玩單片機還可以,，各個外設也都會驅動,，但是如果讓你完整的寫一套代碼時，卻無邏輯與框架可言,。這說明編程還處于比較低的水平,，你需要學會一種好的編程框架或者一種編程思想！比如模塊化編程,、狀態(tài)機編程,、分層思想等，相關推薦：分享兩種單片機編程思想,。
本文來說一下狀態(tài)機編程,。
什么是狀態(tài)機？
狀態(tài)機（state machine）有5個要素：
狀態(tài)（state）
遷移（transiTIon）
事件（event）
動作（acTIon）
條件（guard）
狀態(tài)：一個系統(tǒng)在某一時刻所存在的穩(wěn)定的工作情況,，系統(tǒng)在整個工作周期中可能有多個狀態(tài),。例如一部電動機共有正轉、反轉,、停轉這 3 種狀態(tài),。
一個狀態(tài)機需要在狀態(tài)集合中選取一個狀態(tài)作為初始狀態(tài),。
遷移：系統(tǒng)從一個狀態(tài)轉移到另一個狀態(tài)的過程稱作遷移，遷移不是自動發(fā)生的,，需要外界對系統(tǒng)施加影響,。停轉的電動機自己不會轉起來，讓它轉起來必須上電,。
事件：某一時刻發(fā)生的對系統(tǒng)有意義的事情,，狀態(tài)機之所以發(fā)生狀態(tài)遷移，就是因為出現(xiàn)了事件,。對電動機來講,，加正電壓、加負電壓,、斷電就是事件,。
動作：在狀態(tài)機的遷移過程中，狀態(tài)機會做出一些其它的行為,，這些行為就是動作,，動作是狀態(tài)機對事件的響應。給停轉的電動機加正電壓,，電動機由停轉狀態(tài)遷移到正轉狀態(tài),，同時會啟動電機，這個啟動過程可以看做是動作,，也就是對上電事件的響應,。
條件：狀態(tài)機對事件并不是有求必應的，有了事件,，狀態(tài)機還要滿足一定的條件才能發(fā)生狀態(tài)遷移,。還是以停轉狀態(tài)的電動機為例，雖然合閘上電了,，但是如果供電線路有問題的話,，電動機還是不能轉起來。
舉個例子
要解決的問題
電路如下圖：
器件包括單片機MCU,、一按鍵K0,、LED燈L1和L2。
實現(xiàn)功能描述：
L1L2狀態(tài)轉換順序OFF/OFF--->ON/OFF--->ON/ON--->OFF/ON--->OFF/OFF
通過按鍵控制L1L2的狀態(tài),，每次狀態(tài)轉換需連續(xù)按鍵5次
L1L2的初始狀態(tài)OFF/OFF
狀態(tài)轉換圖
在狀態(tài)機編程中,，正確的順序應該是先有狀態(tài)轉換圖，后有程序,，程序應該是根據設計好的狀態(tài)圖寫出來的,。
下面這張按鍵控制流水燈狀態(tài)轉換圖，是用UML（統(tǒng)一建模語言）的語法元素畫出來的，語法不是很標準,，但拿來解釋問題足夠了,。
上圖中，圓角矩形代表狀態(tài)機的各個狀態(tài),，里面標注著狀態(tài)的名稱,。
帶箭頭的直線或弧線代表狀態(tài)遷移，起于初態(tài),，止于次態(tài)。
圖中的文字內容是對遷移的說明,，格式是：事件[條件]/動作列表（后兩項可選）,。
“事件[條件]/動作列表”要說明的意思是：如果在某個狀態(tài)下發(fā)生了“事件”，并且狀態(tài)機
滿足“[條件]”,，那么就要執(zhí)行此次狀態(tài)轉移,，同時要產生一系列“動作”，以響應事件,。在這個例子里,，我用“KEY”表示擊鍵事件。
圖中有一個黑色實心圓點,，表示狀態(tài)機在工作之前所處的一種不可知的狀態(tài),，在運行之前狀態(tài)機必須強制地由這個狀態(tài)遷移到初始狀態(tài)，這個遷移可以有動作列表（如圖1所示）,，但不需要事件觸發(fā),。
圖中還有一個包含黑色實心圓點的圓圈，表示狀態(tài)機生命周期的結束,，這個例子中的狀態(tài)機生生不息,，所以沒有狀態(tài)指向該圓圈。
程序代碼
下面是根據上述狀態(tài)轉換圖寫成的代碼：
void main（void）{ sys_init（）,； led_off（LED1）,； led_off（LED2）； g_stFSM.u8LedStat = LS_OFFOFF; g_stFSM.u8KeyCnt = 0;while（1） {if（test_key（）==TRUE） { fsm_acTIve（）,； }else { ; /*idle code*/ } }}void fsm_acTIve（void）{if（g_stFSM.u8KeyCnt > 3） /*擊鍵是否滿 5 次*/ {switch（g_stFSM.u8LedStat） {case LS_OFFOFF: led_on（LED1）,； /*輸出動作*/ g_stFSM.u8KeyCnt = 0; g_stFSM.u8LedStat = LS_ONOFF; /*狀態(tài)遷移*/break;case LS_ONOFF: led_on（LED2）； /*輸出動作*/ g_stFSM.u8KeyCnt = 0; g_stFSM.u8LedStat = LS_ONON; /*狀態(tài)遷移*/break;case LS_ONON: led_off（LED1）,； /*輸出動作*/ g_stFSM.u8KeyCnt = 0; g_stFSM.u8LedStat = LS_OFFON; /*狀態(tài)遷移*/break;case LS_OFFON: led_off（LED2）,； /*輸出動作*/ g_stFSM.u8KeyCnt = 0; g_stFSM.u8LedStat = LS_OFFOFF; /*狀態(tài)遷移*/break;default: /*非法狀態(tài)*/ led_off（LED1）； led_off（LED2）,； g_stFSM.u8KeyCnt = 0; g_stFSM.u8LedStat = LS_OFFOFF; /*恢復初始狀態(tài)*/break; } }else { g_stFSM.u8KeyCnt++; /*狀態(tài)不遷移,，僅記錄擊鍵次數*/ }}
先看一下fsm_active（）這個函數，g_stFSM.u8KeyCnt = 0;這個語句在switch—case里共出現(xiàn)了 5 次,，前 4 次是作為各個狀態(tài)遷移的動作出現(xiàn)的,。從代碼簡化提高效率的角度來看,，我們完全可以把這 5 次合并為 1 次放在 switch—case 語句之前，兩者的效果是完全一樣的,，代碼里之所以這樣啰嗦,，是為了清晰地表明每次狀態(tài)遷移中所有的動作細節(jié)，這種方式和上面狀態(tài)轉換圖所要表達的意圖是完全一致的,。
再看一下g_stFSM這個狀態(tài)機結構體變量,，它有兩個成員：u8LedStat和 u8KeyCnt。用這個結構體來做狀態(tài)機好像有點兒啰嗦,，我們能不能只用一個像 u8LedStat 這樣的整型變量來做狀態(tài)機呢,？
當然可以！我們把上圖中的這 4 個狀態(tài)各自拆分成 5 個小狀態(tài),，這樣用 20 個狀態(tài)同樣能實現(xiàn)這個狀態(tài)機,，而且只需要一個 unsigned char 型的變量就足夠了，每次擊鍵都會引發(fā)狀態(tài)遷移,， 每遷移 5 次就能改變一次 LED 燈的狀態(tài),，從外面看兩種方法的效果完全一樣。
假設我把功能要求改一下,，把連續(xù)擊鍵5次改變L1L2的狀態(tài)改為連續(xù)擊鍵100次才能改變L1L2的狀態(tài),。這樣的話第二種方法需要4X100=400個狀態(tài)！而且函數fsm_active（）中的switch—case語句里要有400個case,，這樣的程序還有法兒寫么,？！
同樣的功能改動,，如果用g_stFSM這個結構體來實現(xiàn)狀態(tài)機的話,，函數fsm_active（）只需要將if（g_stFSM.u8KeyCnt>3）改為if（g_stFSM.u8KeyCnt > 98）就可以了！
g_stFSM結構體的兩個成員中,，u8LedStat可以看作是質變因子,，相當于主變量；u8KeyCnt可以看作是量變因子,，相當于輔助變量,。量變因子的逐步積累會引發(fā)質變因子的變化。
像g_stFSM這樣的狀態(tài)機被稱作Extended State Machine,。
更多信息可以來這里獲取==>>電子技術應用-AET<<
