状态机(state machine)
有5个要素,分别是状态(state)、迁移(transition)、事件(event)、动作(action)、条件(guard)。
状态:
一个系统在某一时刻所存在的稳定的工作情况,系统在整个工作周期中可能有多个状态。例如:一个电动机有正转、反转、停转这三个状态。
一个状态机需要在状态集合中选取一个作为初始状态。
迁移
系统从一个状态迁移到另一个状态的过程称作迁移,
迁移不是自动发生的
,需要外界对系统施加影响。停转的电动机自己不会转起来,让它转起来必须上电。
事件
某一时刻发生的对系统有意义的事情,状态机之所以发生状态迁移,就是因为出现了事件。
对电动机来说,加正电压、加负电压、断电就是事件
。
动作
在状态机的迁移过程中,
状态机会做出一些其他的行为,这些行为就是动作
,动作是状态机对事件的响应。给停转的电动机加正电压,电动机由停转状态迁移到正转状态,同时会启动电机,这个启动过程可以看做是动作,也就是对上电事件的响应。
条件
状态机对事件并不是有求必应的,有了事件,
状态机还要满足一定的条件才能发生状态迁移
。
int 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) /*击键是否满 5 次 从0开始的*/
{
switch(g_stFSM.u8LedStat)
{
case LS_OFFOFF:
led_on(LED1); /*输出动作*/
g_stFSM.u8KeyCnt = 0;
g_stFSM.u8LedStat = LS_ONOFF; /*状态迁移*/
break;
case LS_ONOFF:
led_on(LED2); /*输出动作*/
g_stFSM.u8KeyCnt = 0;
g_stFSM.u8LedStat = LS_ONON; /*状态迁移*/
break;
case LS_ONON:
led_off(LED1); /*输出动作*/
g_stFSM.u8KeyCnt = 0;
g_stFSM.u8LedStat = LS_OFFON; /*状态迁移*/
break;
case LS_OFFON:
led_off(LED2); /*输出动作*/
g_stFSM.u8KeyCnt = 0;
g_stFSM.u8LedStat = LS_OFFOFF; /*状态迁移*/
break;
default: /*非法状态*/
led_off(LED1);
led_off(LED2);
g_stFSM.u8KeyCnt = 0;
g_stFSM.u8LedStat = LS_OFFOFF; /*恢复初始状态*/
break;
}
}
else
{
g_stFSM.u8KeyCnt++; /*状态不迁移,仅记录击键次数*/
}
}
状态机编程的优点
1)提高CPU使用效率
将程序状态机化,程序只需要用全局变量记录下工作状态,就可以转头去做别的工作了,当然忙完那些任务要再看看工作状态有没有变化。主要目标事件(定时未到、电平没跳变、串口数据没收完)还没发生,工作状态就不会改变,程序就一直重复着”监控-else-监控-else”这样的循环。
状态机处理实质为** 在程序等待事件的过程中间隔性地插入一些有意义的工作**,让CPU不是一直等待。
2)逻辑完备性
状态机是一种以系统状态为中心,以事件为变量的设计方法,它专注于各个状态的特点以及状态之间相互转换的关系。状态的转换又是事件引起的,则在考虑某个具体状态的时候,要考虑任何一个事件对这个状态有什么样的影响。
3)程序结构清晰