Kl25-ch05(構(gòu)件化開發(fā)方法與底層驅(qū)動構(gòu)件封裝規(guī)范)

1、第第5章章 構(gòu)件化開發(fā)方法與底層驅(qū)動構(gòu)構(gòu)件化開發(fā)方法與底層驅(qū)動構(gòu)件封裝規(guī)范件封裝規(guī)范主要內(nèi)容：主要內(nèi)容：5.1 5.1 嵌入式硬件構(gòu)件與底層軟件構(gòu)件嵌入式硬件構(gòu)件與底層軟件構(gòu)件5.2 5.2 基于硬件構(gòu)件的嵌入式系統(tǒng)硬件電路設(shè)計基于硬件構(gòu)件的嵌入式系統(tǒng)硬件電路設(shè)計5.3 5.3 基于硬件構(gòu)件的嵌入式底層軟件構(gòu)件的編程方法基于硬件構(gòu)件的嵌入式底層軟件構(gòu)件的編程方法5.4 5.4 底層驅(qū)動構(gòu)件封裝規(guī)范底層驅(qū)動構(gòu)件封裝規(guī)范5.5 5.5 本章小結(jié)本章小結(jié)5.1 嵌入式硬件構(gòu)件與底層軟件構(gòu)件嵌入式硬件構(gòu)件與底層軟件構(gòu)件 軟件產(chǎn)業(yè)的發(fā)展借鑒了機械、建筑等傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)先生產(chǎn)符軟件產(chǎn)業(yè)的發(fā)展借鑒了機械、建筑等傳

2、統(tǒng)產(chǎn)業(yè)先生產(chǎn)符合標(biāo)準(zhǔn)的構(gòu)件（零部件），然后將標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件按照規(guī)則組裝合標(biāo)準(zhǔn)的構(gòu)件（零部件），然后將標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件按照規(guī)則組裝成實際產(chǎn)品的模式。而成實際產(chǎn)品的模式。而隨著微控制器及應(yīng)用處理器內(nèi)部隨著微控制器及應(yīng)用處理器內(nèi)部RAM及及Flash存儲器容量的增大，以及外部模塊內(nèi)置化程存儲器容量的增大，以及外部模塊內(nèi)置化程度的提高，嵌入式系統(tǒng)的設(shè)計復(fù)雜性、設(shè)計規(guī)模及開發(fā)手度的提高，嵌入式系統(tǒng)的設(shè)計復(fù)雜性、設(shè)計規(guī)模及開發(fā)手段已經(jīng)發(fā)生了根本變化。為此希望提高軟硬件設(shè)計可重用段已經(jīng)發(fā)生了根本變化。為此希望提高軟硬件設(shè)計可重用性與可移植性，構(gòu)件的制作與應(yīng)用是重用與移植的基礎(chǔ)與性與可移植性，構(gòu)件的制作與應(yīng)用是重用與移植的

3、基礎(chǔ)與保障。保障。5.1.1 嵌入式硬件構(gòu)件的概念嵌入式硬件構(gòu)件的概念 要提高硬件設(shè)計可重用性與可移植性，就必須有工程師要提高硬件設(shè)計可重用性與可移植性，就必須有工程師們共同遵守的硬件設(shè)計規(guī)范。設(shè)計人員若憑借個人工作經(jīng)驗們共同遵守的硬件設(shè)計規(guī)范。設(shè)計人員若憑借個人工作經(jīng)驗和習(xí)慣的積累進(jìn)行系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計，往往每次都需從零和習(xí)慣的積累進(jìn)行系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計，往往每次都需從零開始，若在已有類似原理圖上修改又很麻煩，容易出錯。因開始，若在已有類似原理圖上修改又很麻煩，容易出錯。因此把構(gòu)件的思想引入到硬件原理圖設(shè)計中。此把構(gòu)件的思想引入到硬件原理圖設(shè)計中。 嵌入式硬件構(gòu)件嵌入式硬件構(gòu)件是指將一個或多

4、個硬件功能模塊、支撐是指將一個或多個硬件功能模塊、支撐電路及其功能描述封裝成一個可重用的硬件實體，并提供一電路及其功能描述封裝成一個可重用的硬件實體，并提供一系列規(guī)范的輸入系列規(guī)范的輸入/輸出接口。輸出接口。 據(jù)接口之間的生產(chǎn)消費關(guān)系，接口可分為提供接口和需據(jù)接口之間的生產(chǎn)消費關(guān)系，接口可分為提供接口和需求接口兩類。根據(jù)所擁有接口類型的不同，硬件構(gòu)件分為求接口兩類。根據(jù)所擁有接口類型的不同，硬件構(gòu)件分為核核心構(gòu)件心構(gòu)件、中間構(gòu)件中間構(gòu)件和和終端構(gòu)件終端構(gòu)件三種類型。三種類型。5.1.2 嵌入式底層驅(qū)動構(gòu)件的概念嵌入式底層驅(qū)動構(gòu)件的概念 構(gòu)件構(gòu)件（Component）是可重用的實體，它包含了合乎

5、）是可重用的實體，它包含了合乎規(guī)范的接口和功能實現(xiàn)，能夠被獨立部署和被第三方組裝規(guī)范的接口和功能實現(xiàn)，能夠被獨立部署和被第三方組裝 。 軟件構(gòu)件軟件構(gòu)件（Software Component）是指，在軟件系統(tǒng)）是指，在軟件系統(tǒng)中具有相對獨立功能、可以明確辨識構(gòu)件實體。中具有相對獨立功能、可以明確辨識構(gòu)件實體。 嵌入式軟件構(gòu)件嵌入式軟件構(gòu)件（Embedded Software Component）是實現(xiàn)一定嵌入式系統(tǒng)功能的一組封裝的、規(guī)范的、可重）是實現(xiàn)一定嵌入式系統(tǒng)功能的一組封裝的、規(guī)范的、可重用的、具有嵌入特性的軟件構(gòu)件單元，是組織嵌入式系統(tǒng)功用的、具有嵌入特性的軟件構(gòu)件單元，是組織嵌入式系

6、統(tǒng)功能的基本單位。能的基本單位。 嵌入式軟件分為嵌入式軟件分為高層軟件構(gòu)件高層軟件構(gòu)件和和底層軟件構(gòu)件底層軟件構(gòu)件（底層驅(qū)（底層驅(qū)動構(gòu)件）。高層軟件構(gòu)件與硬件無關(guān)，而底層驅(qū)動構(gòu)件與硬動構(gòu)件）。高層軟件構(gòu)件與硬件無關(guān)，而底層驅(qū)動構(gòu)件與硬件密不可分，是硬件驅(qū)動程序的構(gòu)件化封裝。件密不可分，是硬件驅(qū)動程序的構(gòu)件化封裝。5.2 基于硬件構(gòu)件的嵌入式系統(tǒng)硬件電基于硬件構(gòu)件的嵌入式系統(tǒng)硬件電路設(shè)計路設(shè)計5.2.1 設(shè)計時需要考慮的基本問題設(shè)計時需要考慮的基本問題 1MCU的選擇的選擇 選擇選擇MCU時要考慮時要考慮MCU所能夠完成的功能、所能夠完成的功能、MCU的價的價格、功耗、供電電壓、格、功耗、供電電

7、壓、I/O口電平、管腳數(shù)目以及口電平、管腳數(shù)目以及MCU的封的封裝等因素。裝等因素。 2電源電源 （1）考慮系統(tǒng)對電源的需求，例如系統(tǒng)需要幾種電）考慮系統(tǒng)對電源的需求，例如系統(tǒng)需要幾種電估計各需要多少功率或最大電流（估計各需要多少功率或最大電流（mA）。）。 （2）考慮芯片與器件對電源波動性的需求。一般允許）考慮芯片與器件對電源波動性的需求。一般允許電源波動幅度在電源波動幅度在5%以內(nèi)。對于以內(nèi)。對于A/D轉(zhuǎn)換芯片的參考電壓一轉(zhuǎn)換芯片的參考電壓一般要求般要求1%以內(nèi)。以內(nèi)。 （3）考慮工作電源是使用電源模塊還是使用電源電路）考慮工作電源是使用電源模塊還是使用電源電路。 3普通普通I/O口口 （

8、1）上拉、下拉電阻：考慮用內(nèi)部或者外部上）上拉、下拉電阻：考慮用內(nèi)部或者外部上/下拉電下拉電阻。阻。 （2）開關(guān)量輸入：一定要保證高低電壓分明。）開關(guān)量輸入：一定要保證高低電壓分明。 （3）開關(guān)量輸出：基本原則是保證輸出高電平接近電）開關(guān)量輸出：基本原則是保證輸出高電平接近電源電壓，低電平接近地電平。源電壓，低電平接近地電平。 4A/D電路與電路與D/A電路電路 （1）A/D電路：要清楚前端采樣基本原理，對電阻型、電路：要清楚前端采樣基本原理，對電阻型、電流型和電壓型傳感器采用不同的采集電路。如果采集的電流型和電壓型傳感器采用不同的采集電路。如果采集的信號微弱，還要考慮如何進(jìn)行信號放大。信號微

9、弱，還要考慮如何進(jìn)行信號放大。 （2）D/A電路：考慮電路：考慮MCU的引腳通過何種輸出電路控的引腳通過何種輸出電路控制實際對象。制實際對象。 5控制電路控制電路 對外控制電路要注意設(shè)計的冗余與反測，要有合適的信對外控制電路要注意設(shè)計的冗余與反測，要有合適的信號隔離措施等。在評估設(shè)計的布板時，一定要在構(gòu)件的輸號隔離措施等。在評估設(shè)計的布板時，一定要在構(gòu)件的輸入輸出端引出檢測孔，以方便排查錯誤時測量。入輸出端引出檢測孔，以方便排查錯誤時測量。 6考慮低功耗考慮低功耗 低功耗設(shè)計并不僅僅是為了省電，更多的好處在于降低低功耗設(shè)計并不僅僅是為了省電，更多的好處在于降低了電源模塊及散熱系統(tǒng)的成本。要做到

10、低功耗一般需要注意了電源模塊及散熱系統(tǒng)的成本。要做到低功耗一般需要注意以下幾點：以下幾點： （1）并不是所有的總線信號都要上拉。）并不是所有的總線信號都要上拉。 （2）不用的）不用的I/O口不要懸空，如果懸空的話，受外界的口不要懸空，如果懸空的話，受外界的一點點干擾就可能成為反復(fù)振蕩的輸入信號，而一點點干擾就可能成為反復(fù)振蕩的輸入信號，而MOS器件的器件的功耗基本取決于門電路的翻轉(zhuǎn)次數(shù)。功耗基本取決于門電路的翻轉(zhuǎn)次數(shù)。 （3）對一些外圍小芯片的功耗也需要考慮。）對一些外圍小芯片的功耗也需要考慮。 7考慮低成本考慮低成本 （1）正確選擇電阻值與電容值。）正確選擇電阻值與電容值。 （2）指示燈的選

11、擇。）指示燈的選擇。 （3）不要什么都選最好的。）不要什么都選最好的。5.2.2 硬件構(gòu)件化電路原理圖繪制的簡明規(guī)則硬件構(gòu)件化電路原理圖繪制的簡明規(guī)則 1硬件構(gòu)件設(shè)計的通用規(guī)則硬件構(gòu)件設(shè)計的通用規(guī)則 （1）元器件命名格式：對于核心構(gòu)件，其元器件直接）元器件命名格式：對于核心構(gòu)件，其元器件直接編號命名，同種類型的元件命名時冠以相同的字母前綴。編號命名，同種類型的元件命名時冠以相同的字母前綴。對于中間構(gòu)件和終端構(gòu)件，其元器件命名格式采用對于中間構(gòu)件和終端構(gòu)件，其元器件命名格式采用“構(gòu)件名構(gòu)件名-標(biāo)志字符標(biāo)志字符?”。當(dāng)構(gòu)件原理圖應(yīng)用到具體系統(tǒng)中時，可借助。當(dāng)構(gòu)件原理圖應(yīng)用到具體系統(tǒng)中時，可借助原理

12、圖編輯軟件為其自動編號。原理圖編輯軟件為其自動編號。 （2）為硬件構(gòu)件添加詳細(xì)的文字描述，包括中文名稱）為硬件構(gòu)件添加詳細(xì)的文字描述，包括中文名稱、英文名稱、功能描述、接口描述、注意事項等，以增強原、英文名稱、功能描述、接口描述、注意事項等，以增強原理圖的可讀性。理圖的可讀性。 （3）將前兩步產(chǎn)生的內(nèi)容封裝在一個虛線框內(nèi)，組成）將前兩步產(chǎn)生的內(nèi)容封裝在一個虛線框內(nèi)，組成硬件構(gòu)件的內(nèi)部實體。硬件構(gòu)件的內(nèi)部實體。 （4）為該硬件構(gòu)件添加與其他構(gòu)件交互的輸入）為該硬件構(gòu)件添加與其他構(gòu)件交互的輸入/輸出接輸出接口標(biāo)識。接口標(biāo)識有兩種：接口注釋和接口網(wǎng)標(biāo)?？跇?biāo)識。接口標(biāo)識有兩種：接口注釋和接口網(wǎng)標(biāo)。 2

13、核心構(gòu)件設(shè)計規(guī)則核心構(gòu)件設(shè)計規(guī)則 設(shè)計核心構(gòu)件時，需考慮的問題是：設(shè)計核心構(gòu)件時，需考慮的問題是：“核心構(gòu)件能為其核心構(gòu)件能為其他構(gòu)件提供哪些信號？他構(gòu)件提供哪些信號？”。 核心構(gòu)件其實就是某型號核心構(gòu)件其實就是某型號MCU的最小系統(tǒng)。的最小系統(tǒng)。 核心構(gòu)件設(shè)計的目標(biāo)是：凡是使用該核心構(gòu)件設(shè)計的目標(biāo)是：凡是使用該MCU進(jìn)行硬件系進(jìn)行硬件系統(tǒng)設(shè)計時，核心構(gòu)件可以直接統(tǒng)設(shè)計時，核心構(gòu)件可以直接“組裝組裝”到系統(tǒng)中，無須任何到系統(tǒng)中，無須任何改動。為了實現(xiàn)這一目標(biāo)，在設(shè)計核心構(gòu)件的實體時必須考改動。為了實現(xiàn)這一目標(biāo)，在設(shè)計核心構(gòu)件的實體時必須考慮細(xì)致、周全，包括穩(wěn)定性、擴展性等，封裝要完整。慮細(xì)致、

14、周全，包括穩(wěn)定性、擴展性等，封裝要完整。 在進(jìn)行接口設(shè)計時，需將所有可能使用到的引腳都標(biāo)注在進(jìn)行接口設(shè)計時，需將所有可能使用到的引腳都標(biāo)注上接口網(wǎng)標(biāo)（不要考慮：核心構(gòu)件將會用到怎樣的系統(tǒng)中上接口網(wǎng)標(biāo)（不要考慮：核心構(gòu)件將會用到怎樣的系統(tǒng)中去）。若同一引腳具有不同功能，則接口網(wǎng)標(biāo)依據(jù)第一功能去）。若同一引腳具有不同功能，則接口網(wǎng)標(biāo)依據(jù)第一功能選項命名。選項命名。 遵循上述規(guī)則設(shè)計核心構(gòu)件的好處是：當(dāng)使用核心構(gòu)件遵循上述規(guī)則設(shè)計核心構(gòu)件的好處是：當(dāng)使用核心構(gòu)件和其他構(gòu)件一起組裝系統(tǒng)時，只要考慮其他構(gòu)件將要連接到和其他構(gòu)件一起組裝系統(tǒng)時，只要考慮其他構(gòu)件將要連接到核心構(gòu)件的哪個接口（不是考慮：核心構(gòu)

15、件將要連接到其他核心構(gòu)件的哪個接口（不是考慮：核心構(gòu)件將要連接到其他構(gòu)件的哪個接口），這也符合設(shè)計人員的思維習(xí)慣。構(gòu)件的哪個接口），這也符合設(shè)計人員的思維習(xí)慣。 3中間構(gòu)件設(shè)計規(guī)則中間構(gòu)件設(shè)計規(guī)則 設(shè)計中間構(gòu)件時，需考慮的問題是：設(shè)計中間構(gòu)件時，需考慮的問題是：“中間構(gòu)件需要接中間構(gòu)件需要接受哪些信號，以及提供哪些信號？受哪些信號，以及提供哪些信號？”。 中間構(gòu)件是核心構(gòu)件與終端構(gòu)件之間通信的橋梁。中間構(gòu)件是核心構(gòu)件與終端構(gòu)件之間通信的橋梁。 一個中間構(gòu)件應(yīng)具有明確的且相對獨立的功能，它既要一個中間構(gòu)件應(yīng)具有明確的且相對獨立的功能，它既要有接受其他構(gòu)件提供的服務(wù)的接口，即需求接口，又要有為有接

16、受其他構(gòu)件提供的服務(wù)的接口，即需求接口，又要有為其他構(gòu)件提供服務(wù)的接口，即提供接口。描述需求接口采用其他構(gòu)件提供服務(wù)的接口，即提供接口。描述需求接口采用接口注釋，描述提供接口采用接口網(wǎng)標(biāo)。接口注釋，描述提供接口采用接口網(wǎng)標(biāo)。 為直觀起見，設(shè)計中間構(gòu)件時，將構(gòu)件的需求接口放置為直觀起見，設(shè)計中間構(gòu)件時，將構(gòu)件的需求接口放置在構(gòu)件實體的左側(cè)，提供接口放置在右側(cè)。在構(gòu)件實體的左側(cè)，提供接口放置在右側(cè)。 電源控制構(gòu)件、可變頻率產(chǎn)生構(gòu)件是常用的中間構(gòu)件。電源控制構(gòu)件、可變頻率產(chǎn)生構(gòu)件是常用的中間構(gòu)件。 4終端構(gòu)件設(shè)計規(guī)則終端構(gòu)件設(shè)計規(guī)則 設(shè)計終端構(gòu)件時，需考慮的問題是：設(shè)計終端構(gòu)件時，需考慮的問題是：“

17、終端構(gòu)件需要什終端構(gòu)件需要什么信號才能工作？么信號才能工作？”。 終端構(gòu)件是嵌入式系統(tǒng)中最常見的構(gòu)件。終端構(gòu)件是嵌入式系統(tǒng)中最常見的構(gòu)件。 終端構(gòu)件沒有提供接口，它僅有與上一級構(gòu)件交付的需終端構(gòu)件沒有提供接口，它僅有與上一級構(gòu)件交付的需求接口，因而接口標(biāo)識均為斜體標(biāo)注的接口注釋。求接口，因而接口標(biāo)識均為斜體標(biāo)注的接口注釋。LCD（YM1602C）構(gòu)件、）構(gòu)件、LED構(gòu)件、指示燈構(gòu)件以及鍵盤構(gòu)件構(gòu)件、指示燈構(gòu)件以及鍵盤構(gòu)件等都是典型的終端構(gòu)件。等都是典型的終端構(gòu)件。 5使用硬件構(gòu)件組裝系統(tǒng)的方法使用硬件構(gòu)件組裝系統(tǒng)的方法 對于核心構(gòu)件，在應(yīng)用到具體的系統(tǒng)中時，不必作任何對于核心構(gòu)件，在應(yīng)用到具體

18、的系統(tǒng)中時，不必作任何改動。具有相同改動。具有相同MCU的應(yīng)用系統(tǒng)，其核心構(gòu)件完全相同。對的應(yīng)用系統(tǒng)，其核心構(gòu)件完全相同。對于中間構(gòu)件和終端構(gòu)件，在應(yīng)用到具體的系統(tǒng)中時，僅需為于中間構(gòu)件和終端構(gòu)件，在應(yīng)用到具體的系統(tǒng)中時，僅需為需求接口添加接口網(wǎng)標(biāo)，在不同的系統(tǒng)中，接口網(wǎng)標(biāo)名稱不需求接口添加接口網(wǎng)標(biāo)，在不同的系統(tǒng)中，接口網(wǎng)標(biāo)名稱不同，但構(gòu)件實體內(nèi)部完全相同。同，但構(gòu)件實體內(nèi)部完全相同。使用硬件構(gòu)件化思想設(shè)計嵌入式硬件系統(tǒng)的過程與步驟是：使用硬件構(gòu)件化思想設(shè)計嵌入式硬件系統(tǒng)的過程與步驟是：（1）根據(jù)系統(tǒng)的功能劃分出若干個硬件構(gòu)件。）根據(jù)系統(tǒng)的功能劃分出若干個硬件構(gòu)件。（2）將所有硬件構(gòu)件原理圖）

19、將所有硬件構(gòu)件原理圖“組裝組裝”在一起。在一起。（3）為中間構(gòu)件和終端構(gòu)件添加接口網(wǎng)標(biāo)。）為中間構(gòu)件和終端構(gòu)件添加接口網(wǎng)標(biāo)。5.2.3 實驗實驗PCB板設(shè)計的簡明規(guī)則板設(shè)計的簡明規(guī)則 印刷電路板（印刷電路板（Printed-Circuit Board，PCB）是由環(huán)氧）是由環(huán)氧樹脂粘合而成的鍍了銅的玻璃纖維板。蝕刻掉部分鍍銅，只樹脂粘合而成的鍍了銅的玻璃纖維板。蝕刻掉部分鍍銅，只留下以構(gòu)成電路互連通路的銅層走線。留下以構(gòu)成電路互連通路的銅層走線。 PCB可以是單層、雙層或者四層、六層、八層、十二層可以是單層、雙層或者四層、六層、八層、十二層甚至更多。層數(shù)越多，連接的布線就越容易，但成本卻越高甚

20、至更多。層數(shù)越多，連接的布線就越容易，但成本卻越高，調(diào)試也越難。，調(diào)試也越難。 如果如果PCB有專用供電層和接地層，系統(tǒng)將會有更強的燥有專用供電層和接地層，系統(tǒng)將會有更強的燥聲抗擾度。聲抗擾度。 在使用電子設(shè)計自動化軟件（如在使用電子設(shè)計自動化軟件（如DXP）設(shè)計）設(shè)計PCB時需注時需注意以下幾個方面的問題。意以下幾個方面的問題。 1PCB板布局板布局 在正式走線之前要對在正式走線之前要對PCB的大體格局進(jìn)行規(guī)劃。布局的大體格局進(jìn)行規(guī)劃。布局規(guī)劃應(yīng)遵循下列基本原則。規(guī)劃應(yīng)遵循下列基本原則。（1）在）在PCB布板之前首先要打印出相應(yīng)的原理圖，然后根布板之前首先要打印出相應(yīng)的原理圖，然后根據(jù)原理圖

21、確定整個據(jù)原理圖確定整個PCB板的大體布局，即各個硬件構(gòu)件的位板的大體布局，即各個硬件構(gòu)件的位置安排。置安排。（2）PCB板的形狀如無其他要求，一般為矩形，長寬比為板的形狀如無其他要求，一般為矩形，長寬比為4:3或或3:2。（3）考慮面板上元件的放置要求。）考慮面板上元件的放置要求。（4）考慮邊緣接口。）考慮邊緣接口。 2元件放置元件放置 （1）元件放置要求整齊，盡可能正放，屬于同一硬件）元件放置要求整齊，盡可能正放，屬于同一硬件構(gòu)件內(nèi)的元件盡可能排放在一起。排列方位盡可能與原理圖構(gòu)件內(nèi)的元件盡可能排放在一起。排列方位盡可能與原理圖一致，布線方向最好與電路圖走線方向一致。元器件在一致，布線方向

22、最好與電路圖走線方向一致。元器件在PCB上的排列可采用不規(guī)則、規(guī)則和網(wǎng)格等三種排列方式中的一上的排列可采用不規(guī)則、規(guī)則和網(wǎng)格等三種排列方式中的一種，也可同時采用多種。種，也可同時采用多種。 布局的元器件應(yīng)有利于發(fā)熱元器件散熱，高頻時要考慮布局的元器件應(yīng)有利于發(fā)熱元器件散熱，高頻時要考慮元器件之間的分布參數(shù)，高、低壓之間要隔離，隔離距離與元器件之間的分布參數(shù)，高、低壓之間要隔離，隔離距離與承受的耐壓有關(guān)。承受的耐壓有關(guān)。 （2）電容的位置要特別注意，其中電源模塊的濾波電）電容的位置要特別注意，其中電源模塊的濾波電容要求靠近電源，而容要求靠近電源，而IC的濾波電容要靠近的濾波電容要靠近IC的引腳。

23、的引腳。 （3）考慮元件間的距離，防止元件之間出現(xiàn)重疊。）考慮元件間的距離，防止元件之間出現(xiàn)重疊。還要考慮元器件的引腳間距，因為它決定著焊盤放置間距。還要考慮元器件的引腳間距，因為它決定著焊盤放置間距。對于非標(biāo)準(zhǔn)器件的引腳間距的確定最直接的方法就是：使用對于非標(biāo)準(zhǔn)器件的引腳間距的確定最直接的方法就是：使用游標(biāo)卡尺進(jìn)行測量。游標(biāo)卡尺進(jìn)行測量。 （4）PCB四周留有四周留有5-10mm空隙不布器件?？障恫徊计骷?（5）先放置占用面積較大的元器件，先集成后分立，）先放置占用面積較大的元器件，先集成后分立，先主后次，多塊集成電路時先放置主電路。先主后次，多塊集成電路時先放置主電路。 （6）可調(diào)元件應(yīng)

24、放置在便于調(diào)節(jié)的地方，質(zhì)量超過）可調(diào)元件應(yīng)放置在便于調(diào)節(jié)的地方，質(zhì)量超過15g的元器件應(yīng)當(dāng)用支架，熱敏元件應(yīng)遠(yuǎn)離發(fā)熱元件。晶的元器件應(yīng)當(dāng)用支架，熱敏元件應(yīng)遠(yuǎn)離發(fā)熱元件。晶振應(yīng)平放，而不要豎直放置。振應(yīng)平放，而不要豎直放置。 （7）PLL濾波電路應(yīng)盡量靠近濾波電路應(yīng)盡量靠近MCU。 3有關(guān)設(shè)定有關(guān)設(shè)定 （1）線寬。導(dǎo)線的最小寬度由導(dǎo)線與絕緣基板間的粘）線寬。導(dǎo)線的最小寬度由導(dǎo)線與絕緣基板間的粘附強度和流過它們的電流值決定。一般地線寬度附強度和流過它們的電流值決定。一般地線寬度電源線電源線寬度寬度信號線寬度。信號線寬度。 （2）間距。導(dǎo)線間的間距由它們之間的安全工作電壓）間距。導(dǎo)線間的間距由它們之

25、間的安全工作電壓決定，相鄰導(dǎo)線之間的峰值電壓、基板的質(zhì)量、表面涂層決定，相鄰導(dǎo)線之間的峰值電壓、基板的質(zhì)量、表面涂層、電容耦合參數(shù)等都影響導(dǎo)線的安全工作電壓、電容耦合參數(shù)等都影響導(dǎo)線的安全工作電壓 （3）過孔大小。過孔大小設(shè)定要適中。）過孔大小。過孔大小設(shè)定要適中。4布線布線 布線時，應(yīng)該首先對時鐘和高速信號進(jìn)行布線，以確保布線時，應(yīng)該首先對時鐘和高速信號進(jìn)行布線，以確保它們的走線盡可能直接。它們的走線盡可能直接。 石英晶振和對噪聲特別敏感的器件下面不要走線。石英晶振和對噪聲特別敏感的器件下面不要走線。 對總線進(jìn)行布線時，盡可能地保持信號線平行走線，而對總線進(jìn)行布線時，盡可能地保持信號線平行走

26、線，而時鐘信號線則要避免平行，且在這些導(dǎo)線之間最好加接地線。時鐘信號線則要避免平行，且在這些導(dǎo)線之間最好加接地線。 布板完成后一定要進(jìn)行自動與人工檢查。過孔數(shù)盡可能布板完成后一定要進(jìn)行自動與人工檢查。過孔數(shù)盡可能少。少。 最小系統(tǒng)中未使用的最小系統(tǒng)中未使用的I/O口，可通過電阻接地?？冢赏ㄟ^電阻接地。 走線盡量少拐彎，線寬不要突變，導(dǎo)線拐角應(yīng)走線盡量少拐彎，線寬不要突變，導(dǎo)線拐角應(yīng)90，力求線條簡單明了。力求線條簡單明了。 信號線的拐角應(yīng)設(shè)計成鈍角走向，為圓形或圓弧形，切信號線的拐角應(yīng)設(shè)計成鈍角走向，為圓形或圓弧形，切忌畫成忌畫成90或更小角度形狀?；蚋〗嵌刃螤睢?5測量點測量點 考慮到硬

27、件測試的方便，在考慮到硬件測試的方便，在PCB布板時要留下一些測布板時要留下一些測量點，以便調(diào)試之用。以下幾處需要留測量點：量點，以便調(diào)試之用。以下幾處需要留測量點： （1）原理圖中模塊的輸入輸出引腳。）原理圖中模塊的輸入輸出引腳。 （2）最小系統(tǒng)模塊中）最小系統(tǒng)模塊中MCU的引腳。的引腳。 （3）各硬件功能模塊單元的輸入、輸出口；）各硬件功能模塊單元的輸入、輸出口； 畫測量點的步驟是：引出、打孔、標(biāo)字?？椎拇笮∫匀f畫測量點的步驟是：引出、打孔、標(biāo)字?？椎拇笮∫匀f用表頭方便測量為原則，一般不要在線上直接打孔。用表頭方便測量為原則，一般不要在線上直接打孔。 6模塊標(biāo)示模塊標(biāo)示 由于在整體布局時，

28、已經(jīng)將各個硬件構(gòu)件的組成元件放由于在整體布局時，已經(jīng)將各個硬件構(gòu)件的組成元件放在一起，因而可在在一起，因而可在PCB板上用矩形框?qū)⒏鱾€硬件構(gòu)件區(qū)分板上用矩形框?qū)⒏鱾€硬件構(gòu)件區(qū)分開，并用漢字標(biāo)出構(gòu)件名（與原理圖一致），并注意字體開，并用漢字標(biāo)出構(gòu)件名（與原理圖一致），并注意字體字號。字號。 7鋪地鋪地 在布板的最后都要鋪地，目的是減小干擾，提高在布板的最后都要鋪地，目的是減小干擾，提高PCB板的穩(wěn)定性。鋪地需注意：板的穩(wěn)定性。鋪地需注意： （1）在鋪地前，要設(shè)定地與導(dǎo)線、地與引腳之間的距）在鋪地前，要設(shè)定地與導(dǎo)線、地與引腳之間的距離，并要求該距離盡可能大。離，并要求該距離盡可能大。 （2）鋪地本

29、應(yīng)該雙面鋪，作為實驗用板，為了方便檢）鋪地本應(yīng)該雙面鋪，作為實驗用板，為了方便檢查，可只鋪反面地。查，可只鋪反面地。 （3）如果電路板中有數(shù)字地和模擬地，應(yīng)將它們隔離）如果電路板中有數(shù)字地和模擬地，應(yīng)將它們隔離開，兩者間使用磁珠相連。開，兩者間使用磁珠相連。 8空余位置的利用并標(biāo)注相關(guān)信息空余位置的利用并標(biāo)注相關(guān)信息 PCB板的空余位置可適度作如下用途：板的空余位置可適度作如下用途： （1）電源、地?？瞻滋幎嗔魩着烹娫春偷?。）電源、地?？瞻滋幎嗔魩着烹娫春偷?。 （2）雙排孔。留出幾排兩孔相連的排孔，以用來擴展）雙排孔。留出幾排兩孔相連的排孔，以用來擴展或試驗時焊接其他元件?；蛟囼灂r焊接其他元件

30、。 （3）固定孔。在）固定孔。在PCB上畫固定板的固定孔，一般在板上畫固定板的固定孔，一般在板的四個角落。的四個角落。 在完成在完成PCB板的鋪地之后，要在板的正面適當(dāng)位置標(biāo)板的鋪地之后，要在板的正面適當(dāng)位置標(biāo)出以下信息：單位、日期、責(zé)任人、出以下信息：單位、日期、責(zé)任人、PCB板的名稱、編號板的名稱、編號等。等。 9抗干擾問題的特別考慮抗干擾問題的特別考慮 1）熱干擾及抑制）熱干擾及抑制 元器件在工作中都有一定程度的發(fā)熱，發(fā)出的熱量會對元器件在工作中都有一定程度的發(fā)熱，發(fā)出的熱量會對周邊比較敏感的器件產(chǎn)生干擾，若熱干擾得不到很好的抑制，周邊比較敏感的器件產(chǎn)生干擾，若熱干擾得不到很好的抑制，整

31、個電路的電性就會發(fā)生變化，最后造成短路整個電路的電性就會發(fā)生變化，最后造成短路. 為了對熱干為了對熱干擾進(jìn)行抑制，可采取以下措施：擾進(jìn)行抑制，可采取以下措施： （1）發(fā)熱元件的放置）發(fā)熱元件的放置 不要貼板放置，也可以單獨設(shè)計為一個功能單元，放在不要貼板放置，也可以單獨設(shè)計為一個功能單元，放在靠近邊緣容易散熱的地方。另外，發(fā)熱量大的器件與小熱量靠近邊緣容易散熱的地方。另外，發(fā)熱量大的器件與小熱量的器件應(yīng)分開放置。的器件應(yīng)分開放置。 （2）大功率器件的放置）大功率器件的放置 應(yīng)盡量靠近邊緣布置，在垂直方向時應(yīng)盡量布置在板上應(yīng)盡量靠近邊緣布置，在垂直方向時應(yīng)盡量布置在板上方。方。 （3）溫度敏感器

32、件的放置）溫度敏感器件的放置 對溫度比較敏感的器件應(yīng)安置在溫度最低的區(qū)域，千萬對溫度比較敏感的器件應(yīng)安置在溫度最低的區(qū)域，千萬不要將它放在發(fā)熱器件的正上方。不要將它放在發(fā)熱器件的正上方。 （4）器件的排列與氣流）器件的排列與氣流非特定要求，一般設(shè)備內(nèi)部均以空氣自由對流進(jìn)行散熱，故非特定要求，一般設(shè)備內(nèi)部均以空氣自由對流進(jìn)行散熱，故元器件應(yīng)以縱式排列；若強制散熱，元器件可橫式排列。元器件應(yīng)以縱式排列；若強制散熱，元器件可橫式排列。另外，為了改善散熱效果，可添加與電路原理無關(guān)的零部另外，為了改善散熱效果，可添加與電路原理無關(guān)的零部件以引導(dǎo)熱量對流。件以引導(dǎo)熱量對流。 2）共阻抗及抑制）共阻抗及抑制

33、 共阻干擾是由共阻干擾是由PCB上大量的地線造成，當(dāng)兩個或兩個上大量的地線造成，當(dāng)兩個或兩個以上的回路共用一段地線時，不同的回路電流在共用地線以上的回路共用一段地線時，不同的回路電流在共用地線上產(chǎn)生一定壓降，此壓降經(jīng)放大就會影響電路性能，當(dāng)電上產(chǎn)生一定壓降，此壓降經(jīng)放大就會影響電路性能，當(dāng)電流頻率很高時，會產(chǎn)生很大的感抗而使電路受到干擾。為流頻率很高時，會產(chǎn)生很大的感抗而使電路受到干擾。為了抑制共阻抗，可采取以下措施：了抑制共阻抗，可采取以下措施： （1）一點接地）一點接地 （2）就近多點接地）就近多點接地 （3）大面積接地）大面積接地 （4）加粗接地線）加粗接地線 （5）DA（數(shù)模）電路的地

34、線分開（數(shù)模）電路的地線分開 3）電磁干擾及抑制）電磁干擾及抑制 電磁干擾是由電磁效應(yīng)而造成的干擾，針對由電源布線、電磁干擾是由電磁效應(yīng)而造成的干擾，針對由電源布線、信號布線產(chǎn)生的電磁干擾，可采取不同的措施。信號布線產(chǎn)生的電磁干擾，可采取不同的措施。 （1）電源布線可采用以下預(yù)防措施：）電源布線可采用以下預(yù)防措施：布線要寬布線要寬；加去加去耦電容耦電容（這種電容起到旁路濾波的作用，要在電源的輸入（這種電容起到旁路濾波的作用，要在電源的輸入端并聯(lián)較大的和較小的濾波電容）；端并聯(lián)較大的和較小的濾波電容）；地線環(huán)繞地線環(huán)繞（地線要靠（地線要靠近供電電源母線和信號線，因電流沿路徑傳輸會產(chǎn)生回路近供電電

35、源母線和信號線，因電流沿路徑傳輸會產(chǎn)生回路電感，地線靠近，回路面積減小，電感量減小，回路阻抗電感，地線靠近，回路面積減小，電感量減小，回路阻抗減小，從而減小電磁干擾耦合）。減小，從而減小電磁干擾耦合）。 （2）信號布線可采用以下預(yù)防措施：）信號布線可采用以下預(yù)防措施：不同功能的單元不同功能的單元電路電路（如數(shù)字電路與模擬電路，高頻與低頻）（如數(shù)字電路與模擬電路，高頻與低頻）分開設(shè)置分開設(shè)置，布線圖形應(yīng)易于信號流通且使信號流向盡可能保持一致；布線圖形應(yīng)易于信號流通且使信號流向盡可能保持一致；合理使用屏蔽和濾波技術(shù)合理使用屏蔽和濾波技術(shù)，注意高低壓之間的隔離；，注意高低壓之間的隔離；盡量盡量不選用

36、比實際需要的速度更快的元件不選用比實際需要的速度更快的元件，在元件的位置安排，在元件的位置安排上，易受電磁干擾的元器件不能相距太近，應(yīng)大于信號波上，易受電磁干擾的元器件不能相距太近，應(yīng)大于信號波長的四分之一，輸入器件與輸出器件盡量遠(yuǎn)離；長的四分之一，輸入器件與輸出器件盡量遠(yuǎn)離；做到安全做到安全接地接地。5.3 基于硬件構(gòu)件的嵌入式底層軟件構(gòu)基于硬件構(gòu)件的嵌入式底層軟件構(gòu)件的編程方法件的編程方法5.3.1 嵌入式硬件構(gòu)件和軟件構(gòu)件的層次模型嵌入式硬件構(gòu)件和軟件構(gòu)件的層次模型 嵌入式軟件構(gòu)件（嵌入式軟件構(gòu)件（Embedded Software Component, ESC）是實現(xiàn)一定嵌入式系統(tǒng)功能

37、的一組封裝的、規(guī)范的、）是實現(xiàn)一定嵌入式系統(tǒng)功能的一組封裝的、規(guī)范的、可重用的、具有嵌入特性的軟件單元，是組織嵌入式系統(tǒng)的可重用的、具有嵌入特性的軟件單元，是組織嵌入式系統(tǒng)的功能單位。功能單位。 嵌入式軟件構(gòu)件分為高層軟件構(gòu)件和底層軟件構(gòu)件（以嵌入式軟件構(gòu)件分為高層軟件構(gòu)件和底層軟件構(gòu)件（以下簡稱高層構(gòu)件和底層構(gòu)件）。高層構(gòu)件與硬件無關(guān)。通常下簡稱高層構(gòu)件和底層構(gòu)件）。高層構(gòu)件與硬件無關(guān)。通常，MCU內(nèi)部包含有內(nèi)部包含有GPIO（即通用（即通用IO）口和一些內(nèi)置功能模塊）口和一些內(nèi)置功能模塊，而底層構(gòu)件與硬件密不可分，是硬件驅(qū)動程序的封裝?？桑讓訕?gòu)件與硬件密不可分，是硬件驅(qū)動程序的封裝?？?/p>

38、將通用將通用I/O口的驅(qū)動程序封裝為口的驅(qū)動程序封裝為GPIO驅(qū)動構(gòu)件，各內(nèi)置功能模驅(qū)動構(gòu)件，各內(nèi)置功能模塊的驅(qū)動程序封裝為功能構(gòu)件，塊的驅(qū)動程序封裝為功能構(gòu)件， 在硬件構(gòu)件層中，相對于核心構(gòu)件而言，中間構(gòu)件和終在硬件構(gòu)件層中，相對于核心構(gòu)件而言，中間構(gòu)件和終端構(gòu)件是核心構(gòu)件的端構(gòu)件是核心構(gòu)件的“外設(shè)外設(shè)”。由這些。由這些“外設(shè)外設(shè)”的驅(qū)動程的驅(qū)動程序封裝而成的軟件構(gòu)件稱為底層外設(shè)構(gòu)件。注意，并不是序封裝而成的軟件構(gòu)件稱為底層外設(shè)構(gòu)件。注意，并不是所有的中間構(gòu)件和終端構(gòu)件都可以作為編程對象。所有的中間構(gòu)件和終端構(gòu)件都可以作為編程對象。 由圖可看出，底層外設(shè)構(gòu)件可以調(diào)用底層內(nèi)部構(gòu)件，而由圖可看出

39、，底層外設(shè)構(gòu)件可以調(diào)用底層內(nèi)部構(gòu)件，而高層構(gòu)件可以調(diào)用底層外設(shè)構(gòu)件和底層內(nèi)部構(gòu)件中的功能高層構(gòu)件可以調(diào)用底層外設(shè)構(gòu)件和底層內(nèi)部構(gòu)件中的功能構(gòu)件，而不能直接調(diào)用構(gòu)件，而不能直接調(diào)用GPIO驅(qū)動構(gòu)件。另外，考慮到幾驅(qū)動構(gòu)件。另外，考慮到幾乎所有的底層內(nèi)部構(gòu)件都涉及到乎所有的底層內(nèi)部構(gòu)件都涉及到MCU各種寄存器的使用，各種寄存器的使用，因此將因此將MCU的所有寄存器定義組織在一起，形成的所有寄存器定義組織在一起，形成MCU頭頭文件，以便其他構(gòu)件頭文件中包含該頭文件。文件，以便其他構(gòu)件頭文件中包含該頭文件。5.3.2 底層構(gòu)件的實現(xiàn)方法與編程思想底層構(gòu)件的實現(xiàn)方法與編程思想 底層構(gòu)件是與硬件直接打交道

40、的軟件，由頭文件和源程底層構(gòu)件是與硬件直接打交道的軟件，由頭文件和源程序文件兩部分組成。序文件兩部分組成。 頭文件中的內(nèi)容主要有：包含下層構(gòu)件頭文件的頭文件中的內(nèi)容主要有：包含下層構(gòu)件頭文件的#include語句、用以描述構(gòu)件屬性的宏定義語句以及對外接語句、用以描述構(gòu)件屬性的宏定義語句以及對外接口函數(shù)原型說明?？诤瘮?shù)原型說明。 在頭文件中使用函數(shù)原型，對于建立代碼模塊和外部接在頭文件中使用函數(shù)原型，對于建立代碼模塊和外部接口的規(guī)范，便于他人使用，都是很有幫助的?？诘囊?guī)范，便于他人使用，都是很有幫助的。 源程序文件中存放構(gòu)件的內(nèi)部函數(shù)和外部函數(shù)的定義，源程序文件中存放構(gòu)件的內(nèi)部函數(shù)和外部函數(shù)的定

41、義，即函數(shù)的實現(xiàn)代碼，以完成函數(shù)所要實現(xiàn)的功能。即函數(shù)的實現(xiàn)代碼，以完成函數(shù)所要實現(xiàn)的功能。 在對底層構(gòu)件進(jìn)行設(shè)計時，最關(guān)鍵的工作是要對構(gòu)件的在對底層構(gòu)件進(jìn)行設(shè)計時，最關(guān)鍵的工作是要對構(gòu)件的共性和個性進(jìn)行分析，抽取出構(gòu)件的屬性和對外接口函數(shù)。共性和個性進(jìn)行分析，抽取出構(gòu)件的屬性和對外接口函數(shù)。盡量做到：當(dāng)一個底層構(gòu)件應(yīng)用到不同系統(tǒng)中時，僅需修改盡量做到：當(dāng)一個底層構(gòu)件應(yīng)用到不同系統(tǒng)中時，僅需修改構(gòu)件的頭文件，對于構(gòu)件的源程序文件則不必修改或改動很構(gòu)件的頭文件，對于構(gòu)件的源程序文件則不必修改或改動很小。小。 在編寫構(gòu)件時，一般應(yīng)注意以下幾方面的內(nèi)容：在編寫構(gòu)件時，一般應(yīng)注意以下幾方面的內(nèi)容： （

42、1）構(gòu)件的頭文件名和源程序文件名一致，且為構(gòu)件）構(gòu)件的頭文件名和源程序文件名一致，且為構(gòu)件名。名。 （2）屬性和操作的命名統(tǒng)一以構(gòu)件名開頭。這樣做的）屬性和操作的命名統(tǒng)一以構(gòu)件名開頭。這樣做的好處是：當(dāng)使用底層構(gòu)件組裝軟件系統(tǒng)時，避免構(gòu)件之間好處是：當(dāng)使用底層構(gòu)件組裝軟件系統(tǒng)時，避免構(gòu)件之間出現(xiàn)同名現(xiàn)象。出現(xiàn)同名現(xiàn)象。 （3）對）對MCU內(nèi)的模塊寄存器名和端口名進(jìn)行重定義，內(nèi)的模塊寄存器名和端口名進(jìn)行重定義，在其他的代碼里面都將使用宏名對模塊寄存器和端口進(jìn)行在其他的代碼里面都將使用宏名對模塊寄存器和端口進(jìn)行操作。這樣，當(dāng)?shù)讓域?qū)動程序移植到其他操作。這樣，當(dāng)?shù)讓域?qū)動程序移植到其他MCU時，只要時

43、，只要修改重定義語句就可以了。修改重定義語句就可以了。 （4）內(nèi)部函數(shù)與外部函數(shù)要設(shè)計合理，函數(shù)參數(shù)個數(shù)）內(nèi)部函數(shù)與外部函數(shù)要設(shè)計合理，函數(shù)參數(shù)個數(shù)及類型要考慮全面。及類型要考慮全面。 （5）應(yīng)用程序在使用底層構(gòu)件時，嚴(yán)格禁止通過全局）應(yīng)用程序在使用底層構(gòu)件時，嚴(yán)格禁止通過全局變量來傳遞參數(shù)，所有的數(shù)據(jù)傳遞都要通過函數(shù)的形式參變量來傳遞參數(shù)，所有的數(shù)據(jù)傳遞都要通過函數(shù)的形式參數(shù)來接收。這樣做不但使得接口簡潔，更加避免了全局變數(shù)來接收。這樣做不但使得接口簡潔，更加避免了全局變量可能引發(fā)的安全隱患。量可能引發(fā)的安全隱患。5.3.3 硬件構(gòu)件及底層軟件構(gòu)件的重用與移植方法硬件構(gòu)件及底層軟件構(gòu)件的重用

44、與移植方法 1硬件構(gòu)件的重用與移植硬件構(gòu)件的重用與移植 對于以單對于以單MCU為核心的嵌入式應(yīng)用系統(tǒng)而言，當(dāng)用硬件為核心的嵌入式應(yīng)用系統(tǒng)而言，當(dāng)用硬件構(gòu)件構(gòu)件“組裝組裝”硬件系統(tǒng)時，核心構(gòu)件（即最小系統(tǒng)）有且只硬件系統(tǒng)時，核心構(gòu)件（即最小系統(tǒng)）有且只有一個，而中間構(gòu)件和終端構(gòu)件可有多個，并且相同類型的有一個，而中間構(gòu)件和終端構(gòu)件可有多個，并且相同類型的構(gòu)件可出現(xiàn)多次。下面以終端構(gòu)件構(gòu)件可出現(xiàn)多次。下面以終端構(gòu)件LCD為例，介紹硬件構(gòu)件為例，介紹硬件構(gòu)件的移植方法。的移植方法。 2底層構(gòu)件的移植底層構(gòu)件的移植 當(dāng)一個已設(shè)計好的底層構(gòu)件當(dāng)一個已設(shè)計好的底層構(gòu)件移植到另外一個嵌入式系統(tǒng)中移植到另外一

45、個嵌入式系統(tǒng)中時，其頭文件和程序文件是否時，其頭文件和程序文件是否需要改動要視具體情況而定。需要改動要視具體情況而定。例如：系統(tǒng)的核心構(gòu)件發(fā)生改例如：系統(tǒng)的核心構(gòu)件發(fā)生改變（即變（即MCU型號改變）時，型號改變）時，底層內(nèi)部構(gòu)件頭文件和某些對底層內(nèi)部構(gòu)件頭文件和某些對外接口函數(shù)也要隨之改變，例外接口函數(shù)也要隨之改變，例如模塊初始化函數(shù)。而對于外如模塊初始化函數(shù)。而對于外接硬件構(gòu)件，希望不改動程序接硬件構(gòu)件，希望不改動程序文件，而只改動頭文件，那么，文件，而只改動頭文件，那么，頭文件就必須充分設(shè)計。以頭文件就必須充分設(shè)計。以LCD構(gòu)件為例，與前圖相對應(yīng)構(gòu)件為例，與前圖相對應(yīng)的底層構(gòu)件頭文件的底層

46、構(gòu)件頭文件lcd.h可如可如下編寫。下編寫。5.4 底層驅(qū)動構(gòu)件封裝規(guī)范底層驅(qū)動構(gòu)件封裝規(guī)范5.4.1 構(gòu)件設(shè)計的基本原則構(gòu)件設(shè)計的基本原則 良好的底層驅(qū)動構(gòu)件具備如下特性：良好的底層驅(qū)動構(gòu)件具備如下特性： （1）封裝性。）封裝性。 （2）描述性。）描述性。 （3）可移植性。）可移植性。 （4）可復(fù)用性。）可復(fù)用性。 構(gòu)件被組織成具有一定獨立性的功能模塊，由以構(gòu)件的構(gòu)件被組織成具有一定獨立性的功能模塊，由以構(gòu)件的名稱命名的頭文件（名稱命名的頭文件（.h）和源文件）和源文件(.c)文件兩部分組成。文件兩部分組成。 構(gòu)件的頭文件中，主要包含引用必要的文件、描述構(gòu)件構(gòu)件的頭文件中，主要包含引用必要的

47、文件、描述構(gòu)件功能特性的宏定義語句以及聲明對外提供服務(wù)的函數(shù)接口。功能特性的宏定義語句以及聲明對外提供服務(wù)的函數(shù)接口。 構(gòu)件的源文件中存放構(gòu)件的內(nèi)部函數(shù)和對外提供服務(wù)函數(shù)的構(gòu)件的源文件中存放構(gòu)件的內(nèi)部函數(shù)和對外提供服務(wù)函數(shù)的定義，即函數(shù)的實現(xiàn)代碼，完成構(gòu)件所要實現(xiàn)的功能。定義，即函數(shù)的實現(xiàn)代碼，完成構(gòu)件所要實現(xiàn)的功能。 調(diào)用者通過構(gòu)件接口獲取服務(wù)，而不必關(guān)心服務(wù)函數(shù)的調(diào)用者通過構(gòu)件接口獲取服務(wù)，而不必關(guān)心服務(wù)函數(shù)的具體實現(xiàn)細(xì)節(jié)。這就是構(gòu)件設(shè)計的基本內(nèi)容。具體實現(xiàn)細(xì)節(jié)。這就是構(gòu)件設(shè)計的基本內(nèi)容。 為了使構(gòu)件設(shè)計滿足封裝性、描述性、可移植性、可復(fù)為了使構(gòu)件設(shè)計滿足封裝性、描述性、可移植性、可復(fù)用性

48、的基本要求，嵌入式底層驅(qū)動構(gòu)件的開發(fā)，應(yīng)遵循層用性的基本要求，嵌入式底層驅(qū)動構(gòu)件的開發(fā)，應(yīng)遵循層次化、易用性、魯棒性及對內(nèi)存的可靠使用原則。次化、易用性、魯棒性及對內(nèi)存的可靠使用原則。 1層次化原則層次化原則 （1）針對應(yīng)用場景和服務(wù)對象，分層組織構(gòu)件。）針對應(yīng)用場景和服務(wù)對象，分層組織構(gòu)件。 （2）在構(gòu)件的層次模型中，上層構(gòu)件可以調(diào)用下層構(gòu)）在構(gòu)件的層次模型中，上層構(gòu)件可以調(diào)用下層構(gòu)件提供的服務(wù)，同一層次的構(gòu)件不存在相互依賴關(guān)系，不件提供的服務(wù)，同一層次的構(gòu)件不存在相互依賴關(guān)系，不能相互調(diào)用。能相互調(diào)用。 2易用性原則易用性原則 易用性在于讓調(diào)用者能夠快速理解的構(gòu)件提供服務(wù)的功易用性在于讓調(diào)

49、用者能夠快速理解的構(gòu)件提供服務(wù)的功能并進(jìn)行使用。遵循易用性原則設(shè)計底層驅(qū)動構(gòu)件需要做能并進(jìn)行使用。遵循易用性原則設(shè)計底層驅(qū)動構(gòu)件需要做到：函數(shù)名簡潔且達(dá)意；接口參數(shù)清晰，范圍明確；使用到：函數(shù)名簡潔且達(dá)意；接口參數(shù)清晰，范圍明確；使用說明語言精煉規(guī)范，避免二義性。此外，在函數(shù)的實現(xiàn)方說明語言精煉規(guī)范，避免二義性。此外，在函數(shù)的實現(xiàn)方面，避免編寫代碼量過多。面，避免編寫代碼量過多。 3魯棒性原則魯棒性原則 魯棒性在于為調(diào)用者提供安全的服務(wù)，避免在程序執(zhí)行魯棒性在于為調(diào)用者提供安全的服務(wù)，避免在程序執(zhí)行過程中出現(xiàn)異常狀況。遵循魯棒性原則設(shè)計底層驅(qū)動構(gòu)件過程中出現(xiàn)異常狀況。遵循魯棒性原則設(shè)計底層驅(qū)動

50、構(gòu)件需要做到：在明確函數(shù)輸入輸出的取值范圍、提供清晰接需要做到：在明確函數(shù)輸入輸出的取值范圍、提供清晰接口描述的同時，在函數(shù)實現(xiàn)的內(nèi)部要有對輸入?yún)?shù)的檢測，口描述的同時，在函數(shù)實現(xiàn)的內(nèi)部要有對輸入?yún)?shù)的檢測，對超出合法范圍的輸入?yún)?shù)進(jìn)行必要的處理；使用分支判對超出合法范圍的輸入?yún)?shù)進(jìn)行必要的處理；使用分支判斷時，確保對分支條件判斷的完整性，對缺省分支進(jìn)行處斷時，確保對分支條件判斷的完整性，對缺省分支進(jìn)行處理。理。同時，不能忽視編譯警告錯誤。同時，不能忽視編譯警告錯誤。 4內(nèi)存可靠使用原則內(nèi)存可靠使用原則 遵循內(nèi)存可靠使用原則設(shè)計底層驅(qū)動構(gòu)件需要做到：遵循內(nèi)存可靠使用原則設(shè)計底層驅(qū)動構(gòu)件需要做到

51、： （1）優(yōu)先使用靜態(tài)分配內(nèi)存。）優(yōu)先使用靜態(tài)分配內(nèi)存。 （2）謹(jǐn)慎地使用變量。）謹(jǐn)慎地使用變量。 （3）檢測空指針。）檢測空指針。 （4）檢測緩沖區(qū)溢出，并為內(nèi)存中的緩沖區(qū)預(yù)留不?。z測緩沖區(qū)溢出，并為內(nèi)存中的緩沖區(qū)預(yù)留不小于于20%的冗余。的冗余。 （5）對內(nèi)存的使用情況進(jìn)行評估。）對內(nèi)存的使用情況進(jìn)行評估。5.4.2 編碼風(fēng)格基本規(guī)范編碼風(fēng)格基本規(guī)范 1文件、函數(shù)、變量、宏及結(jié)構(gòu)體類型的命名規(guī)范文件、函數(shù)、變量、宏及結(jié)構(gòu)體類型的命名規(guī)范 命名的基本原則是：命名的基本原則是： （1）命名清晰明了，有明確含義，使用完整單詞或約定俗）命名清晰明了，有明確含義，使用完整單詞或約定俗成的縮寫。命名

52、中若使用特殊約定或縮寫，要有注釋說明。成的縮寫。命名中若使用特殊約定或縮寫，要有注釋說明。 （2）命名風(fēng)格要自始至終保持一致。）命名風(fēng)格要自始至終保持一致。 （3）為了代碼復(fù)用，命名中應(yīng)避免使用與具體項目相關(guān)的）為了代碼復(fù)用，命名中應(yīng)避免使用與具體項目相關(guān)的前綴。前綴。 （4）為了便于管理，對程序?qū)嶓w的命名要體現(xiàn)出所屬構(gòu)件）為了便于管理，對程序?qū)嶓w的命名要體現(xiàn)出所屬構(gòu)件的名稱。的名稱。 （5）使用英語命名。）使用英語命名。 （6）除宏命名外，名稱字符串全部小寫，以下劃線）除宏命名外，名稱字符串全部小寫，以下劃線“_”作作為單詞的分隔符。首尾字母不用為單詞的分隔符。首尾字母不用“_”。 針對嵌入

53、式底層驅(qū)動構(gòu)件的設(shè)計需要，對文件、函數(shù)、針對嵌入式底層驅(qū)動構(gòu)件的設(shè)計需要，對文件、函數(shù)、 變量、宏及數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)類型的命令特別進(jìn)行說明。變量、宏及數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)類型的命令特別進(jìn)行說明。 1）文件的命名）文件的命名 底層驅(qū)動構(gòu)件在具體設(shè)計時分為兩個文件，其中頭文件底層驅(qū)動構(gòu)件在具體設(shè)計時分為兩個文件，其中頭文件命名為命名為“.h”，源文件命名為，源文件命名為“.c”，其中其中表示具體的硬件模塊的名稱。表示具體的硬件模塊的名稱。 2）函數(shù)的命名）函數(shù)的命名 底層驅(qū)動構(gòu)件的函數(shù)從屬于驅(qū)動構(gòu)件，驅(qū)動函數(shù)的命名底層驅(qū)動構(gòu)件的函數(shù)從屬于驅(qū)動構(gòu)件，驅(qū)動函數(shù)的命名除要體現(xiàn)函數(shù)功能外，還需要使用命名前綴和后綴標(biāo)識其除要體

54、現(xiàn)函數(shù)功能外，還需要使用命名前綴和后綴標(biāo)識其所屬的構(gòu)件及不同的實現(xiàn)方式。所屬的構(gòu)件及不同的實現(xiàn)方式。 函數(shù)名前綴：底層驅(qū)動構(gòu)件中定義的所有函數(shù)均使用函數(shù)名前綴：底層驅(qū)動構(gòu)件中定義的所有函數(shù)均使用“_”前綴表示其所屬的驅(qū)動構(gòu)件模塊。前綴表示其所屬的驅(qū)動構(gòu)件模塊。 函數(shù)名后綴：對同一服務(wù)的不同方式的實現(xiàn)，使用后綴函數(shù)名后綴：對同一服務(wù)的不同方式的實現(xiàn)，使用后綴加以區(qū)分。加以區(qū)分。 3）函數(shù)形參變量與函數(shù)內(nèi)局部變量的命名）函數(shù)形參變量與函數(shù)內(nèi)局部變量的命名 對嵌入式底層驅(qū)動構(gòu)件進(jìn)行編碼的過程中，需要考慮對對嵌入式底層驅(qū)動構(gòu)件進(jìn)行編碼的過程中，需要考慮對底層驅(qū)動函數(shù)形參變量及驅(qū)動函數(shù)內(nèi)部局部變量的命名

55、。底層驅(qū)動函數(shù)形參變量及驅(qū)動函數(shù)內(nèi)部局部變量的命名。 函數(shù)形參變量：函數(shù)形參變量名是使用函數(shù)時理解形參函數(shù)形參變量：函數(shù)形參變量名是使用函數(shù)時理解形參的最直觀印象，表示傳參的功能說明。的最直觀印象，表示傳參的功能說明。 局部變量：局部變量的命名與函數(shù)形參變量類似。局部變量：局部變量的命名與函數(shù)形參變量類似。 4）宏常量及宏函數(shù)的命名）宏常量及宏函數(shù)的命名 宏常量及宏函數(shù)的命名全部使用大寫字符，使用下劃線宏常量及宏函數(shù)的命名全部使用大寫字符，使用下劃線“_”為分隔符。例如，在構(gòu)件公共要素中定義的開關(guān)中斷為分隔符。例如，在構(gòu)件公共要素中定義的開關(guān)中斷的宏如下：的宏如下： 5）結(jié)構(gòu)體類型的命名、類型

56、定與變量聲明）結(jié)構(gòu)體類型的命名、類型定與變量聲明 （1）結(jié)構(gòu)體類型名稱使用小寫字母命名）結(jié)構(gòu)體類型名稱使用小寫字母命名 （），定義結(jié)構(gòu)體類型變量時，），定義結(jié)構(gòu)體類型變量時，全部使用大寫字母命名全部使用大寫字母命名（）。）。 （2）對結(jié)構(gòu)體內(nèi)部字段全部使用大寫字母命名（）對結(jié)構(gòu)體內(nèi)部字段全部使用大寫字母命名（）。）。 （3）定義類型時，同時聲明一個結(jié)構(gòu)體變量和結(jié)構(gòu)體）定義類型時，同時聲明一個結(jié)構(gòu)體變量和結(jié)構(gòu)體指針變量。指針變量。 模板如下：模板如下：2排版排版 對程序進(jìn)行排版是指，通過插入空格與空行，使用縮進(jìn)對程序進(jìn)行排版是指，通過插入空格與空行，使用縮進(jìn)、斷行等手段，調(diào)整代碼的書面版式，使代

57、碼整體美觀、清晰、斷行等手段，調(diào)整代碼的書面版式，使代碼整體美觀、清晰，從而提高代碼的可讀性。，從而提高代碼的可讀性。 1）空行與空格）空行與空格 關(guān)于空行：相對獨立的程序塊之間須加空行。關(guān)于空行：相對獨立的程序塊之間須加空行。 關(guān)于空格：在兩個以上的關(guān)鍵字、變量、常量進(jìn)行對等關(guān)于空格：在兩個以上的關(guān)鍵字、變量、常量進(jìn)行對等操作時，它們之間的操作符之前、之后或者前后要加空格，必操作時，它們之間的操作符之前、之后或者前后要加空格，必要時加兩個空格；進(jìn)行非對等操作時，如果是關(guān)系密切的立即要時加兩個空格；進(jìn)行非對等操作時，如果是關(guān)系密切的立即操作符（如操作符（如），其后不應(yīng)加空格。），其后不應(yīng)加空格

58、。 2）縮進(jìn)）縮進(jìn) 使用空格縮進(jìn)，不使用使用空格縮進(jìn)，不使用Tab鍵，這樣代碼復(fù)制打印是不會鍵，這樣代碼復(fù)制打印是不會造成錯亂。代碼的每一級均往右縮進(jìn)造成錯亂。代碼的每一級均往右縮進(jìn)4個空格的位置。個空格的位置。 3）斷行）斷行 （1）較長的語句（）較長的語句（78字符）要分成多行書寫，長表達(dá)字符）要分成多行書寫，長表達(dá)式要在低優(yōu)先級操作符處劃分新行，操作符放在新行之首，劃式要在低優(yōu)先級操作符處劃分新行，操作符放在新行之首，劃分出的新行要進(jìn)行適當(dāng)?shù)目s進(jìn)，使排版整齊，語句可讀。分出的新行要進(jìn)行適當(dāng)?shù)目s進(jìn)，使排版整齊，語句可讀。 （2）循環(huán)、判斷等語句中若有較長的表達(dá)式或語句，則）循環(huán)、判斷等語句

59、中若有較長的表達(dá)式或語句，則要進(jìn)行適應(yīng)的劃分，長表達(dá)式要在低優(yōu)先級操作符處劃分新行要進(jìn)行適應(yīng)的劃分，長表達(dá)式要在低優(yōu)先級操作符處劃分新行，操作符放在新行之首。，操作符放在新行之首。 （3）若函數(shù)或過程中的參數(shù)較長，則要進(jìn)行適當(dāng)?shù)膭澐郑┤艉瘮?shù)或過程中的參數(shù)較長，則要進(jìn)行適當(dāng)?shù)膭澐帧?（4）不允許把多個短語句寫在一行中，即一行只寫一條）不允許把多個短語句寫在一行中，即一行只寫一條語句。特殊情況可用，例如語句。特殊情況可用，例如“if (x3) x=3;”可以在一行?？梢栽谝恍小?（5）if、for、do、while、case、switch、default等語等語句后的程序塊分界符（如句后的程序塊分

60、界符（如C/C+語言的大括號語言的大括號和和）應(yīng)）應(yīng)各獨占一行并且位于同一列，且與以上保留字左對齊。各獨占一行并且位于同一列，且與以上保留字左對齊。 3注釋注釋 在程序代碼中使用注釋，有助于對程序的閱讀理解，說在程序代碼中使用注釋，有助于對程序的閱讀理解，說明程序在明程序在“做什么做什么”，解釋代碼的目的、功能和采用的方，解釋代碼的目的、功能和采用的方法。法。 （1）一般情況源程序有效注釋量在）一般情況源程序有效注釋量在30左右。左右。 （2）注釋語言必須準(zhǔn)確、易懂、簡潔。）注釋語言必須準(zhǔn)確、易懂、簡潔。 （3）編寫和修改代碼的同時，處理好相應(yīng)的注釋。）編寫和修改代碼的同時，處理好相應(yīng)的注釋。 （4）