C语言状态机演示开关机-EW帮帮网

在嵌入式系统、游戏开发和协议解析等领域，状态机是一种常用且高效的设计模式。它通过将系统的行为划分为不同的状态，并根据输入事件在这些状态之间进行转换，简化了复杂系统的设计和维护。本文将介绍一个由 happyDom 开发的 C 语言状态机框架，并演示如何使用它来构建一个简单的状态机。

框架概述

happyDom/stateMachineC 是一个用 C 语言编写的轻量级状态机框架。它提供了定义状态、事件和状态转换的功能，支持有限状态机（FSM）的创建和管理。该框架的主要特点包括：

简洁易用：API 设计直观，易于集成和使用。
高性能：经过优化，适合资源受限的嵌入式环境。
可扩展性：支持动态添加状态和事件，灵活应对复杂场景。

快速入门

设计状态跳转图

作为演示，我们假设我们要实现的状态机如下👇
克隆仓库

首先，使用 Git 克隆状态机框架的源代码：
```
git clone git@gitee.com:DyyYq/stateMachineC.git
```
包含头文件

在您的项目中，包含状态机框架的头文件：
```
# include "stateMachine.h"
```

定义状态

定义一个枚举变量，来表示你的状态机的各个状态，此处我们有开机状态和关机状态两种状态；为了在开机和状态前处理一些预处理事件，我们增加了预开机和预开机两个状态；一共是 4 个状态。

enum myStates{
    // 状态机状态值从 0 开始
    stPreOff = 0,   //预关机状态
    stOff,          //关机状态
    stPreOn,        //预开机状态
    stOn,           //开机状态

    stCnt           //这不是一个状态机的状态，但是这个值表征了状态机状态的的数量
};

定义跳转事件

状态机需要根据不同的事件进行状态的跳转，我们这个演示中，我们只有一个事件，就是用户的按键事件。我们假充用户按下按键 s 时，事件发生。则我们定义事件函数如下：

// 状态机跳转事件，这个事件用来检测是否发生了指定的事件，如果发生，返回go，否则返回 await
smEventResult_t keyPressed(smUnit_t *pSt){
    // 确保开机或者关机完成后，再响应用户的按键事件
    if (pSt->roundCounter > 3 && _kbhit()) {
        if( 's' == _getch()){
            return go;
        }
    }
    return aWait;
}

为了检测预关机和预开机两个状态的动作是否完成，我们需要添加一个事件判定。如下👇：

// 判定预开机和预关机动作是否完成，此处我们简化处理，3s后我们直接判定动作完成
smEventResult_t preActionCmplt(smUnit_t *pSt){
    if(pSt->roundCounter >= 3){
        return go;
    }
    return aWait;
}

定义状态动作

我们对每个状态下的动作，做如下的要求：

在 stOff 状态时，什么也不作。
在 stPreOn 状态时，打印显示读取用户配置的过程。
在 stPreOn 状态时，开机过程持续3s。
在 stOn 状态时，持续显示开机的时长。
在 stPreOn 状态时，打印显示保存用户配置的过程。
在 stPreOn 状态时，关机过程持续3s。

为满足以上设计要求，我们定义状态动作如下👇

//定义 preOff 状态下的 Entry 动作
void actionEntry_preOff(smUnit_t *pSt){
    printf("保存用户配置中，请稍候！\n");
}

//定义 preOff 状态下的 Do 动作
void actionDo_preOff(smUnit_t *pSt){
    if(pSt->roundCounter < 3){
        printf("%d\n", 3 - pSt->roundCounter);
    }else if(pSt->roundCounter == 3){
        printf("用户配置保存完成\n");
    }
}

// 定义 preOn 状态下的 entry 动作
void actionEntry_preOn(smUnit_t *pSt){
    printf("加载用户配置中，请稍候！\n");
}

// 定义 preOn 状态下的 do 动作
void actionDo_preOn(smUnit_t *pSt){
    if(pSt->roundCounter < 3){
        printf("%d\n", 3 - pSt->roundCounter);
    }else if(pSt->roundCounter == 3){
        printf("用户配置加载完成\n");
    }
}

// 定义 on 状态下的 Do 动作
void actionDo_on(smUnit_t *pSt){
    printf("已经开机 %ds\n", pSt->roundCounter);
}

定义状态机变量，并初始化之，然后将状态动作和事件注册到状态机变量中

以下代码，我们先定义了一个状态机变量，然后初始化该状态机，然后并我们定义的状态动作和跳转事件注册到状态机中。最后，再以1s为周期轮询运行状态机。

int main(int argc, char const *argv[]){
    // 定义状态机变量
    stateMachine_t demoSM;

    // 初始化状态机，指定状态数量，指定默认状态
    fsm_init(&demoSM, stCnt, stOff);

    // 为各状态注册状态动作
    demoSM.actionSignUp(&demoSM, stPreOff, actionEntry_preOff, actionDo_preOff, NULL);
    demoSM.actionSignUp(&demoSM, stPreOn, actionEntry_preOn, actionDo_preOn, NULL);
    demoSM.actionSignUp(&demoSM, stOn, NULL, actionDo_on, NULL);

    // 注册状态跳转事件
    demoSM.eventSingUp(&demoSM, stOff, stPreOn, keyPressed);
    demoSM.eventSingUp(&demoSM, stPreOn, stOn, preActionCmplt);
    demoSM.eventSingUp(&demoSM, stOn, stPreOff, keyPressed);
    demoSM.eventSingUp(&demoSM, stPreOff, stOff, preActionCmplt);

    while (1){
        demoSM.run(&demoSM);

        Sleep(1000);
    }
}

运行效果

本状态机的运行效果如下👇
20250329142854_rec_

C语言状态机演示开关机

框架概述

快速入门

运行效果

网站公告

今日签到

热门文章

最新发布

C语言状态机演示 开关机

框架概述

快速入门

运行效果

网站公告

今日签到

热门文章

最新发布

C语言状态机演示开关机