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如何自己編寫Arduino支援的C++類庫

阿新 • • 發佈：2019-02-09

我們在上一講中實現了一個TN901紅外溫度感測器51程式到Arduino程式的轉換，如果程式碼越來越多這樣程式的可維護性會隨之降低，也不適合團度開發。我們應該把常用的檔案封裝成C++庫，這樣在複用的時候就會方便很多。
    首先讓我們來看下官方的C++類庫是怎樣的結構，以官方的LCD類庫為例，如下圖所示：

未命名.jpg


上面的檔案大體是這樣的結構：

檔名 檔案型別 檔案說明
keywords.txt keywords.txt Arduino庫色標檔案
LiquidCrystal.h .h C++標頭檔案
LiquidCrystal.cpp .cpp C++程式檔案



以下幾種檔案的作用如下：

.h 標頭檔案：標頭檔案作為一種包含功能函式、資料介面宣告的載體檔案，用於儲存程式的宣告(declaration)，而定義檔案用於儲存程式的實現 (implementation)。

.cpp 檔案：C++程式原始檔主要的邏輯寫在這裡。

keywords.txt 檔案：用來定義庫在程式中顯示關鍵字的顏色。

下面讓我們來做個實際的例子將我們昨天寫的程式改造成C++類庫 可以點選這裡

TH901.rar (992 Bytes, 下載次數: 174)

2012-9-12 16:58 上傳 點選檔名下載附件

下載上一講中的程式

首先我們來嘗試下標頭檔案的編寫 有關巨集定義的具體用法可以參見5樓zcbzjx的詳細說明：）

ARDUINO 程式碼複製列印
  1. #ifndef TH901_H  //根據條件進行編譯
  2. #define TH901_H
  3. //我們在這中間新增程式
  4. #endif            //條件編譯結束
  1. #ifndef TH901_H  //根據條件進行編譯
  2. #define TH901_H
  3. //我們在這中間新增程式
  4. #endif            //條件編譯結束



我們在這中間新增程式主體的程式碼部分，首先來新增程式的標頭檔案，需要引用什麼都可以加進來

ARDUINO 程式碼複製列印
  1. #include <inttypes.h> //引用相關的標頭檔案
  1. #include <inttypes.h> //引用相關的標頭檔案



之後我們可以預定義一些需要的常量，這樣維護起來比較方便，如果常量值改變只要統一修改這裡就好

ARDUINO 程式碼複製列印
  1. #define TN901_OTADDRESS 0x4c
  2. #define TN901_ETADDRESS 0x66
  3. #define TN901_ENDADDRESS 0x0d
  1. #define TN901_OTADDRESS 0x4c
  2. #define TN901_ETADDRESS 0x66
  3. #define TN901_ENDADDRESS 0x0d



接下來我們來定義變數和宣告程式的方法，需要外部呼叫和訪問的就宣告成public,不需要外部訪問的就宣告為private

ARDUINO 程式碼複製列印
  1. class TN901     //定義類主體及類名
  2. {
  3.   public:  //以下定義為公共方法
  4.     short ET;   //環境溫度輸出
  5.     short OT;   //目標溫度輸出
  6.     void Init(int TN_Data,int TN_Clk,int TN_ACK); //程式初始化
  7.     void Read();  //讀取方法
  8.     void ReadData(char flag); //讀取指定地址的資料
  9.     int  GetData(); //獲取資料
  10.   private:  //以下定義為私有方法
  11.     int _dataPin;  //資料引腳
  12.     int _clkPin;   //時鐘引腳
  13.     int _ackPin;   //反饋引腳
  14.     unsigned char  Data[5];  //資料陣列
  15. };
  1. class TN901     //定義類主體及類名
  2. {
  3.   public:  //以下定義為公共方法
  4.     short ET;   //環境溫度輸出
  5.     short OT;   //目標溫度輸出
  6.     void Init(int TN_Data,int TN_Clk,int TN_ACK); //程式初始化
  7.     void Read();  //讀取方法
  8.     void ReadData(char flag); //讀取指定地址的資料
  9.     int  GetData(); //獲取資料
  10.   private:  //以下定義為私有方法
  11.     int _dataPin;  //資料引腳
  12.     int _clkPin;   //時鐘引腳
  13.     int _ackPin;   //反饋引腳
  14.     unsigned char  Data[5];  //資料陣列
  15. };



這樣我們一個頭檔案就寫好了

ARDUINO 程式碼複製列印
  1. /**
  2.  * TN901 Library
  3.  * 說明: 臺灣燃太紅外TN901感測器庫
  4.  * 作者: 水樂天
  5.  * Email: [email][email protected][/email]
  6.  */
  7. #ifndef TH901_H  
  8. #define TH901_H
  9. #include <inttypes.h> //引用相關的標頭檔案
  10. #define TN901_OTADDRESS 0x4c
  11. #define TN901_ETADDRESS 0x66
  12. #define TN901_ENDADDRESS 0x0d
  13. class TN901     //定義類主體及類名
  14. {
  15.   public:  //以下定義為公共方法
  16.     short ET;   //環境溫度輸出
  17.     short OT;   //目標溫度輸出
  18.     void Init(int TN_Data,int TN_Clk,int TN_ACK); //程式初始化
  19.     void Read();  //讀取方法
  20.     void ReadData(char flag); //讀取資料
  21.     int  GetData(); //獲取資料
  22.   private:  //以下定義為私有方法
  23.     int _dataPin;  //資料引腳
  24.     int _clkPin;   //時鐘引腳
  25.     int _ackPin;   //反饋引腳
  26.     unsigned char  Data[5];  //資料陣列
  27. };
  28. #endif            //程式結束
  1. /**
  2.  * TN901 Library
  3.  * 說明: 臺灣燃太紅外TN901感測器庫
  4.  * 作者: 水樂天
  5.  * Email: [email][email protected][/email]
  6.  */
  7. #ifndef TH901_H  
  8. #define TH901_H
  9. #include <inttypes.h> //引用相關的標頭檔案
  10. #define TN901_OTADDRESS 0x4c
  11. #define TN901_ETADDRESS 0x66
  12. #define TN901_ENDADDRESS 0x0d
  13. class TN901     //定義類主體及類名
  14. {
  15.   public:  //以下定義為公共方法
  16.     short ET;   //環境溫度輸出
  17.     short OT;   //目標溫度輸出
  18.     void Init(int TN_Data,int TN_Clk,int TN_ACK); //程式初始化
  19.     void Read();  //讀取方法
  20.     void ReadData(char flag); //讀取資料
  21.     int  GetData(); //獲取資料
  22.   private:  //以下定義為私有方法
  23.     int _dataPin;  //資料引腳
  24.     int _clkPin;   //時鐘引腳
  25.     int _ackPin;   //反饋引腳
  26.     unsigned char  Data[5];  //資料陣列
  27. };
  28. #endif            //程式結束



接下來我們來書寫程式的主體，就是CPP檔案。首先我們引用已經寫好的程式標頭檔案

ARDUINO 程式碼複製列印
  1. #include "TN901.h"
  1. #include "TN901.h"



之後我們引用一些需要的庫檔案，需要哪些可以參見標準C++的庫檔案說明

ARDUINO 程式碼複製列印
  1. #include "TN901.h"
  2. #include <stdio.h>
  3. #include <string.h>
  4. #include <inttypes.h>
  5. #include "Arduino.h"
  1. #include "TN901.h"
  2. #include <stdio.h>
  3. #include <string.h>
  4. #include <inttypes.h>
  5. #include "Arduino.h"



然後我們逐一實現在標頭檔案中定義的方法，注意型別要與定義型別相對應。所有的方法都要屬於你定義的類名，格式如下

ARDUINO 程式碼複製列印
  1. 類名::方法名
  1. 類名::方法名




另外i啊我們要為程式的封裝考慮程式應有的結構，總之是怎樣使你的庫使用起來最方便，在一般的邏輯中儘量減少呼叫的次數。我們可以把程式的邏輯分割為幾個部分來書寫。如：

ARDUINO 程式碼複製列印
  1. 1.初 始 化
  2. 2.實現功能
  3. 3.顯示資料
  1. 1.初 始 化
  2. 2.實現功能
  3. 3.顯示資料



當然這個邏輯以具體的程式為準。

我們來嘗試寫第一個初始化的方法，這樣我們可以自己定義程式的埠。

ARDUINO 程式碼複製列印
  1. //初始化TN901感測器
  2. void TN901::Init(int TN_Data,int TN_Clk,int TN_ACK)
  3. {
  4.   //定義私有埠
  5.   _dataPin=TN_Data;
  6.   _clkPin=TN_Clk;
  7.   _ackPin=TN_ACK;
  8.   pinMode(_clkPin, INPUT);
  9.   pinMode(_ackPin, OUTPUT);
  10.   digitalWrite(_ackPin,HIGH);
  11. }
  1. //初始化TN901感測器
  2. void TN901::Init(int TN_Data,int TN_Clk,int TN_ACK)
  3. {
  4.   //定義私有埠
  5.   _dataPin=TN_Data;
  6.   _clkPin=TN_Clk;
  7.   _ackPin=TN_ACK;
  8.   pinMode(_clkPin, INPUT);
  9.   pinMode(_ackPin, OUTPUT);
  10.   digitalWrite(_ackPin,HIGH);
  11. }



然後我們書寫程式的主要邏輯部分

ARDUINO 程式碼複製列印
  1. //讀取資料
  2. void TN901::Read()
  3. {
  4.   digitalWrite(_ackPin,LOW);
  5.   ReadData(TN901_OTADDRESS);//目標溫度的第一個位元組為0x4c   
  6.   if((Data[0]==TN901_OTADDRESS)&&
  7.      (Data[4]==TN901_ENDADDRESS))//每幀的最後一個位元組為0x0d   
  8.   {   
  9.     GetData_OT();  
  10.   }
  11.   delay(1); //等待1毫秒
  12.   digitalWrite(_ackPin,LOW);
  13.   ReadData(TN901_ETADDRESS);//環境溫度的第一個位元組為0x66      
  14.   if((Data[0]==TN901_ETADDRESS)&&
  15.      (Data[4]==TN901_ENDADDRESS))//每幀的最後一個位元組為0x0d   
  16.   {   
  17.     GetData_ET();
  18.   }
  19. }
  1. //讀取資料
  2. void TN901::Read()
  3. {
  4.   digitalWrite(_ackPin,LOW);
  5.   ReadData(TN901_OTADDRESS);//目標溫度的第一個位元組為0x4c   
  6.   if((Data[0]==TN901_OTADDRESS)&&
  7.      (Data[4]==TN901_ENDADDRESS))//每幀的最後一個位元組為0x0d   
  8.   {   
  9.     GetData_OT();  
  10.   }
  11.   delay(1); //等待1毫秒
  12.   digitalWrite(_ackPin,LOW);
  13.   ReadData(TN901_ETADDRESS);//環境溫度的第一個位元組為0x66      

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    剛貼了自己一篇文章，在：http://blog.chinaunix.net/space.php?uid=25414438&do=blog&id=131043 再貼到論壇這裡，分享給大家。 -----------------------------------

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    摘要：本文是翻譯文章，主要介紹了執行時過載C++類庫的技術，包括了Linux上的庫動態載入介面、C++類庫的動態載入技術點及實現、自動載入技術等。最後給出了兩個應用案例及相關的原始碼。 關鍵字：動態載入，C++類，Linux 原文連結：http://porky.lin

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