

#endif

源文件cola_device.c：

#include"cola_device.h"
#include
#include


structcola_device*device_list=NULL;

/*
查找任務是否存在
*/
staticboolcola_device_is_exists(cola_device_t*dev)
{
cola_device_t*cur=device_list;
while(cur!=NULL)
{
if(strcmp(cur->name,dev->name)==0)
{
returntrue;
}
cur=cur->next;
}
returnfalse;
}


staticintdevice_list_inster(cola_device_t*dev)
{
cola_device_t*cur=device_list;
if(NULL==device_list)
{
device_list=dev;
dev->next=NULL;
}
else
{
while(NULL!=cur->next)
{
cur=cur->next;
}
cur->next=dev;
dev->next=NULL;
}
return1;
}

/*
驅動注冊
*/
intcola_device_register(cola_device_t*dev)
{
if((NULL==dev)||(cola_device_is_exists(dev)))
{
return0;
}

if((NULL==dev->name)||(NULL==dev->dops))
{
return0;
}
returndevice_list_inster(dev);

}
/*
驅動查找
*/
cola_device_t*cola_device_find(constchar*name)
{
cola_device_t*cur=device_list;
while(cur!=NULL)
{
if(strcmp(cur->name,name)==0)
{
returncur;
}
cur=cur->next;
}
returnNULL;
}
/*
驅動讀
*/
intcola_device_read(cola_device_t*dev,intpos,void*buffer,intsize)
{
if(dev)
{
if(dev->dops->read)
{
returndev->dops->read(dev,pos,buffer,size);
}
}
return0;
}
/*
驅動寫
*/
intcola_device_write(cola_device_t*dev,intpos,constvoid*buffer,intsize)
{
if(dev)
{
if(dev->dops->write)
{
returndev->dops->write(dev,pos,buffer,size);
}
}
return0;
}
/*
驅動控制
*/
intcola_device_ctrl(cola_device_t*dev,intcmd,void*arg)
{
if(dev)
{
if(dev->dops->control)
{
returndev->dops->control(dev,cmd,arg);
}
}
return0;
}

硬件注冊方式:以LED為例，初始化接口void led_register(void)，需要在初始化中調用。


#include"stm32f0xx.h"
#include"led.h"
#include"cola_device.h"


#definePORT_GREEN_LEDGPIOC
#definePIN_GREENLEDGPIO_Pin_13

/*LED亮、滅、變化*/
#defineLED_GREEN_OFF(PORT_GREEN_LED->BSRR=PIN_GREENLED)
#defineLED_GREEN_ON(PORT_GREEN_LED->BRR=PIN_GREENLED)
#defineLED_GREEN_TOGGLE(PORT_GREEN_LED->ODR^=PIN_GREENLED)


staticcola_device_tled_dev;

staticvoidled_gpio_init(void)
{
GPIO_InitTypeDefGPIO_InitStructure;
RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_GPIOC,ENABLE);
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=PIN_GREENLED;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_OUT;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_InitStructure.GPIO_OType=GPIO_OType_PP;
GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd=GPIO_PuPd_NOPULL;
GPIO_Init(PORT_GREEN_LED,&GPIO_InitStructure);
LED_GREEN_OFF;
}

staticintled_ctrl(cola_device_t*dev,intcmd,void*args)
{
if(LED_TOGGLE==cmd)
{
LED_GREEN_TOGGLE;
}
else
{

}
return1;
}


staticstructcola_device_opsops=
{
.control=led_ctrl,
};

voidled_register(void)
{
led_gpio_init();
led_dev.dops=&ops;
led_dev.name="led";
cola_device_register(&led_dev);
}

應用層app代碼:

#include
#include"app.h"
#include"config.h"
#include"cola_device.h"
#include"cola_os.h"

statictask_ttimer_500ms;
staticcola_device_t*app_led_dev;

//led每500ms狀態改變一次
staticvoidtimer_500ms_cb(uint32_tevent)
{
cola_device_ctrl(app_led_dev,LED_TOGGLE,0);
}

voidapp_init(void)
{
app_led_dev=cola_device_find("led");
assert(app_led_dev);
cola_timer_create(&timer_500ms,timer_500ms_cb);
cola_timer_start(&timer_500ms,TIMER_ALWAYS,500);
}

這樣app.c文件中就不需要調用led.h頭文件了，rtt就是這樣實現的。

四、總結

這樣就可以實現軟硬件分層了，是不是非常好用！

原文標題：嵌入式項目如何實現應用和硬件分層管理

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審核編輯：彭菁

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