为什么使用C++进行MCU开发

我从18年开始在STM32等上使用C++编程，在医疗器械行业进行IVD仪器开发，在此之前的项目开发中我是使用C语言。初次在MCU上使用C++，我有很多疑惑：C语言不挺好的吗？MCU上居然可以使用C++？为什么选择C++？

工作七八年了，以前都没写过博客，现在开始记录一点东西吧！

尽管18年时使用C语言进行MCU开发已经相当熟练，但C++我是刚入茅庐，才会有那些疑问，并还专门请教了部门经理。这几年，随着工作经验的积累，愈发的认通C++在产品开发中的优点，那些疑惑也随之解开。
使用C++进行MCU开发，不代表只用C++，C语言也是可以混用的，特别是原厂提供的一些SDK，可以用C++封装这层SDK，后续、上层驱动业务进行C++开发。

场景描述

这里使用NXP的S32K1系列MCU，使用TI的TMP101温度传感器做示例。开发环境使用NXP的S32DS，使用其C库SDK，编程语言为C++。为了使用C++演示，建立工程时选择C++语言，不选择SDK，SDK部分由我们自行导入工程。

软件架构

这里进行演示，架构较为简单，在SDK基础上封装IIC驱动CI2C（C++），基于IIC驱动实现TMP101驱动CTmp（C++），板级相关时钟、引脚封装在CBoard中（C++），最后App中的main.cpp实现读取温度。

工程结构

基于上述软件架构[在SDK基础上封装IIC驱动CI2C（C++），基于IIC驱动实现TMP101驱动CTmp（C++），板级相关时钟、引脚封装在CBoard中（C++），最后App中的main.cpp实现读取温度。]实现工程结构：

CI2C类

参见NXP S32K1 IIC Driver接口与实现实现该C++类。

头文件：CI2C.h中主要实现初始化、读从机数据、写从机数据三大接口，为了省事，将板机相关的从机枚举、从机地址和波特率等也塞在了这里。

#ifndef CI2C_H_
#define CI2C_H_#include "stdint.h"
#include "lpi2c.h"class CI2C{public:void init(void);void deinit(void);bool read(uint8_t slave, uint8_t addr, uint8_t *data, uint16_t len);bool write(uint8_t slave, uint8_t addr, const uint8_t *data, uint16_t len);static CI2C *getInstance(void);enum SLAVE{SLAVE_TMP101 = 0x00,SLAVE_COUNT};private:static CI2C *pI2CInstance;void config(uint8_t slave);const uint32_t I2C_NO = INST_LPI2C;const uint32_t I2C_MAX_LEN = 128U;const uint32_t I2C_TOUT = 100U;uint8_t addr[SLAVE_COUNT] ={0x4A,//SLAVE_TMP101};uint32_t buad[SLAVE_COUNT] ={400000,//SLAVE_TMP101};};#endif /* CI2C_H_ */

源文件：CI2C.cpp则是上述接口的具体实现。

void CI2C::init(void)
{LPI2C_DRV_MasterInit(CI2C::I2C_NO, &lpi2c_MasterConfig0, &lpi2c_MasterState);
}void CI2C::deinit(void)
{LPI2C_DRV_MasterDeinit(CI2C::I2C_NO);
}bool CI2C::read(uint8_t slave, uint8_t addr, uint8_t *data, uint16_t len)
{bool rtv = true;config(slave);if( STATUS_SUCCESS == LPI2C_DRV_MasterSendDataBlocking(CI2C::I2C_NO, &addr, 1, false, CI2C::I2C_TOUT)){if(data && len && (STATUS_SUCCESS == LPI2C_DRV_MasterReceiveDataBlocking(CI2C::I2C_NO, data, len, true, CI2C::I2C_TOUT))){rtv = true;}else{rtv = false;}}else{rtv = false;}return rtv;
}bool CI2C::write(uint8_t slave, uint8_t addr, const uint8_t  *data, uint16_t len)
{bool rtv = true;config(slave);uint8_t *ptrans = new uint8_t[CI2C::I2C_MAX_LEN];uint8_t translen = 1;if(ptrans){*(ptrans+0) = addr;if(len != 0){if(data &&(len<CI2C::I2C_MAX_LEN-1)){memcpy((uint8_t*)(ptrans+1),data,len);translen += len;}else{rtv = false;}}if(rtv && (STATUS_SUCCESS == LPI2C_DRV_MasterSendDataBlocking(CI2C::I2C_NO, ptrans, translen, true, CI2C::I2C_TOUT))){rtv = true;}else{rtv = false;}}delete ptrans;return rtv;
}void CI2C::config(uint8_t slave)
{lpi2c_baud_rate_params_t baud;baud.baudRate = CI2C::buad[slave];LPI2C_DRV_MasterSetBaudRate(CI2C::I2C_NO,LPI2C_FAST_MODE, baud);LPI2C_DRV_MasterSetSlaveAddr(CI2C::I2C_NO, CI2C::addr[slave], false);
}

由于该款S32K1只有一个IIC模组，为了显得使用C++正规一点，整了一个单例，在其它文件中，只需要通过II2C对象去访问相关函数即可。

#define II2C CI2C::getInstance()CI2C* CI2C::pI2CInstance = NULL;CI2C *CI2C::getInstance(void)
{if(CI2C::pI2CInstance == NULL){CI2C::pI2CInstance = new CI2C;}return CI2C::pI2CInstance;}

CTmp类

这是温度传感器TMP101类，只有几个寄存器，使用简单，在此不赘叙，只需要对照其DataSheet进行IIC访问即可。
头文件：

#ifndef CTMP101_H_
#define CTMP101_H_#include "CI2C.h"class CTmp{public:float gettmp(void);private:const float res = 0.0625;enum{TMP_REG_TMP = 0x00,TMP_REG_CFG = 0x01,TMP_REG_TLOW = 0x02,TMP_REG_THIGH =  0x03};};#endif /* CTMP101_H_ */

源文件：

#include "CTmp101.h"
#include "II2C.h"
float CTmp::gettmp(void)
{bool rtv = true;float ftmp = 0.0;uint16_t uiTmp = 0;uint8_t ucRead[2] = {0};rtv = II2C->read(II2C->SLAVE_TMP101, CTmp::TMP_REG_TMP, ucRead, 2);uiTmp = (ucRead[0]<<0x08)|ucRead[1];uiTmp >>= 4;ftmp = res*uiTmp;return ftmp;
}

App应用

应用层实现在main.cpp中，先完成板卡时钟、引脚初始化，接着进行IIC外设初始化，最后读取温度值。

#include "S32K146.h"
#include "CBoard.h"
#include "II2C.h"
#include "CTmp101.h"int main()
{CBoard mybrd;mybrd.clk_init();mybrd.pin_init();mybrd.pwr_Init();II2C->init();float fVal = 0.0;CTmp mTmp;while(1){fVal = mTmp.gettmp();}return 0;
}

结语

时间流逝的好快，一下子就工作了七年，怀念在深圳工作的那5年！

刚开始写博客，语言组织可能不是太好，还望海涵，也欢迎指出博文中不足与改进点。

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