13.3 多個(gè) .c 文件的初步認(rèn)識(shí)

我們上一節(jié)的這個(gè)液晶滾屏移動(dòng)程序，大概有160行左右。隨著我們硬件模塊使用的增多，程序量的增大，我們往往要把程序?qū)懙蕉鄠€(gè)文件里，方便代碼的編寫(xiě)、維護(hù)和移植。

比如這個(gè)液晶滾屏程序，我們就可以把 1602 底層的功能函數(shù)專門(mén)寫(xiě)到一個(gè) .c 文件內(nèi)，如LcdWaitReady、LcdWriteCmd、LcdWriteDat、LcdShowStr、LcdSetCursor、InitLcd1602 這些函數(shù)，都是屬于液晶底層驅(qū)動(dòng)的程序代碼，我們要使用液晶功能的時(shí)候，只有兩個(gè)函數(shù)對(duì)我們實(shí)際功能實(shí)現(xiàn)部分有用，一個(gè)是 InitLcd1602 這個(gè)函數(shù)，因?yàn)樾枰瘸跏蓟壕?，另外一個(gè)就是 LcdShowStr 這個(gè)函數(shù)，我們只需要把要顯示的內(nèi)容通過(guò)參數(shù)傳遞給這個(gè)函數(shù)，這個(gè)函數(shù)就可以實(shí)現(xiàn)我們想要的顯示效果，所以我們把這幾個(gè)底層的液晶驅(qū)動(dòng)程序都放到另外一個(gè)文件 Lcd1602.c 文件中，而我們想實(shí)現(xiàn)的一些比如滾動(dòng)實(shí)現(xiàn)、中斷等上層功能程序全部都放到 main.c 中，但是 main.c 文件如何調(diào)用 Lcd1602.c 文件中的函數(shù)呢？

C 語(yǔ)言中，有一個(gè) extern 關(guān)鍵字，它有兩個(gè)基本作用。

1、當(dāng)一個(gè)變量的聲明不在文件的開(kāi)頭，在它聲明之前的函數(shù)想要引用的話，則應(yīng)該用 extern 進(jìn)行“外部變量”聲明。用一個(gè)簡(jiǎn)單的程序給大家介紹一下，知道這么回事，能看懂別人寫(xiě)的就行，自己寫(xiě)就別這么用了。

#include <reg52.h>
sbit LED = P0^0;
void main(){
    extern unsigned int i;
    while(1){
        LED = 0; //點(diǎn)亮小燈
        for(i=0;i<30000;i++); //延時(shí)
        LED = 1; //熄滅小燈
        for(i=0;i<30000;i++); //延時(shí)
    }
}
unsigned int i = 0;
// ... ...

變量的作用域，是從聲明這個(gè)變量開(kāi)始往后所有的程序，如果我們調(diào)用在前，聲明在后，那么就是這么用。但是實(shí)際開(kāi)發(fā)過(guò)程中，我們一般都不會(huì)這樣做，所以僅僅是表達(dá)一下 extern 的這個(gè)用法，但它并不實(shí)用。

2、在一個(gè)工程中，我們?yōu)榱朔奖愎芾砗途S護(hù)代碼，用了多個(gè) .c 源文件，如果其中一個(gè) main.c 文件要調(diào)用 Lcd1602.c 文件里的變量或者函數(shù)的時(shí)候，我們就必須得在 main.c 里邊進(jìn)行一下外部聲明，告訴編譯器這個(gè)變量或者函數(shù)是在其它文件中定義的，可以直接在這個(gè)文件中進(jìn)行調(diào)用。

多 .c 文件的編程方式，大家不要想象的太復(fù)雜。首先新建一個(gè)工程，一個(gè)工程代表一個(gè)完整的單片機(jī)程序，只能生成一個(gè) hex，但是一個(gè)工程可以有很多個(gè) .c 源文件組成共同參與編譯。工程建立好之后，新建文件并且保存取名為 main.c 文件，再新建一個(gè)文件并且保存取名為 Lcd1602.c 文件，下面我們就可以在兩個(gè)不同文件中分別編寫(xiě)代碼了。當(dāng)然，在編寫(xiě)程序的過(guò)程中，不是說(shuō)我們要先把 main.c 的文件全部寫(xiě)完，再進(jìn)行 1602.c 程序的編寫(xiě)，而往往是交互的。比如我們先寫(xiě) Lcd1602.c 文件中部分 Lcd1602 液晶的底層函數(shù) LcdWaitReady、LcdWriteCmd、LcdWriteDat、InitLcd1602，然后編寫(xiě) main.c 文件中的功能程序，在編寫(xiě) main.c文件中程序時(shí)，又有對(duì) Lcd1602.c 底層程序的綜合調(diào)用，這個(gè)時(shí)候需要 Lcd1602.c 文件提供一個(gè)被調(diào)用的函數(shù)比如 LcdShowStr，我們就可以再到 Lcd1602.c 中把這個(gè)函數(shù)完成。當(dāng)然了，這僅僅是一個(gè)說(shuō)明例子而已，順序完全是沒(méi)有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的，實(shí)際應(yīng)用中如果對(duì)程序邏輯需求了解透徹，根據(jù)自己的理解去寫(xiě)程序即可。那我們把 1602 整屏移動(dòng)的程序改造成為多文件的程序，大家先初步認(rèn)識(shí)一下。

/***************************Lcd1602.c 文件程序源代碼*****************************/
#include <reg52.h>
#define LCD1602_DB P0
sbit LCD1602_RS = P1^0;
sbit LCD1602_RW = P1^1;
sbit LCD1602_E = P1^5;

/* 等待液晶準(zhǔn)備好 */
void LcdWaitReady(){
    unsigned char sta;
    LCD1602_DB = 0xFF;
    LCD1602_RS = 0;
    LCD1602_RW = 1;
    do {
        LCD1602_E = 1;
        sta = LCD1602_DB; //讀取狀態(tài)字
        LCD1602_E = 0;
    //bit7 等于 1 表示液晶正忙，重復(fù)檢測(cè)直到其等于 0 為止
    }while (sta & 0x80);
}
/* 向 LCD1602 液晶寫(xiě)入一字節(jié)命令，cmd-待寫(xiě)入命令值 */
void LcdWriteCmd(unsigned char cmd){
    LcdWaitReady();
    LCD1602_RS = 0;
    LCD1602_RW = 0;
    LCD1602_DB = cmd;
    LCD1602_E = 1;
    LCD1602_E = 0;
}
/* 向 LCD1602 液晶寫(xiě)入一字節(jié)數(shù)據(jù)，dat-待寫(xiě)入數(shù)據(jù)值 */
void LcdWriteDat(unsigned char dat){
    LcdWaitReady();
    LCD1602_RS = 1;
    LCD1602_RW = 0;
    LCD1602_DB = dat;
    LCD1602_E = 1;
    LCD1602_E = 0;
}
/* 設(shè)置顯示 RAM 起始地址，亦即光標(biāo)位置，(x,y)-對(duì)應(yīng)屏幕上的字符坐標(biāo) */
void LcdSetCursor(unsigned char x, unsigned char y){
    unsigned char addr;
    if (y == 0){ //由輸入的屏幕坐標(biāo)計(jì)算顯示 RAM 的地址
        addr = 0x00 + x; //第一行字符地址從 0x00 起始
    }else{
        addr = 0x40 + x; //第二行字符地址從 0x40 起始
    }
    LcdWriteCmd(addr | 0x80); //設(shè)置 RAM 地址
}
/* 在液晶上顯示字符串，(x,y)-對(duì)應(yīng)屏幕上的起始坐標(biāo)，
    str-字符串指針，len-需顯示的字符長(zhǎng)度 */
void LcdShowStr(unsigned char x, unsigned char y,
        unsigned char *str, unsigned char len){
    LcdSetCursor(x, y); //設(shè)置起始地址
    while (len--){ //連續(xù)寫(xiě)入 len 個(gè)字符數(shù)據(jù)
        LcdWriteDat(*str++);
    }
}
/* 初始化 1602 液晶 */
void InitLcd1602(){
    LcdWriteCmd(0x38); //16*2 顯示，5*7 點(diǎn)陣，8 位數(shù)據(jù)接口
    LcdWriteCmd(0x0C); //顯示器開(kāi)，光標(biāo)關(guān)閉
    LcdWriteCmd(0x06); //文字不動(dòng)，地址自動(dòng)+1
    LcdWriteCmd(0x01); //清屏
}

/*****************************main.c 文件程序源代碼******************************/
#include <reg52.h>
bit flag500ms = 0; //500ms 定時(shí)標(biāo)志
unsigned char T0RH = 0; //T0 重載值的高字節(jié)
unsigned char T0RL = 0; //T0 重載值的低字節(jié)
//待顯示的第一行字符串
unsigned char code str1[] = "Kingst Studio";
//待顯示的第二行字符串，需保持與第一行字符串等長(zhǎng)，較短的行可用空格補(bǔ)齊
unsigned char code str2[] = "Let's move...";

void ConfigTimer0(unsigned int ms);
extern void InitLcd1602();
extern void LcdShowStr(unsigned char x, unsigned char y,
unsigned char *str, unsigned char len);

void main(){
    unsigned char i;
    unsigned char index = 0; //移動(dòng)索引
    unsigned char pdata bufMove1[16+sizeof(str1)+16]; //移動(dòng)顯示緩沖區(qū) 1
    unsigned char pdata bufMove2[16+sizeof(str2)+16]; //移動(dòng)顯示緩沖區(qū) 2
    EA = 1; //開(kāi)總中斷
    ConfigTimer0(10); //配置 T0 定時(shí) 10ms
    InitLcd1602(); //初始化液晶

    //緩沖區(qū)開(kāi)頭一段填充為空格
    for (i=0; i<16; i++){
        bufMove1[i] = ' ';
        bufMove2[i] = ' ';
    }
    //待顯示字符串拷貝到緩沖區(qū)中間位置
    for (i=0; i<(sizeof(str1)-1); i++){
        bufMove1[16+i] = str1[i];
        bufMove2[16+i] = str2[i];
    }
    //緩沖區(qū)結(jié)尾一段也填充為空格
    for (i=(16+sizeof(str1)-1); i<sizeof(bufMove1); i++){
        bufMove1[i] = ' ';
        bufMove2[i] = ' ';
    }

    while (1){
        if (flag500ms){ //每 500ms 移動(dòng)一次屏幕
            flag500ms = 0;
            //從緩沖區(qū)抽出需顯示的一段字符顯示到液晶上
            LcdShowStr(0, 0, bufMove1+index, 16);
            LcdShowStr(0, 1, bufMove2+index, 16);
            //移動(dòng)索引遞增，實(shí)現(xiàn)左移
            index++;
            if (index >= (16+sizeof(str1)-1)){ //起始位置達(dá)到字符串尾部后即返回從頭開(kāi)始
                index = 0;
            }
        }
    }
}
/* 配置并啟動(dòng) T0，ms-T0 定時(shí)時(shí)間 */
void ConfigTimer0(unsigned int ms){
    unsigned long tmp; //臨時(shí)變量
    tmp = 11059200 / 12; //定時(shí)器計(jì)數(shù)頻率
    tmp = (tmp * ms) / 1000; //計(jì)算所需的計(jì)數(shù)值
    tmp = 65536 - tmp; //計(jì)算定時(shí)器重載值
    tmp = tmp + 12; //補(bǔ)償中斷響應(yīng)延時(shí)造成的誤差
    T0RH = (unsigned char)(tmp>>8); //定時(shí)器重載值拆分為高低字節(jié)
    T0RL = (unsigned char)tmp;

    TMOD &= 0xF0; //清零 T0 的控制位
    TMOD |= 0x01; //配置 T0 為模式 1
    TH0 = T0RH; //加載 T0 重載值
    TL0 = T0RL;
    ET0 = 1; //使能 T0 中斷
    TR0 = 1; //啟動(dòng) T0
}
/* T0 中斷服務(wù)函數(shù)，定時(shí) 500ms */
void InterruptTimer0() interrupt 1{
    static unsigned char tmr500ms = 0;
    TH0 = T0RH; //重新加載重載值
    TL0 = T0RL;
    tmr500ms++;
    if (tmr500ms >= 50){
        tmr500ms = 0;
        flag500ms = 1;
    }
}

我們?cè)?main.c 中要調(diào)用 Lcd1602.c 文件中的 InitLcd1602()和 LcdShowStr 這兩個(gè)函數(shù)，只需要在 main.c 中進(jìn)行 extern 聲明即可。大家用 Keil 軟件編程試試，真正的感覺(jué)一下多 .c 源文件的好處。如果這個(gè)程序給你的感覺(jué)還不深刻，那下面我們來(lái)做一個(gè)稍微大點(diǎn)的程序來(lái)體會(huì)一下。