單片機繼電（diàn）保護測試（shì）儀程序設計中的分層思想
參考了市麵上各種各樣的嵌入式書（shū）籍，MCS-51，AVR，ARM等都有看過，但是沒有發現有哪本是介紹設計（jì）思（sī）想的，就算（suàn）有也是鳳毛麟角。寫程序不難，但（dàn）是（shì）程序怎麽樣才（cái）能寫的好，寫（xiě）的快，那是需要點經驗積累的。結構化模塊化（huà）的程（chéng）序設（shè）計的（de）思想，使*基（jī）本的要求。然而這麽將這（zhè）個抽象的（de）概念（niàn）運用（yòng）到工程實踐當中恩?那需要在（zài）做項目的過程中經曆磨難（nán），將一些東西總結（jié）出來，抽象升華為理論，對經驗的積累和技術的傳播都大有裨益。所以在下出來獻（xiàn）醜一下，總結一（yī）些東西。
就我個人的經驗而談，有兩個設計（jì）思想是非常重要的。
一個就是“時間片輪的設計思想”，這個對實（shí）際中（zhōng）解決多任務問題非常有用，通常可以用這個東（dōng）西來判斷一個人是單片（piàn）機學習者，還是一個繼電保護（hù）測（cè）試儀單片機工程師。這個必須掌握。由於網上介紹這個的帖子也不少，所以這裏就（jiù）不多說了。
**個（gè）就是我今天想說（shuō）的主題“分層屏蔽的設計思想”。下麵用掃描鍵（jiàn）盤程序例子作為引子，引（yǐn）出今天說的東西。
問（wèn）題的提（tí）出
單片機學習板一般為了簡單起見，將按鍵分（fèn）配的很好，例如整個4*4的鍵盤（pán）矩陣（zhèn）分配（pèi）到P1口上麵，8條控製線，剛好。這樣的話程序也非常好（hǎo）寫。隻需要簡單的
KEY_DAT = P1;
端口的數據就讀進（jìn）來了。
誠然，現實中沒有這麽（me）好的事情。在實際的項目應用當中，單片機引腳的複用相當厲害，這跟那些所謂的單片機學習板就有（yǒu）很大的差別了。
另外一個原因，一般設計來說，是“軟件配合硬件”的（de）設計流程，簡單點說就是，先（xiān）確（què）定好硬件原理圖，硬件布線，*後才是軟件的開發，因為硬件修改起來比較麻煩，相對來說軟件修（xiū）改的時候比較好改。這個就是中國傳統的陰陽平衡哲學原理。硬件設計和軟件設（shè）計本來就是魚和熊掌的關係，兩者不可兼（jiān）得。方便了硬件設計，很可能給寫軟件帶來很大的麻煩。反過來說，方便了軟件設計，硬件設（shè）計也會相當的（de）麻煩。如果（guǒ）硬件設計和軟件設計同時方便了，那隻有兩種可能，一是（shì）這個（gè）設計方（fāng）案非常簡單，二是設計師已經達到了一個（gè）非常高的（de）境界。我們不考慮那麽多情況，單純從常用的實際應用的角度來看問題。
或許有人不甘心，“那些東西我花了很長時間學（xué）習的，也用的好好的，怎麽能說一句不用（yòng）就不用?”雖然有點殘忍，但是我還（hái）是想說“兄弟，接受現實吧，現實是殘酷的……”
不過，人區別於低等動物的差別，是人會（huì）創造，在碰到（dào）困難的時候會想辦法解（jiě）決，於是我們開始了沉思……
*後我們引入初中（zhōng）數學學的“映射”的概念來解決問題。基本思想就是，將繼電保護測試儀（yí）不同端口的按鍵映射到相同端口上麵。
這樣按鍵（jiàn）掃描程序就分成3個層次了。
1)*底層（céng）的是硬件層，完成端口掃描，20ms延時消抖，將端口的數據映射到一個KEY_DAT寄存器上麵（miàn），KEY_DAT作為對上層驅動層的一個接口。
2)中間的（de）一層是驅動層，驅動層隻對KEY_DAT寄存（cún）器的數值進行操作。簡單點說（shuō），我們無論底層的硬件是怎麽接（jiē）線的，在（zài）驅動層都不需要關心，隻需（xū）要關心KEY_DAT這個寄存器的數值是什麽就可以了。這樣（yàng）出來（lái）的間接效果就是“屏蔽（bì）了底層硬件的差異”，所以驅動層寫的程序就可（kě）以通用了。
驅動層的另外一個功能是為了上層提供消（xiāo）息接口。我們用了類似window程（chéng）序的消息的概念。這裏可以提（tí）供一些按鍵消息，例如：按下消息，鬆開消息，長按鍵消息，長按鍵的時候的步進消息，等（děng）等。
3)應用層。這裏就是（shì）根據項目的不同分別寫按鍵功能程序（xù），屬於（yú）*上層的程序。它使用的是驅動層提供的消息接口。在應用層（céng）寫程序的思（sī）想（xiǎng）就是（shì），我不（bú）管下層是怎麽工（gōng）作的，我隻關心按（àn）鍵消息。有按鍵消息來的時候我就執行功能，沒有消息來的時候，我就什（shí）麽也不做（zuò）。
下麵用一個簡單的常用的例（lì）子，說明我們這個（gè）設計思想的用法。
秒表（biǎo）調整時間的時候，要求按著某個按鍵不放，時間能連（lián）續的向上（shàng）增加。這個（gè）東（dōng）西很實用，實際的家電中（zhōng）用途很廣泛。
在看下麵（miàn）的東西之前，大家可以想一下，這東西難嗎?相信大家都（dōu）會很響亮的回答，“不難!!”，然而（ér）我再問：“這東西麻煩（fán）嗎?”我相信很多人肯（kěn）定會說“很麻煩!!”這不禁讓我想起開始（shǐ）學單（dān）片機的時候寫這種按鍵的那程序，亂七八糟（zāo）的結構。如果不（bú）相信的話，可以自己（jǐ）用51寫（xiě）一下哦，那樣就更加能體會（huì）本文說的分層結構的優越性。