项目做的多了，深切地体会到架构的重要性。

俗话说，没有好的架构，移植和复用是件很痛苦的事，只能重复的造轮子。特别是嵌入式的代码，如果应用层中间穿插着驱动层的代码，维护起来是一件相当痛苦的事情。

这篇文章就总结一下自己的代码设计思路。

整体结构框图：

说明：该图是针对于MCU+RTOS框架的应用的。

1、驱动层

驱动层代码的首要原则就是隔离硬件库代码。

次要原则就是把“变量”做成宏定义。

最好的借鉴就是芯片HAL库或操作系统源码。

比如1个STM32或GD32的MCU程序，无论是采用标准库或是HAL，亦或者第三方库（usb协议栈、文件系统管理、UI显示等模块），都应该自己再单独封装出来一层API函数。

然后保证上层只能调用驱动API，不越级调用底层驱动。

对于如何封装自己的驱动API，有这么几个思路：

首先，最好的借鉴代码就是芯片原厂驱动库，代码久经考验，完全可以按照他们的规范去写。

1.1代码要紧凑，并且充分考虑扩展性

相似的功能代码，不要搞复制粘贴，做好传参；传参和返回值设计最好在一开始就考虑好扩展性。

1.2驱动层的代码始终由上层调用

驱动层只负责写好接口，驱动初始化或功能开关由上层调用和初始化

1.3把代码移植的时候的需要修改的参数做成宏定义

功能代码固定，移植的时候只需要修改头文件的宏定义；

一般需要修改的如：GPIO引脚号、串口号、打印、延时等等。

当然也需要明白的是，驱动层代码可以通过宏定义隔离RTOS、日志等模块，但无法摆脱硬件库的依赖，比如当你从STM32HAL库换成标准库，或者换成GD32的标准库时就不得不需要大面积修改了。

通过这种良好的隔离化、模块化思想，都能尽量减少移植的工作量。

2、功用模块层

一般来讲，驱动层的模块划分，一是1个接口1个驱动文件，比如can、flash、adc，二是1个模块1个驱动文件，比如usb、bt、4g、wifi，等等。

但是常常会有一个问题，比如bt/wifi/4g等等模块，需要对模块进行复杂的AT指令操作实现某些功能（比如设置模块参数、连接外部设备等等），这样的可以在选择构建一个platform层，这样将驱动一分为二，一块是硬件驱动-只用于基本的数据透传和数据接收发送，另一块是上层功能驱动-只用来完成模块功能（或者添加数据缓冲处理）。

例如，

1）USB需要做初始化、连接状态检测、数据接收（数据队列或者二级缓冲区+信号量通知）处理，数据读取（读队列操作），等等操作；

2）蓝牙/4G同USB，同时又增加了设备名设置、设备地址读取、对外连接等AT功能操作，以及基础透传功能；

3）WiFi同USB，同时又增加了AP/STA网络连接操作和数据传输操作，可以做成状态机处理函数API，供上层调用（做好不要单独做成任务，否则代码缠在一起比较麻烦）；

还有其他比较常见的模块，

FLASH管理模块，实现FLASH特定区域的读写接口，实现OTA的驱动API；

文件管理模块，实现如日志存储、文件夹管理等功能API；

UI管理模块，实现是页面初始化，加载刷新、菜单切换等API框架；

……

3、业务层

业务层，可以在RTOS中简单的理解为一个task。

比如一个CAN协议交互功能，就可以设计3个task，

一个是命令接收处理任务，负责拆包解包；

一个是命令发送处理任务，负责组包发送；

最后就是协议处理任务，实现函数指针数组，收到命令后去执行对应的状态机处理函数，并上报执行结果。

从这个角度上，task就可以分为3类：

1）通讯处理任务；

收到消息通知后，开始处理原始数据包；处理之后再推送到其他task进行进一步处理，或者直接对外发送，或者当场处理掉并发送response。

触发源是硬件中断，比如USB接收中断和蓝牙接收中断。

2）协议处理任务；

收到消息通知后，处理加工之后的命令包（或者处理全局变量数据）；执行指定的功能操作，并反馈结果到上层。

触发源由内部软件触发，可以是通讯处理任务的二次传递，也可以是内部软硬件定时器触发。

3）系统监控任务；

轮询监听系统信息并保存到全局变量中，监听系统状态和参数。比如经典的ADC数据采集（温湿度、压力、电压电流电阻）和GPS信号采集。

如何模块化业务层的任务设计？

1）依赖于RTOS的任务处理代码与数据处理代码隔离开

比如下面这段代码，是一个最上层的接收数据处理task。

整体分为3个部分：

1.等待信号量通知 OSSemPend；

2.读取并处理数据包 UpperRxDataBaleProcess；

3.处理命令 UpperCmdDeal；

经过这样的分层设计之后，将不需要RTOS的代码隔离出去，只调用API接口，减少更换通讯类型或RTOS时的移植工作量，也可以使代码更为简洁。

while(1)
{OSSemPend(UpperRxDataSem,0,&byErr);if(byErr == OS_ERR_NONE){while(1){pCmdBuff = UpperRxDataBaleProcess(&unCmdBuffLen);if(pCmdBuff != NULL){UpperCmdDeal(pCmdBuff,unCmdBuffLen);MemoryFree((void**)&pCmdBuff);}else{break;}}}
}

2）状态机处理函数

如下代码，是一个典型的总线命令交互式状态机处理框架：

先设计交互流程的状态定义（里面函数可以什么都不用做，只需要先做好状态跳转），在收到1条命令之后执行该状态机处理函数，并做好安全退出机制，允许外部其它命令打断状态机的执行。

void ProtocolProcess(void)
{ProtocolInfoInit();ProtocolState = STATE_UPPER_NEED_STOP_CHECK;while(1){switch(ProtocolState){case STATE_UPPER_NEED_STOP_CHECK:UpperNeedStopCheck();break;case STATE_CMD_GET_CMD_INFO:ProtocolCmdGetCmdInfo();break;case STATE_CMD_SEND_DATA:ProtocolCmdSendData();break;case STATE_CMD_RECEIVE_DATA:ProtocolCmdReceiveData();break;case STATE_CMD_RECEIVE_TIMEOUT:ProtocolCmdReceiveDataTimeOut();break;case STATE_CMD_RECEIVE_FINISH:ProtocolCmdReceiveFinish();break;case STATE_CMD_REPORT_UPPER:ProtocolCmdReportUpper();return;case STATE_EXIT:ProtocolExit();return;default:break;}}
}