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微控制器軟體開發

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基於構件的微控制器軟體開發
2.1標準構件的生成
標準構件包括構件類和構件例項。構件例項是軟體中具體的可重用的部件,包括文件、資料和程式程式碼;構件類則是同一類構件例項的抽象,用於生成構件例項。在應用軟體的開發中,先用構件類產生構件,再通過構件的組裝和控制來構造應用軟體。通常情況下,構件是與某些引數相關的,因此相應構件類中也要帶有引數,這樣的構件類稱為構件類屬或含參構件類。引入含參構件類,是考慮到構件類作為模板時的通用性。因為含參構件類是通過替換構件類中的引數來生成構件例項的。構件類的說明元素包括構件類名、引數表(可以為空)、構件類所屬構件庫名、操作介面表、關係表和屬性表。程式所用的構件類可以採用以下幾種方式提供:
1,對於和硬體操作密切相關的構件類,可以由硬體廠商針對自己的硬體產品編寫適合於常用微控制器系列的構件類。
2.對於常用的演算法、函式等純軟體的構件類,可以由微控制器開發系統的製造商編寫。
3.對於某些專用的特殊構件類,可以由使用者自己用匯編語言編寫,並在標準的說明元素表中填寫引數等輔助項,也可以用基礎構件組合。
對同一系列的微控制器而言,這些構件類都必須遵循。統一的標準。具有連線關係的構件,其輸入和輸出資料的格式應當保持一致。構件類應儘量做到通用,在建立過程中應減少假設(對周圍環境和自身特性的假設前提)的影響,避免不匹配的情況發生。各構件類在邏輯上應相對獨立,構件間的資訊交流應儘量簡單。自己編寫構件類時,其組合語言程式段應儘量簡潔,但不宜太短。
構件類可以通過1個生成器產生構件例項,而這種生成的方式可以根據實際應用的需要分為變數型別和變數說明、巨集替換和預處理、檔案描述、函式生成、規則表示式等5種情況。
2.2利用構件組合自動生成微控制器應用程式
通常的程式設計方法有自頂向下開發和自底向上開發2種。自頂向下是先開發主程式,用功能結點代替子程式,再設計相應的子程式:自底向上是先開發子程式,再利用子程式來開發主程式。這2種方法各有優缺點。自頂向下注重程式的線索,符合日常的思維習慣,程式的結構清晰、不易出錯,但適應演變的能力差,軟硬體結合效果不好,也不能充分利用現有軟體;自底向上注重模組思想,在軟硬體結合和利用現成軟體方面具有優勢,但組合出的主程式結構不清晰,查錯較困難。現在在開發過程中引入了構件的思想,就可以將上面2種開發方法的優勢結合起來,即自頂向下規劃,自底向上設計。在開發過程中,先用自頂向下的方法構造出主程式框架,再根據功能結點的要求,利用相應的構件類製造和組合成結點所需的構件例項,最後將這些構件例項安裝到對應的結點位置上,拼接成所需的應用程式。如果需求變化,改變框架結構和構件組合即可,不需要修改構件類;對某類構件進行優化時,由於介面關係不變,也不需要修改程式其它部分:由於構件必須標準化,且與硬體密切結合,就解決了現有軟體的重用和軟硬體結合的問題。構件在製作過程中經過反覆測試,這樣開發者就可以集中精力對主程式進行設計、測試和維護,減輕了負擔。
綜上所述,由於微控制器應用軟體也可以通過構件的組裝和控制來生成,所以可以研製一種新的開發工具,不採用匯編語言程式設計,而採用構件預製和組合的方式直接牛成微控制器應用程式的機器碼。這樣的開發工具採用圖形使用者介面,使用者可以選擇所需的構件類,在其說明元素表中定義要生成的構件例項的屬性,例如輸入引數和輸出結果的存放地址、資料的怡式、構件操作的選項等。