自由支配!不要讓MCU、內(nèi)核或編程語(yǔ)言干擾你的設(shè)計(jì)

　　正如前面所述，這是一個(gè)直接和相對(duì)簡(jiǎn)單的應(yīng)用，非常簡(jiǎn)單以至于不需要考慮系統(tǒng)，而是很自然地跳到實(shí)施(我相信大多數(shù)讀者甚至可以說(shuō)出最喜歡的微控制器供應(yīng)商的型號(hào))。可以是用于次級(jí)市場(chǎng)的高端PC游戲圖形系統(tǒng)的墻恒溫器或溫度管理裝置。用于墻恒溫器的微控制器的具體實(shí)施基本不需用于圖形系統(tǒng)。重點(diǎn)是，無(wú)論設(shè)計(jì)顯得多么簡(jiǎn)單，都有很好的理由先設(shè)計(jì)系統(tǒng)，然后實(shí)現(xiàn)它。將其盡量設(shè)計(jì)成適合通常應(yīng)用。

　　開始時(shí)，需要考慮理想的系統(tǒng)設(shè)計(jì)，然后生成layers，在理想的系統(tǒng)和實(shí)際實(shí)施之間構(gòu)建wrappers(有時(shí)是雜亂的)。“控制邏輯”部分作為框圖的核心是有充分理由的-因?yàn)樗窍到y(tǒng)的內(nèi)核。周圍的每個(gè)部分都服務(wù)于“控制邏輯”部分，要根據(jù)需要提供“服務(wù)”。

　　應(yīng)自“溫度傳感器”部分開始。其理由是獲得當(dāng)前/瞬時(shí)溫度，并以一致的格式提供出來(lái)。從“控制邏輯”的角度來(lái)看，其作用是“獲取溫度”，并以格式化的值(xxx.xx攝氏度)返回當(dāng)前溫度值。溫度傳感器部分的硬件wrappers將包括實(shí)施中任何需要用來(lái)將原溫度傳感輸入“翻譯”成預(yù)期格式的攝氏度。這可能意味著需要考慮獲得新讀數(shù)的最佳時(shí)間，如果溫度讀數(shù)中有太多的噪音(無(wú)論何種原因)，應(yīng)添加過(guò)濾算法，并且如果溫度硬件出現(xiàn)故障，應(yīng)采用決策邏輯。重點(diǎn)是，“溫度傳感器”部分的輸出是什么，而且傳遞到“控制邏輯”應(yīng)為理想的溫度，所有的噪音，實(shí)際隱藏的細(xì)節(jié)都應(yīng)很容易的由wrapper代替。

　　如果設(shè)計(jì)需要從系統(tǒng)中三個(gè)不同的點(diǎn)測(cè)量三個(gè)溫度值(對(duì)于計(jì)算機(jī)箱內(nèi)的計(jì)算機(jī)很普遍)怎么辦?處理這三個(gè)溫度是控制邏輯問(wèn)題(例如，何時(shí)多路輸出也將受到控制)?如果是這樣，從1個(gè)溫度轉(zhuǎn)換到3個(gè)溫度首先意味著“溫度傳感器”部分要更新，以提供3個(gè)溫度和為每個(gè)溫度實(shí)施創(chuàng)建的wrappers(允許多種類型的輸入)，然后控制邏輯也因?yàn)槎鄠€(gè)輸出而更新。這可能意味著三個(gè)不同的“GetTemperature_n”服務(wù)或需要更新服務(wù)以確定是識(shí)別哪個(gè)溫度的參量。

　　如果三個(gè)溫度僅僅用于加權(quán)以得到一個(gè)“更真實(shí)”的系統(tǒng)溫度，控制邏輯不需要改變，只需將含wrappers的溫度傳感塊以統(tǒng)一格式輸入這三個(gè)溫度，然后通過(guò)一個(gè)wrappers來(lái)對(duì)這三個(gè)溫度進(jìn)行加權(quán)，生成控制邏輯所需的單一溫度。這種方法易于包含來(lái)自不同的溫度輸入(例如，圖形處理器的二極管結(jié)測(cè)量和連接到PCB的模擬熱敏電阻)，因?yàn)閣rappers將系統(tǒng)邏輯與硬件隔離開。

　　讓我們以兩個(gè)不同的實(shí)現(xiàn)例子驗(yàn)證這個(gè)論點(diǎn)：一個(gè)用于墻恒溫器，另一個(gè)是顯卡上的溫度控制子系統(tǒng)。首先對(duì)于墻恒溫器，如圖2所示，假定使用基于8051的賽普拉斯PSoC3設(shè)備。“溫度傳感器”部分的硬件由連接到ADC(16位Δ-Σ轉(zhuǎn)換器)的熱敏電阻組成。“用戶輸入”部分的硬件由5個(gè)常開按鍵開關(guān)組成，一邊連接到電路接地端，另一邊連接到含內(nèi)部上拉電阻的5輸入數(shù)字端口。“熱和冷命令”模塊的硬件部分包括三個(gè)功率場(chǎng)效應(yīng)管，由配置為開漏低輸出的3輸出端口驅(qū)動(dòng)。最后，“顯示輸出”塊的硬件實(shí)現(xiàn)是串行字符液晶顯示器，能夠根據(jù)需要顯示字母數(shù)字字符串。

　　對(duì)于第2個(gè)應(yīng)用，即顯示卡，將用戶輸入從離散開關(guān)變?yōu)镮2C基于寄存器的從接口(由主CPU而不是人類直接控制)，并將串行LCD顯示變?yōu)镾PI-從控制顯示器(使用一系列的寄存器和指令，可能是安裝在主計(jì)算機(jī)外殼前面板上的遠(yuǎn)程變頻顯示，未安裝到顯卡上)。溫度輸入和HVAC命令保持不變。圖3顯示了早期實(shí)施的變化，假定使用基于8051的賽普拉斯PSoC3設(shè)備。