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状态机思路在单片机程序设计中的应用
状态机的概念
状态机是软件编程中的一个重要概念。比这个概念更重要插件电感器的是对它的灵活应用。在一个思路清晰而且高效的程序中,必然有状态机的身影浮现。
比如说一个按键命令解析程序,就可以被看做状态机:本来在A状态下,触发一个按键后切换到了B状态;再触发另一个键后切换到C状态,或者返回到A状态。这就是最简单的按键状态机例子。实际的按键解析程序会比这更复杂些,但这不影响我们对状态机的认识。
进一步看,击键动作本身也可以看做一个状态机。一个细小的击键动作包含了:释放、抖动、闭合、抖动和重新释放等状态。
同样,一个串行通信的时序(不管它是遵循何种协议,标准串口也好、I2C也好;也不管它是有线的、还是红外的、无线的)也都可以看做由一其他电感器系列有限的状态构成。
显示扫描程序也是状态机;通信命令解析程序也是状态机;甚至连继电器的吸合/释放控制、发光管(LED)的亮/灭控制又何尝不是个状态机。
当我们打开思路,把状态机作为一种思想导入到程序中去时,就会找到解决问题的一条有效的捷径。有时候用状态机的思维去思考程序该干什么,比用控制流程的思维去思考,可能会更有效。这样一来状态机便有了更实际的功用。
程序其实就是状态机。
也许你还不理解上面这句话。请想想看,计算机的大厦不就是建立在“0”和“1&rdquo电感器厂家;两个基本状态的地基之上么?
状态机的要素
状态机可归纳为4个要素,即现态、条件、动作、次态。这样的归纳,主要是出于对状态机的内在因果关系的考虑。“现态”和“条件”是因,“动作”和“次态”是果。详解如下:
①现态:是指当前所处的状态。
②条件:又称为“事件”。当一个条件被满足,将会触发一个动作,或者执行一次状态的迁移。
③动作:条件满足后执行的动作。动作执行完毕后,可以迁移到新的状态,也可以仍旧保持原状态。动作不是必需的,当条件满足后,也可以不执行任何动作,直接迁移到新状态。
④次态:条件满足后要迁往的新状态。“次态”是相对于“现态”而言的,“次态”一旦被激活,就转变成新的“现态”了。
如果我们进一步归纳,把“现态”和&电感厂家ldquo;次态”统一起来,而把“动作”忽略(降格处理),则只剩下两个最关键的要素,即:状态、迁移条件。
状态机的表示方法有许多种,我们可以用文字、图形或表格的形式来表示一个状态机。
纯粹用文字描述是很低效的,所以就不介绍了。接下来先介绍图形的方式。
状态迁移图(STD)
状态迁移图(STD),是一种描述系统的状态、以及相互转化关系的图形方式。状态迁移图的画法有许多种,不过一般都大同小异。我们结合一个例子来说明一下它的画法,如图1所示。
图1 状态迁移图
①状态框:用方框表示状态,包括所谓的“现态”和“次态”。
②条件及迁移箭头:用箭头表示状态迁移的方向,并在该箭头上标注触发条件。
③节点圆圈:当多个箭头指向一个状态时,可以用节点符号(小圆圈)连接汇总。
④动作框:用椭圆框表示。
⑤附加条件判断框:用六角菱形框表示。
状态迁移图和我们常见的流程图相比有着本质的区别,具体体现为:在流程图中,贴片电感器箭头代表了程序PC指针的跳转;而在状态迁移图中,箭头代表的是状态的改变。
我们会发现,这种状态迁移图比普通程序流程图更简练、直观、易懂。这正是我们需要达到的目的。
状态迁移表
除了状态迁移图,我们还可以用表格的形式来表示状态之间的关系。这种表一般称为状态迁移表。
表1就是前面介绍的那张状态迁移图的另一种描述形式。
表1 状态迁移表