在这种情况下如何避免全局变量(嵌入式C)

Question

我还在学习在微处理器中使用C。一开始我使用了很多全局变量。现在我正在尽可能地避免它，但对我来说，并不总是清楚如何做到这一点。

例如电池监控器，在这种情况下，有4个功能需要读取或修改变量。我有这些功能都使用可变低电压。

void Check_Voltage(){
  checks current voltage against LowVoltage
}
void Menu_Voltage(){
  a menu on the LCD screen to set the value of LowVoltage
}
void Save_LowVoltage(){
 runs after the settings menu is finished to save LowVoltage to EEPROM
}
void Load_LowVoltage(){
 reads EEPROM and sets LowVoltage at startup 
}

• Check_Voltage（）和Save_LowVoltage（）需要读取LowVoltage
• Load_LowVoltage（）需要写入LowVoltage
• MenuVoltage（）需要读取和写入LowVoltage

在不使LowVoltage全球化的情况下，我如何才能做到这一点？？我需要制作另一个函数来读取或写入LowVoltage吗？类似这样的东西：

unsigned int Low_Voltage(short Get, unsigned int Value){
  static unsigned int LowVoltage;
  if(Get) return LowVoltage;
  else LowVoltage= Value;
}

或者有更好的方法吗？我想一定有：）我最近一直在读关于结构的书，但说实话，我还不完全理解它们，我甚至不确定在这种情况下它会对我有帮助吗？

Answer 1

在函数之间共享变量有几种选择：

• 在静态内存中分配变量-这几乎就是您的代码所做的。你有两种选择：函数静态、翻译单元静态和全局
• 将指向变量的指针作为函数参数-此选项需要以某种形式传递指针
• 使用具有智能初始化功能的线程本地存储-当您使用微控制器时，此选项通常不可用；为了完整起见，我在这里列出了它

在您的情况下，我认为使用翻译单位静态变量是合适的。将四个函数的实现放入一个C文件中，并在顶部声明LowVoltage为静态变量：

static unsigned int LowVoltage;

这种简单但高效的封装机制为您提供了全局变量的所有好处，而没有全局变量的缺点：

• C模块中的所有函数都可以"看到"这个变量，并可以自由操作它
• C模块之外的任何其他函数都不能访问此变量。他们可以声明自己的LowVoltage变量，赋予它完全不同的含义

Answer 2

我能想到的两种解决方案

1. 制作类似的函数签名

   unsigned int Load_LowVoltage(unsigned int lowVoltage);
   

   然后传递LowVoltage并为其分配返回值，就像这个一样

   LowVoltage = Load_LowVoltage(LowVoltage);
   

2. 在函数中修改LowVoltage，并像一样将指针传递到原始LowVoltage

   void LowVoltage(unsigned int *lowVoltage)
    {
       *lowVoltage = modifiedValue;
    }
   

   那么你可以像这个一样使用它

   Load_LowVoltage(&LowVoltage);
   

我认为第二种解决方案更清洁，因为你所处的环境资源有限，所以从这个意义上来说也更好。但它们都很容易实现，而且效果也很好。

Answer 3

您可以创建一个包含所有电池参数的结构，例如：

typedef struct {
  int low_voltage; 
  int voltage;
  int capacity;
  int temperature;
  ...
} BatteryData

在程序开始时，您为其分配内存，并将成员初始化为一些起始值：

BatteryData *battery = malloc(sizeof(BatteryData));
battery->low_voltage = 0;
...

然后将指向整个结构的指针传递给设置或读取单个值的函数，例如：

void Load_LowVoltage(BatteryData *battery){
 //reads EEPROM and sets LowVoltage at startup 
 int eeprom_val = get_low_voltage_from_eeprom();
 battery->low_voltage = eeprom_val;
}

不需要时释放结构：

free(battery);