【51单片机】4-模块化编程_51单片机模块化编程

一、简述模块化编程的必要性

       大多数的编程学习者一开始接触和学习到的程序很小，代码量很少，甚至只有几十行。对于这样短小的程序进行模块化设计不是完全必要的。但是随着学习的深入，代码量的增加，将所有的代码都放在同一个.C文件中的做法越发使得程序结构混乱，虽然可以运行，但是可读性、可移植性变差。即使是自己写的程序，时间长以后对程序的阅读和修改也要花一些时间。模块化编程使得程序的组织结构更加富有层次感，立体感和降低程序的耦合度。

       在大规模程序开发中，一个程序由很多个模块组成，很可能，这些模块的编写任务被分配到不同的人。几乎所有商用程序都必须使用模块化程序设计理念。在程序的设计过程中各个开发者分工合作，分别完成某一模块特定的功能，减少开发时间等。

       传统方式编程：所有的函数均放在main.c里，若使用的模块比较多，则一个文件内会有很多的代码，不利于代码的组织和管理，而且很影响编程者的思路。

       模块化编程：把各个模块的代码放在不同的.c文件里，在.h文件里提供外部可调用函数的声明，其它.c文件想使用其中的代码时，只需要#include "XXX.h"文件即可。使用模块化编程可极大的提高代码的可阅读性、可维护性、可移植性等。如下图所示模块化编程案例

二、模块化实现步骤

      以LED流水灯功能为例设计模块化编程，首先看到原始的工程文件，下图所示。

       接下来使用上面这个程序设计模块化编程。

       1、创建项目文件夹

       新建一个项目文件夹，命名为“项目2-模块化编程”。在该文件夹中在新建四个文件夹，分别命名为“Project”、“Output”、“Listing”、“Source”，下图所示。

       打开keil 软件，新建工程命名为“模块化编程”，保存到“Project”文件夹中，下图所示。

       2、新建.c和.h文件

       点击新建文件按钮分别新建三个文件“main.c”、“delay.c”、“delay.h”，保存到“Source”文件夹中，点开该文件夹可以看到三个文件，下图所示。

       对于每一个模块都有相应的.c文件和.h文件，为了阅读调试方便，原则上.c文件和.h文件同名，如delay.c和delay.h。

       3、添加“main.c”和“delay.c”文件

       把“main.c”和“delay.c”添加到“Source Group 1”中，添加之后的效果，下图所示。

       4、建立“main.c”文件模板

       编写运行程序的模板，点击“Translate”按钮或者“Ctrl+F7”，把<reg51.h>头文件包含进“main.c”中，下图所示。

       5、打开“reg51.h”文件制作“delay.h”文件

       该步骤主要查看“reg51.h”头文件的格式，打开之后可以看到两个红框代码，分别在头文件开头和结尾，把这三行代码复制并粘贴到“delay.h”中，并把“#ifndef __REG51_H__”改成“#ifndef __DELAY_H__”，“#define __REG51_H__”改成“#define __DELAY_H__”，下图所示。

       注意：其他代码不要修改

       6、完善“delay.c”和“delay.h”代码

       “delay.c”文件：用来函数定义

       “delay.h”文件：用来函数声明

       把原来的延时函数定义部分放在“delay.c”文件中，函数声明部分放在“delay.h”文件中，并在“delay.c”文件中引用“delay.h”头文件，选中“delay.c”文件，点击“Translate”按钮或者“Ctrl+F7”，可以看到延时函数的头文件在“delay.c”文件中包含，后下图所示。

       假如有两个不同源文件需要调用DelayMs(unsigned int ms) 这个函数，他们分别都通过#include “delay.h”把这个头文件包含了进去。在第一个源文件进行编译时候，由于没有定义过delay.h，因此#ifndef__DELAY_H__条件成立，于是定义_DELAY_H_ 并将下面的声明包含进去。在第二个文件编译时候，由于第一个文件包含时候，已经将_DELAY_H_定义过了。因此#ifndef__DELAY_H__不成立，整个头文件内容就没有被包含。假设没有这样的条件编译语句，那么两个文件都包含了DelayMs(unsigned int ms)； 就会引起重复包含的错误。所以在.h文件中，为了防止出现错误都进行防重复包含。

       7、完善“main.c”文件

       结合之前流水灯程序，把需要的文件复制粘贴到该文件中，点击“Translate”按钮或者“Ctrl+F7”，可以看到下图所示。

       8、设置“Output”和“Listing”文件夹路径

       设置完毕后把下图红框选中，并点击“OK”按钮，可以“Rebuild”整个项目，下图所示。

       模块化编程在后面案例中都会使用，可以提高代码可读性、可维护性、复用性、开发高效。