教你一招搞定，單片機(jī)開發(fā)常用的狀態(tài)機(jī)
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有限狀態(tài)機(jī)FSM是有限個(gè)狀態(tài)及在這些狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)移和動(dòng)作等行為的數(shù)學(xué)模型，是一種邏輯單元內(nèi)部的高效編程方法，可以根據(jù)不同狀態(tài)或者消息類型進(jìn)行相應(yīng)的處理邏輯，使得程序邏輯清晰易懂。
函數(shù)指針實(shí)現(xiàn)FSM使用函數(shù)指針實(shí)現(xiàn)FSM可以分為3個(gè)步驟
建立相應(yīng)的狀態(tài)表和動(dòng)作查詢表
根據(jù)狀態(tài)表、事件、動(dòng)作表定位相應(yīng)的動(dòng)作處理函數(shù)
執(zhí)行完成后再進(jìn)行狀態(tài)的切換
- 定義狀態(tài)數(shù)據(jù)的枚舉類型
typedef enum {
state_1=1,
state_2,
state_3,
state_4
}State;- 定義事件的枚舉類型
typedef enum{
event_1=1,
event_2,
event_3,
event_4,
event_5
}EventID;- 定義狀態(tài)表的數(shù)據(jù)類型
typedef struct
{
int event; //事件
int CurState; //當(dāng)前狀態(tài)
void (*eventActFun)(); //函數(shù)指針
int NextState; //下一個(gè)狀態(tài)
}StateTable;- 定義處理函數(shù)及建立狀態(tài)表
void f121()
{
printf("this is f121n");
}
void f221()
{
printf("this is f221n");
}
void f321()
{
printf("this is f321n");
}
void f122()
{
printf("this is f122n");
}
StateTable fTable[] =
{
//{到來的事件，當(dāng)前的狀態(tài)，將要要執(zhí)行的函數(shù)，下一個(gè)狀態(tài)}
{ event_1, state_1, f121, event_2 },
{ event_2, state_2, f221, event_3 },
{ event_3, state_3, f321, event_4 },
{ event_4, state_4, f122, event_1 },
//add your code here
};- 狀態(tài)機(jī)類型，及狀態(tài)機(jī)接口函數(shù)
/*狀態(tài)機(jī)類型*/
typedef struct {
int curState;//當(dāng)前狀態(tài)
StateTable * stateTable;//狀態(tài)表
int size;//表的項(xiàng)數(shù)
}fsmType;
/*狀態(tài)機(jī)注冊,給它一個(gè)狀態(tài)表*/
void fsmRegist(fsmType* pFsm, StateTable* pTable)
{
pFsm->stateTable = pTable;
}
/*狀態(tài)遷移*/
void fsmStateTransfer(fsmType* pFsm, int state)
{
pFsm->curState = state;
}
/*事件處理*/
void fsmEventHandle(fsmType* pFsm, int event)
{
StateTable* pActTable = pFsm->stateTable;
void (*eventActFun)() = NULL; //函數(shù)指針初始化為空
int NextState;
int CurState = pFsm->curState;
int maxNum = pFsm->size;
int flag = 0; //標(biāo)識(shí)是否滿足條件
/*獲取當(dāng)前動(dòng)作函數(shù)*/
for (int i = 0; i<maxNum; i++)
{
//當(dāng)且僅當(dāng)當(dāng)前狀態(tài)下來個(gè)指定的事件，我才執(zhí)行它
if (event == pActTable[i].event && CurState == pActTable[i].CurState)
{
flag = 1;
eventActFun = pActTable[i].eventActFun;
NextState = pActTable[i].NextState;
break;
}
}
if (flag) //如果滿足條件了
{
/*動(dòng)作執(zhí)行*/
if (eventActFun)
{
eventActFun();
}
//跳轉(zhuǎn)到下一個(gè)狀態(tài)
fsmStateTransfer(pFsm, NextState);
}
else
{
printf("there is no matchn");
}
}附代碼代碼直接復(fù)制過去就行啦，本想打包的，太麻煩了。
測試程序//編譯器：http://www.dooccn.com/cpp/
//來源：技術(shù)讓夢想更偉大
//作者：李肖遙
#include <stdio.h>
typedef enum {
state_1=1,
state_2,
state_3,
state_4
}State;
typedef enum{
event_1=1,
event_2,
event_3,
event_4,
event_5
}EventID;
typedef struct {
int event; //事件
int CurState; //當(dāng)前狀態(tài)
void (*eventActFun)(); //函數(shù)指針
int NextState; //下一個(gè)狀態(tài)
}StateTable;
void f121()
{
printf("this is f121n");
}
void f221()
{
printf("this is f221n");
}
void f321()
{
printf("this is f321n");
}
void f122()
{
printf("this is f122n");
}
StateTable fTable[] =
{
//{到來的事件，當(dāng)前的狀態(tài)，將要要執(zhí)行的函數(shù)，下一個(gè)狀態(tài)}
{ event_1, state_1, f121, event_2 },
{ event_2, state_2, f221, event_3 },
{ event_3, state_3, f321, event_4 },
{ event_4, state_4, f122, event_1 },
//add your code here
};
/*狀態(tài)機(jī)類型*/
typedef struct {
int curState;//當(dāng)前狀態(tài)
StateTable * stateTable;//狀態(tài)表
int size;//表的項(xiàng)數(shù)
}fsmType;
/*狀態(tài)機(jī)注冊,給它一個(gè)狀態(tài)表*/
void fsmRegist(fsmType* pFsm, StateTable* pTable)
{
pFsm->stateTable = pTable;
}
/*狀態(tài)遷移*/
void fsmStateTransfer(fsmType* pFsm, int state)
{
pFsm->curState = state;
}
/*事件處理*/
void fsmEventHandle(fsmType* pFsm, int event)
{
StateTable* pActTable = pFsm->stateTable;
void (*eventActFun)() = NULL; //函數(shù)指針初始化為空
int NextState;
int CurState = pFsm->curState;
int maxNum = pFsm->size;
int flag = 0; //標(biāo)識(shí)是否滿足條件
/*獲取當(dāng)前動(dòng)作函數(shù)*/
for (int i = 0; i<maxNum; i++)
{
//當(dāng)且僅當(dāng)當(dāng)前狀態(tài)下來個(gè)指定的事件，我才執(zhí)行它
if (event == pActTable[i].event && CurState == pActTable[i].CurState)
{
flag = 1;
eventActFun = pActTable[i].eventActFun;
NextState = pActTable[i].NextState;
break;
}
}
if (flag) //如果滿足條件了
{
/*動(dòng)作執(zhí)行*/
if (eventActFun)
{
eventActFun();
}
//跳轉(zhuǎn)到下一個(gè)狀態(tài)
fsmStateTransfer(pFsm, NextState);
}
else
{
printf("there is no matchn");
}
}
int main()
{
fsmType pType;
fsmRegist(&pType,fTable);
pType.curState = state_1;
pType.size = sizeof(fTable)/sizeof(StateTable);
printf("init state:%dnn",pType.curState);
fsmEventHandle(&pType,event_1);
printf("state:%dnn",pType.curState);
fsmEventHandle(&pType,event_2);
printf("state:%dnn",pType.curState);
fsmEventHandle(&pType,event_3);
printf("state:%dnn",pType.curState);
fsmEventHandle(&pType,event_4);
printf("state:%dnn",pType.curState);
fsmEventHandle(&pType,event_2);
printf("state:%dnn",pType.curState);
return 0;
}編譯結(jié)果
使用函數(shù)指針實(shí)現(xiàn)的FSM的過程還是比較費(fèi)時(shí)費(fèi)力的，但是這一切相對一大堆的if/else、switch/case來說都是值得的，當(dāng)你的程序規(guī)模變得越來越大的時(shí)候，基于這種表結(jié)構(gòu)的狀態(tài)機(jī)，維護(hù)程序起來會(huì)清晰很多。
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