[嵌入式]stm32用面向对象的方法点亮指示灯，方便添加新成员和修改参数

在调试产品时，我们会用到指示灯来指示产品的当前状态，以便于定位问题点。

本文运用结构体和函数指针的方法，用类似于面向对象编程思维来点亮指示灯。

这种方法优点是：

1、保持模块的独立性，降低模块间的耦合度。

2、方便添加加新成员，想加几个灯就加几个灯。

缺点是：

1、程序用到结构体和函数指针操作，比较复杂。

2、占用内存比较大，小内存单片机不建议使用。

下面是代码，可以实现以下功能：

1、控制指示灯亮灭。

2、控制指示灯闪烁，闪烁初态，闪烁终态，闪烁周期，闪烁次数或持续闪烁。

3、方便添加新指示灯，各个指示灯的状态互不影响。

我不讲实现原理，只讲解如何使用代码，有兴趣的同学可以研究下源码。

建议大家直接拿来用，提高效率。

以下是全部源码

led_drive.h文件

#ifndef LED_DRIVE_H
#define LED_DRIVE_H
#include "gpio.h"

typedef unsigned char 		u8;
typedef unsigned short int  u16;
typedef unsigned int  		u32;

#define d_LED_num_Max 2

typedef enum LED_MODE
{
	NOP		 	=0x00,//初始状态
	ON_OFF	 	=0x01,//亮灭模式
	BLink 	 	=0x02,//闪烁模式
}LED_MODE;

typedef struct LED
{
	GPIO_TypeDef *GPIOx;//GPIOx,x=A,B,C,D...
	u16	GPIO_Pin;       //GPIO_Pinx,x=1,2,3,4...
	u8 init_state;      //闪烁的初始状态
	u8 final_state;     //闪烁的最终状态
	u8 mode;            //亮灭或是闪烁模式
	u8 numblinks;       //闪烁次数，设置为100次以上，指示灯闪烁不停
	u8 tim;             //控制闪烁周期的变量，内部使用
	u8 period;          //闪烁周期
	void (*LED_GPIO_Init)(struct LED *pLeds);//指示灯的GPIO初始化
	void (*Set_LED_Mode)(struct LED *pLeds,u8 init_state,u8 final_state,LED_MODE mode,u8 numblinks,u8 period);//设置指示灯的参数
	void (*LED_ON_OFF)(struct LED *pLeds,u8 state);// 亮灭模式使用，控制指示灯亮灭
}type_LED;

extern u8 B_LED_JC;//放在定时器中，每100ms置位，用于控制指示灯时序
extern void LED_Drive(void);//放在main函数，while(1)执行
extern void LED_Init(void);//初始化所有指示灯的参数
extern type_LED leds[d_LED_num_Max];//指示灯成员，d_LED_num_Max是指示灯数量，修改它可以增加或减少指示灯成员。
#endif

led_drive.c文件

#include "led_drive.h"

type_LED leds[d_LED_num_Max];

void LED_GPIO_Init(type_LED *pLeds);
void LED_ON_OFF(type_LED *pLeds,u8 state);
void Set_LED_Mode(type_LED *pleds,u8 init_state,u8 final_state,LED_MODE mode,u8 numblinks,u8 period);

//本例程只有两个指示灯，LED0和LED1，IO口输出高电平，灯亮
//用户需要多少个指示灯可以改变d_LED_num_Max的值，然后在下面进行IO口初始化。
void LED_Init(void)
{
	u8  i;
	leds[0].GPIOx=GPIOA;
	leds[0].GPIO_Pin=GPIO_PIN_1;

	leds[1].GPIOx=GPIOB;
	leds[1].GPIO_Pin=GPIO_PIN_2;

    //leds[2].GPIOx=GPIOB;        用户添加新成员后，在这里初始化新成员的IO口
    //leds[2].GPIO_Pin=GPIO_PIN_5;用户添加新成员后，在这里初始化新成员的IO口
	
	for(i=0;i<d_LED_num_Max;i++)
	{
		leds[i].init_state=0;
		leds[i].final_state=0;
		leds[i].mode=ON_OFF;
		leds[i].numblinks=0;
		leds[i].tim=0;
		leds[i].period=0;
		leds[i].LED_GPIO_Init=LED_GPIO_Init;
		leds[i].Set_LED_Mode=Set_LED_Mode;
		leds[i].LED_ON_OFF=LEDx_ON_OFF;
		leds[i].LED_GPIO_Init(&leds[i]);
		leds[i].LED_ON_OFF(&leds[i],leds[i].init_state);
		leds[i].Set_LED_Mode(&leds[i],leds[i].init_state,leds[i].final_state,ON_OFF,leds[i].numblinks,leds[i].period);
	}
}


void LED_GPIO_Init(type_LED *pLeds)
{
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};
	GPIO_InitStruct.Pin = pLeds->GPIO_Pin;
	GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;
    GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
    GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW;
	HAL_GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStruct);
}

void LEDx_ON_OFF(type_LED *pLeds,u8 state)
{
	switch(state)
	{
		case 0:HAL_GPIO_WritePin(pLeds->GPIOx, pLeds->GPIO_Pin, GPIO_PIN_RESET);break;
		case 1:HAL_GPIO_WritePin(pLeds->GPIOx, pLeds->GPIO_Pin, GPIO_PIN_SET);break;
		default:HAL_GPIO_WritePin(pLeds->GPIOx, pLeds->GPIO_Pin, GPIO_PIN_RESET);break;
	}
}

void Set_LED_Mode(type_LED *pleds,u8 init_state,u8 final_state,LED_MODE mode,u8 numblinks,u8 period)//numblinks最大值只能设置为100，设置大于100，就是持续闪烁。
{
	pleds->init_state=init_state;
	pleds->final_state=final_state;
	pleds->mode=mode;
	pleds->numblinks=(numblinks<<1)-1;
	pleds->period=period;
	pleds->tim=0;
}

u8 B_LED_JC;//这个标志位放在定时器中断函数里，每100ms置1，用于控制指示灯时序
//如果要求时序非常精确，不用B_LED_JC，直接把LED_Drive()放到定时器中断函数中。
void LED_Drive(void)
{
	static u8 led_state[d_LED_num_Max];//闪烁变量
	u8 i;
	if(!B_LED_JC)
		return;
	B_LED_JC=0;
	
	for(i=0;i<d_LED_num_Max;i++)
	{
		if(leds[i].mode==ON_OFF)
		{
			LED_ON_OFF(&leds[i],leds[i].init_state);
		}
		if(leds[i].mode==BLink)
		{
			if(leds[i].numblinks)
			{
				if(leds[i].tim==0)//指示灯初始状态
				{
					led_state[i]=leds[i].init_state;
					LED_ON_OFF(&leds[i],led_state[i]);
				}
				if(leds[i].tim<leds[i].period)//闪烁周期控制
					leds[i].tim++;
				else
				{
					led_state[i]++;
					led_state[i]&=0x01;
					LED_ON_OFF(&leds[i],led_state[i]);
					leds[i].tim=1;
					if(leds[i].numblinks>=199)//闪烁次数设置大于100次，持续闪烁
						continue;
					leds[i].numblinks--;
				}
			}
			else
				LED_ON_OFF(&leds[i],leds[i].final_state);//指示灯最终状态
		}
	}
}

main.c

int main(void)
{
 
  HAL_Init();
  SystemClock_Config();
  MX_GPIO_Init();
  LED_Init();//初始化所有指示灯的IO和参数
  leds[0].Set_LED_Mode(&leds[0],1,1,ON_OFF,0,0);//设置LED0初始状态为亮灯，最终状态为亮灯，模式为亮灭模式，闪烁次数为0次，闪烁周期为0ms，即LED0长亮
  leds[1].Set_LED_Mode(&leds[1],1,0,BLink,10,5);//设置LED1初始状态为亮灯，最终状态为灭灯，模式为闪烁模式，闪烁次数为10次，闪烁周期为5*100ms=500ms。设置完之后，LED1每500ms闪烁一次，10次之后灭灯。
  while (1)
  {
    LED_Drive();
  }
}

用户使用代码时需要修改3处。

1、#define d_LED_num_Max 2 //修改指示灯数量。

2、LED_Init()中，IO口的初始化。

3、在应用程序中调用leds[0].Set_LED_Mode(&leds[0],1,1,ON_OFF,0,0);修改指示灯的参数。