ch0 CBsp类的实现

为什么用C++开发单片机程序？

在以微处理器为核心的嵌入式系统中，大部分采用C语言来进行程序设计，但是随着系统规模的增大，程序越来越复杂，维护也越发困难。而使用C++进行开发有以下好处（前提是编译器必须支持C++，否则都是空谈）：

（1）减少了参数传递。在C++中可以将用到的数据作为数据成员，这样可以避免函数的参数传递过程，能够提高执行速度和效率。

（2）更加安全。C++对数据和方法进行了封装，这样可以隐藏类实现的细节，避免内部数据结构暴露。

（3）可以减少命名的冲突。C语言没有命名空间的概念，这样容易导致名字冲突。

    当然在C语言中也可以通过在结构体中定义函数指针的方式达到与C++封装类似的效果。但是这种方式比较麻烦，而且在C语言中没有访问权限控制 ，结构体内的所有成员全部是可以直接访问的，这样不利于隐藏实现的细节，而且如果调用者对结构体不熟悉，访问了不该访问的成员，那后果是灾难性的。

    这里我以stm32l151c8t6为例，和大家交流如何使用C++进行单片机开发，编译器使用的是MDK，使用的固件库为STM32L1xx_StdPeriph_Lib_V1.3.1

从流水灯看面向对象程序风格

下面是面向过程和面向对象两种程序风格的示例：

面向过程的程序风格：

int main(){BSP_Init();while(1){delay(2000);GPIO_SetBits(LED1);delay(2000);GPIO_ResetBits(LED1);}return 0;}

面向对象的程序风格：
int main(){CBsp bsp;bsp.Init();CLed led1(LED1);while(1){ bsp.delay_ms(2000); led1.isOn()?led1.Off():led1.On();}return 0;}

从中可以看出面向对象的程序风格思路更加清晰，对于while(1)中的业务代码，如果底层IO变化了，面向过程的程序修改涉及了业务代码的修改，而对于面向对象的程序，仅仅只要修改相关的类就行了，无需修改业务代码，这大大降低了复杂程序的维护成本。而且由于将相关函数和数据封装到相关类中去了，程序有了较好的分类和层次性。下面我来介绍一下我们的第一个类CBsp。

第一个C++类------CBsp

CBsp的职能：

（1）初始化系统相关的资源：比如中断向量属性的设置，调试串口的初始化。

（2）为用户提供延时操作。

这是CBsp类：

class CBsp{ public: void Init(void); void delay_us(uint32_t n_ms); void delay_ms(uint16_t n_ms); private: void sys_debug_Init(void); void SysTick_Init(void);};

具体实现：

#ifdef __GNUC__ #define PUTCHAR_PROTOTYPE int __io_putchar (int ch)#else #define PUTCHAR_PROTOTYPE int fputc(int ch,FILE *f)#endifextern "C"PUTCHAR_PROTOTYPE{ /* Place your implementation of fputc here */ /* e.g. write a character to the USART */ USART_SendData(USART2, (uint8_t) ch); /* Loop until transmit data register is empty */ while (USART_GetFlagStatus(USART2, USART_FLAG_TXE) == RESET) {} return ch;}static uint8_t fac_us=0;//us延时倍乘数 static uint16_t fac_ms=0;//ms延时倍乘数void CBsp::Init(void){NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);sys_debug_Init(); SysTick_Init();}/* *配置systick仅作为一般的延时用途 24Bit向下计数器 *CPU主频 = 32MHz */void CBsp::SysTick_Init(void){//uint32_t reload = 0;SysTick->CTRL &= SysTick_CLKSource_HCLK_Div8;//systick_clk = 4MHzfac_us = 4;//1us需要4个systick时钟fac_ms = (uint16_t)fac_us*1000;}/*最大4194304us*/void CBsp::delay_us(uint32_t n_us){uint32_t temp; SysTick->LOAD=n_us*fac_us; //时间加载 SysTick->VAL=0x00; //清空计数器SysTick->CTRL|=SysTick_CTRL_ENABLE_Msk ;//开始倒数 do{temp=SysTick->CTRL;}while((temp&0x01)&&!(temp&(1<<16))); //等待时间到达 SysTick->CTRL&=~SysTick_CTRL_ENABLE_Msk;//关闭计数器SysTick->VAL =0X00; //清空计数器 }/* 最大4194ms*/void CBsp::delay_ms(uint16_t n_ms){ uint32_t temp; SysTick->LOAD=(uint32_t)n_ms*fac_ms;//时间加载(SysTick->LOAD为24bit)SysTick->VAL =0x00; //清空计数器SysTick->CTRL|=SysTick_CTRL_ENABLE_Msk ;//开始倒数 do{temp=SysTick->CTRL;}while((temp&0x01)&&!(temp&(1<<16))); //等待时间到达 SysTick->CTRL&=~SysTick_CTRL_ENABLE_Msk;//关闭计数器SysTick->VAL =0X00; //清空计数器 } void CBsp::sys_debug_Init(void){GPIO_InitTypeDef uart_gpio;USART_InitTypeDef debug_uart;/* config for usart2*/RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_GPIOA,ENABLE);RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_USART2,ENABLE); /* Connect PXx to USARTx_Tx */GPIO_PinAFConfig(GPIOA, GPIO_PinSource2, GPIO_AF_USART2);/* Connect PXx to USARTx_Rx */GPIO_PinAFConfig(GPIOA, GPIO_PinSource3, GPIO_AF_USART2);/* Configure USART Tx as alternate function push-pull */uart_gpio.GPIO_Pin = GPIO_Pin_2;uart_gpio.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF;uart_gpio.GPIO_Speed = GPIO_Speed_40MHz;uart_gpio.GPIO_OType = GPIO_OType_PP;uart_gpio.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_UP;GPIO_Init(GPIOA, &uart_gpio);/* Configure USART Rx as alternate function push-pull */uart_gpio.GPIO_Pin = GPIO_Pin_3;GPIO_Init(GPIOA, &uart_gpio); debug_uart.USART_BaudRate = 115200;debug_uart.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;debug_uart.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx;debug_uart.USART_Parity = USART_Parity_No;debug_uart.USART_StopBits = USART_StopBits_1;debug_uart.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;/* USART configuration */ USART_Init(USART2, &debug_uart);USART_Cmd(USART2,ENABLE);USART_ClearFlag(USART2, USART_FLAG_TC); USART_ClearITPendingBit(USART2,USART_IT_RXNE);USART_ITConfig(USART2,USART_IT_RXNE,DISABLE);}

调用示例

int main(void){ CBsp bsp; bsp.Init(); bsp.delay_ms(1000); while (1){ } return 0;}

参考文献

cortex-m3之stm32嵌入式系统设计

CBsp类代码：http://download.csdn.net/detail/winsbb/9869686