表驱动+状态机法AD传感器驱动检测框架

时间：2020-10-22 13:58:05

关键字：传感器电子技术

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[导读]今天分享的这个传感器驱动检测框架，也是我在副业里给客户做的那些项目里用得最多的骚技能，所以就拿出来说一说。

接上前面两篇文章:

基于事件型表驱动法菜单框架之小熊派简易气体探测器实战项目开发(上)

基于事件型表驱动法菜单框架之小熊派简易气体探测器实战项目开发(中)

今天这篇文章不作为气体探测器实战项目的最后一节，因为很多功能还在编写中，前两天在世伟兄的开源群里提到了传感器检测框架，群友反应说：杨工有空你要多搞点这种框架出来分享分享，感觉很有用啊！

今天分享的这个传感器驱动检测框架也是我在副业里给客户做的那些项目里用得最多的骚技能(但主业上的产品我几乎就没用过，还是我说的那句话：没有明确需求的产品，别提什么复用性和高逼格)，所以今天就拿出来说一说。

看下之前这个项目里写的这个气体传感器MQ-2的检测流程：

void Test_CallBack(void)
{

    static uint8_t Count_AMI = 0;
    static uint8_t Refresh_flag = 0 ;
    int smoke_value = 0 ;
    static uint8_t display_result_flag = 0 ;

    if(Flow_Cursor.flow_cursor == TEST_PAGE && detect_logic.Start_Detect == 1)
    {
        switch(detect_logic.Detect_Step)
        {
            case BASE_LINE:
                Count_AMI++ ;

                if(Count_AMI > 2)
                    Count_AMI = 0 ;

                icon_reflash(Count_AMI);
                smoke_value = mq2_sensor_interface.get_smoke_value(&mq2_sensor_interface) ;

                if(smoke_value < ALARM_THRESHOLD / 2)
                {
                    display_smoke_value(smoke_value, GREEN, 1);
                    ++detect_logic.Count_Base ;
                }
                else
                {
                    display_smoke_value(smoke_value, RED, 1);
                }

                if(detect_logic.Count_Base > 10)
                {
                    detect_logic.Count_Base = 0 ;
                    display_result_flag = 0 ;
                    /*隐藏基准*/
                    display_base(0);
                    /*显示检测*/
                    display_detect(1);
                    /*显示进度条框*/
                    Display_Process_Bar_Frame(1);
                    /*切换到检测中*/
                    detect_logic.Detect_Step = DETECTING ;
                    break ;
                }

                break ;

            case DETECTING:
                Count_AMI++ ;

                if(Count_AMI > 2)
                    Count_AMI = 0 ;

                icon_reflash(Count_AMI);
                ++detect_logic.Test_Process ;

                /*测试安全*/
                if(detect_logic.Test_Process == 100 && mq2_sensor_interface.Smoke_Value < ALARM_THRESHOLD)
                {
                    detect_logic.Detect_Step = DETECT_SAFETY ;
                    Display_Process_Bar(0, 0);
                    display_smoke_value(smoke_value, BLACK, 0);
                    /*隐藏检测*/
                    display_detect(0);
                    /*显示安全*/
                    display_safety(1);
                    break ;
                }
                else
                {
                    smoke_value = mq2_sensor_interface.get_smoke_value(&mq2_sensor_interface) ;

                    if(mq2_sensor_interface.Smoke_Value < ALARM_THRESHOLD)
                    {
                        display_smoke_value(smoke_value, GREEN, 1);
                    }
                    else
                    {
                        display_smoke_value(smoke_value, RED, 1);
                        detect_logic.Count_Alarm++ ;

                        if(detect_logic.Count_Alarm > 5)
                        {
                            detect_logic.Detect_Step = DETECT_DANGER ;
                            detect_logic.Count_Alarm = 0 ;
                            display_smoke_value(smoke_value, BLACK, 0);
                            Display_Process_Bar(0, 0);
                            /*隐藏检测*/
                            display_detect(0);
                            /*显示危险*/
                            display_danger(1);
                            break ;
                        }
                    }

                    Display_Process_Bar(detect_logic.Test_Process, 1);
                }

                break ;

            case DETECT_SAFETY:
                detect_logic.Start_Detect = 0 ;

                if(display_result_flag == 0)
                {
                    display_result_flag = 1 ;
                    smoke_value = mq2_sensor_interface.get_smoke_value(&mq2_sensor_interface) ;
                    display_smoke_value(smoke_value, GREEN, 1);
                }

                break ;

            case DETECT_DANGER:
                /*危险闪烁*/
                Refresh_flag = !Refresh_flag ;
                display_danger(Refresh_flag);
                mq2_sensor_interface.led_control(&mq2_sensor_interface, Refresh_flag);
                mq2_sensor_interface.buzzer_control(&mq2_sensor_interface, Refresh_flag);

                if(display_result_flag == 0)
                {
                    display_result_flag = 1 ;
                    smoke_value = mq2_sensor_interface.get_smoke_value(&mq2_sensor_interface) ;
                    display_smoke_value(smoke_value, RED, 1);
                }

                break ;

            default:
                break ;
        }
    }
}

写完后看了一下，逻辑上没有什么毛病，运行以后最终测试的结果也是我想要的结果就直接提交到Github和码云仓库上去了。所谓士别三日，非吴下阿蒙，过几天再看这代码，表示我已经看不下去了，居然一个函数能写这么长！看着不累不乱吗？于是吐槽了下自己：fuck me!，卧槽！这写的什么垃圾代码？不像我的个人风格，不应该更高逼格一点吗？于是就有了表驱动+状态机法传感器驱动检测框架的诞生。

1、核心传感器检测框架

上面那个写得很长的传感器检测流程，其实说白了就是两部分：

1、当前到底是对应哪个传感器检测流程(状态机)？
2、当前对应传感器检测流程的处理

于是我们就可以把这个过程抽象化成一个数据结构sensor_frame，将这两个部分相应的共同点提炼出来，这里就包括传感器检测流程sensor_detect_step，这里主要有基准、检测中、安全、危险；传感器检测流程处理函数handler_func是一个带形参的函数指针，这个参数在这里表示传感器数值，当然这个值可以是浮点型，也可以是其它类型，具体根据传感器的数据类型去定义，这里我把它定义成int型。

接下来我们还需要一个传感器的检测业务结构，用于实现检测流程切换(状态机)以及一些其它的逻辑操作，这里提供了一个Sensor_Cursor的数据结构。

/*检测流程*/
enum
{
    BASE_LINE_STEP = 0,
    DETECTING_STEP,
    DETECT_SAFETY_STEP,
    DETECT_DANGER_STEP
};

typedef void (*sensor_handler)(int);
typedef struct
{
    /*传感器检测流程*/
    uint8_t sensor_detect_step ;
    /*传感器检测流程处理*/
    sensor_handler handler_func ;
} sensor_frame;

/*传感器状态机+流程处理集*/
typedef struct
{
    uint8_t Detect_Step ; /*检测流程*/
    uint8_t Count_AMI  ; /*动画计数器*/
    uint8_t Start_Detect; /*开始测试标志*/
    uint8_t Count_Base  ; /*统计基准次数*/
    uint8_t Count_Alarm ; /*统计报警次数*/
    uint8_t Test_Process; /*测试进度*/
} Sensor_Cursor ;
extern Sensor_Cursor Sensor_Flow_Cursor ;

2、传感器驱动检测框架应用

有了这个最基本的框架结构，接下来照葫芦画瓢，把前面两篇文章介绍的菜单表驱动框架的代码复制粘贴然后稍微骚操作一下，于是我们就看到了以下的形态：

/*基准流程*/
void sensor_base_line_step(int adc);
/*检测中流程*/
void sensor_detecting_step(int adc);
/*检测安全*/
void sensor_detect_safety(int adc);
/*检测危险*/
void sensor_detect_danger(int adc);

/*传感器驱动表定义*/
static sensor_frame sensor_opStruct[] =
{
    {BASE_LINE_STEP,    sensor_base_line_step},  /*基准*/
    {DETECTING_STEP,    sensor_detecting_step},  /*检测中*/
    {DETECT_SAFETY_STEP, sensor_detect_safety},   /*安全*/
    {DETECT_DANGER_STEP, sensor_detect_danger},   /*危险*/
};

/*传感器流程处理*/
int Sensor_Handler(int8_t op, int adc_value)
{
    assert(op >= sizeof(sensor_opStruct) / sizeof(sensor_opStruct[0]));
    assert(op < 0);
    sensor_opStruct[op].handler_func(adc_value);
    return 0 ;
}

这样看起来舒服多了有木有？？在程序后期调试中，如果想增加传感器检测流程，或者说发现传感器检测哪个流程有BUG，那这不就直接就可以找到了吗？整个框架组成清晰明了，我们只需要分别去实现如上的基准、检测中、安全、危险四个流程对应的处理函数就可以了。

在进入检测页面时还需要实现并调用传感器检测初始化函数，这个初始化函数主要是对一些原始数据(比如检测流程中用到的一些计数变量)进行清0操作，然后将检测流程设置为最开始的基准流程。

/*传感器检测初始化*/
void Sensor_Detect_Init(void)
{
    Sensor_Flow_Cursor.Count_AMI = 0 ;
    Sensor_Flow_Cursor.Count_Base = 0 ;
    Sensor_Flow_Cursor.Count_Alarm = 0 ;
    Sensor_Flow_Cursor.Test_Process = 0 ;
    Sensor_Flow_Cursor.Start_Detect = 1 ;
    Sensor_Flow_Cursor.Detect_Step = BASE_LINE_STEP ;
}

我们可以来看下其中有关基准流程的处理：

/*基准流程*/
void sensor_base_line_step(int adc)
{
    Sensor_Flow_Cursor.Count_AMI++ ;

    if(Sensor_Flow_Cursor.Count_AMI > 2)
        Sensor_Flow_Cursor.Count_AMI = 0 ;

    /*刷新动画*/
    icon_reflash(Sensor_Flow_Cursor.Count_AMI);

    /*判断是否满足基准条件*/
    if(adc < ALARM_THRESHOLD / 2)
    {
        display_smoke_value(adc, GREEN, 1);
        ++Sensor_Flow_Cursor.Count_Base ;
    }
    else
    {
        display_smoke_value(adc, RED, 1);
    }

    if(Sensor_Flow_Cursor.Count_Base > 10)
    {
        Sensor_Flow_Cursor.Count_Base = 0 ;
        /*隐藏基准*/
        display_base(0);
        /*显示检测*/
        display_detect(1);
        /*显示进度条框*/
        Display_Process_Bar_Frame(1);
        /*切换到检测中*/
        Sensor_Flow_Cursor.Detect_Step = DETECTING_STEP ;
    }
}

满足通过基准的条件，此时在该函数里写了这么一句代码：

Sensor_Flow_Cursor.Detect_Step = DETECTING_STEP ;

这一句代码就是检测流程的切换(状态机)，后面的几个流程也是类似的，满足条件则切换到下一个检测流程。

最后我们只需要在原来传感器定时后调函数Test_CallBack里这么写就可以了：

/*测试回调*/
void Test_CallBack(void)
{
  int smoke_value = 0 ;
  /*如果当前在测试页面 && 开始检测标志为1，则进入传感器数据处理*/
  if(Flow_Cursor.flow_cursor == TEST_PAGE && Sensor_Flow_Cursor.Start_Detect == 1)
  {
   smoke_value = mq2_sensor_interface.get_smoke_value(&mq2_sensor_interface) ;
   Sensor_Handler(Sensor_Flow_Cursor.Detect_Step,smoke_value);
  }
}

这才是我们想要的高逼格嘛！嘿嘿嘿！

表驱动其实还有很多更骚的操作，今晚就分享到这里了，期待杨工下期精彩分享！

其余功能：后续还可以做报警记录存储、数据上传到OneNet或者华为云等平台、参数设置等等，总之这个项目可拓展性非常强，这些功能将在本项目开发的下一章节持续进行拓展并分享，欢迎及时关注我的码云仓库与微信公众号文章更新。

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