嵌入式C语言函数回调注册机制

简介: 嵌入式C语言函数回调注册机制

简介:

嵌入式函数回调注册机制是一种常用的解耦技术,它通过在应用程序中注册回调函数的方式来实现模块之间的通信,从而使系统更加灵活、可扩展和易于维护。函数回调注册机制可以通过函数指针和回调函数来实现。

的地址存储到函数指针中,我们可以实现将回调函数注册到事件源中。

本篇我就根据STM32单片机这方面进行一个说明其他单片机或微控制器的用法是一样的。了解大致的思路、方式方法。

什么是函数回调注册机制?


函数回调注册机制是一种常见的编程技术,它允许我们在程序运行时动态地注册函数回调,并在适当的时候调用这些回调函数。回调函数通常用于实现事件处理、状态通知、消息传递等功能,可以极大地提高程序的灵活性和可扩展性。


函数回调注册机制的基本思想是:将一个函数的指针作为参数传递给另一个函数,然后在需要调用这个函数时,直接调用它的指针即可。通过这种方式,我们可以将函数的调用权交给其他函数,从而实现动态的、灵活的、可扩展的程序设计。


在函数回调注册机制中,通常会定义一个回调函数类型,用于指定回调函数的参数和返回值类型。然后,我们可以定义一个函数,用于注册回调函数,将回调函数的指针保存在全局变量中。在需要调用回调函数的地方,我们可以检查回调函数指针是否为 NULL,如果不为 NULL,则调用回调函数。


函数回调注册机制在嵌入式系统中得到广泛应用,特别是在处理事件和中断时。通过动态注册回调函数,我们可以更灵活地处理不同类型的事件和中断,从而提高系统的可靠性和效率。

实现的大致步骤

定义回调函数类型

首先需要定义一个回调函数类型,用于指定回调函数的参数和返回值类型。例如:


typedef void (*callback_func_t)(int arg1, float arg2);

上述代码定义了一个回调函数类型 'callback_func_targ1和浮点型arg2,返回值为void。

定义回调函数

根据定义的回调函数类型,需要定义相应的回调函数。例如:

    void callback_function(int arg1, float arg2) {  // 回调函数的具体实现}

    上述代码定义了一个名为 'callbackcallback_func_t类型相匹配,可以作为回调函数使用。

    定义回调函数注册函数

    定义一个函数,用于注册回调函数,将回调函数的指针保存在全局变量中。例如

      void register_callback(callback_func_t callback) {    // 保存回调函数指针到全局变量中    global_callback = callback;}


      调用回调函数

      在需要调用回调函数的地方,可以检查回调函数指针是否为 NULL,如果不为 NULL,则调用回调函数。例如:

        if (global_callback != NULL) {    global_callback(10, 3.14f);}


        完整的:

        1#include <stdio.h>
         2
         3typedef void (*callback_func_t)(int arg1, float arg2);
         4
         5callback_func_t global_callback = NULL;
         6
         7void callback_function(int arg1, float arg2) {
         8    printf("callback_function: arg1=%d, arg2=%f\n", arg1, arg2);
         9}
        10
        11void register_callback(callback_func_t callback) {
        12    global_callback = callback;
        13}
        14
        15int main() {
        16    register_callback(callback_function);
        17
        18    if (global_callback != NULL) {
        19        global_callback(10, 3.14f);
        20    }
        21
        22    return 0;
        23}


        在单片机中的应用举例


        回调函数是一个指向函数的指针,它可以在某个事件发生时被调用。在嵌入式系统中,回调函数通常用于响应外部事件或中断,例如定时器中断、UART接收中断等。使用回调函数,可以将事件处理的逻辑与事件源分离开来,从而提高代码的可维护性和可重用性。

        函数回调注册机制通常由两部分组成:注册函数和回调函数。注册函数用于将回调函数注册到事件源中,以便在事件发生时调用回调函数。回调函数则用于处理事件,它通常被实现为一个短小精悍的函数,只执行必要的操作,以便尽快地返回到事件源中。

        我们可以使用函数指针来实现回调函数的注册。函数指针是指向函数的指针变量,它可以存储一个函数的地址,并且可以被传递和调用。通过将回调函数


        1#include "stm32f4xx.h"
         2
         3// 定义一个回调函数类型
         4typedef void (*irq_callback_t)(void);
         5
         6// 定义一个全局变量,用于保存中断回调函数
         7irq_callback_t irq_callback = NULL;
         8
         9// 定义一个中断处理函数
        10void EXTI0_IRQHandler(void) {
        11    // 调用中断回调函数
        12    if (irq_callback) {
        13        irq_callback();
        14    }
        15
        16    // 清除中断标志位
        17    EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line0);
        18}
        19
        20// 定义一个函数,用于注册中断回调函数
        21void register_irq_callback(irq_callback_t cb) {
        22    irq_callback = cb;
        23}
        24
        25int main() {
        26    // 初始化GPIO和中断
        27    // ...
        28
        29    // 注册中断回调函数
        30    register_irq_callback(my_irq_handler);
        31
        32    // 启用中断
        33    NVIC_EnableIRQ(EXTI0_IRQn);
        34
        35    while (1) {
        36        // 主循环
        37        // ...
        38    }
        39
        40    return 0;
        41}
        42
        43// 定义一个中断回调函数
        44void my_irq_handler(void) {
        45    // 处理中断事件
        46    // ...
        47}

        在上面的示例程序中,我们首先定义了一个回调函数类型irq_callback_t ,它指向一个参数为 void,返回类型为void的函数。接着,我们定义了一个全局变量irq_callback,用于保存中断回调函数。在中断处理函数EXTI0_IRQHandler中,我们首先判断irq_callback是否为NULL,如果不为NULL,则调用中断回调函数。在函数register_irq_callback中,我们将中断回调函数指针保存在全局变量irq_callback 中。在  main函数中,我们注册了中断回调函数 ,并启用了中断。在中断回调函数my_irq_handler中,我们可以处理中断事件。

        注意:函数回调注册机制在嵌入式系统中虽然常见,但也需要注意线程安全、内存管理等方面的问题,以保证程序的正确性和可靠性。此外,函数回调注册机制还可以用于实现定时器事件。定时器通常用于周期性地生成定时中断,并在中断处理函数中调用注册的回调函数。

        下面是一个使用定时器的例子:

        1#include "stm32f4xx.h"
         2
         3// 定义一个回调函数类型
         4typedef void (*timer_callback_t)(void);
         5
         6// 定义一个全局变量,用于保存定时器回调函数
         7timer_callback_t timer_callback = NULL;
         8
         9// 定义一个定时器中断处理函数
        10void TIM2_IRQHandler(void) {
        11    // 调用定时器回调函数
        12    if (timer_callback) {
        13        timer_callback();
        14    }
        15
        16    // 清除中断标志位
        17    TIM_ClearITPendingBit(TIM2, TIM_IT_Update);
        18}
        19
        20// 定义一个函数,用于注册定时器回调函数
        21void register_timer_callback(timer_callback_t cb) {
        22    timer_callback = cb;
        23}
        24
        25int main() {
        26    // 初始化定时器和中断
        27    // ...
        28
        29    // 注册定时器回调函数
        30    register_timer_callback(my_timer_handler);
        31
        32    // 启用定时器
        33    TIM_Cmd(TIM2, ENABLE);
        34
        35    while (1) {
        36        // 主循环
        37        // ...
        38    }
        39
        40    return 0;
        41}
        42
        43// 定义一个定时器回调函数
        44void my_timer_handler(void) {
        45    // 处理定时器事件
        46    // ...
        47}


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