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我在小型嵌入式设备重新设计（PID 控制器）中解决的主要问题是设备参数存储。我在这里部分介绍的旧解决方案是节省空间的，但在添加新参数时维护起来很笨拙。它基于必须与 EEPROM 地址匹配的设备参数 ID，如下面的示例所示：

// EEPROM variable addresses

#define EE_CRC                       0          // EEPROM CRC-16 value

#define EE_PROCESS_BIAS              1          // FLOAT, -100.00 - 100.00 U
#define EE_SETPOINT_VALUE            3          // FLOAT, -9999 - 9999.9
#define EE_SETPOINT_BIAS             5          // CHAR, -100 - 100 U
#define EE_PID_USED                  6          // BYTE, 1 - 3
#define EE_OUTPUT_ACTION             7          // LIST, DIRE/OBRNU
#define EE_OUTPUT_TYPE               8          // LIST, GRIJA/MOTOR

#define EE_PROCESS_BIAS2             9          // FLOAT, -100.00 - 100.00 U
#define EE_SETPOINT_VALUE2          11          // FLOAT, -9999 - 9999.9
#define EE_SETPOINT_BIAS2           13          // CHAR, -100 - 100 U
#define EE_PID_USED2                14          // BYTE, 1 - 3
#define EE_OUTPUT_ACTION2           15          // LIST, DIRE/OBRNU
#define EE_OUTPUT_TYPE2             16          // LIST, GRIJA/MOTOR

#define EE_LINOUT_CALIB_ZERO        17          // FLOAT, -100.0 - 100.0
#define EE_LINOUT_CALIB_GAIN        19          // FLOAT, -2.0 - 2.0

每个地址都是硬编码的，下一个地址是根据之前的数据大小定义的（注意地址之间的间距不均匀）。它很有效，因为没有浪费 EEPROM 数据存储，但很难在不引入错误的情况下进行扩展。

在代码的其他部分（即 HMI 菜单、数据存储...），代码将使用与刚刚给出的地址匹配的参数列表，如下所示：

// Parameter identification, NEVER USE 0 (zero) as ID since it's NULL
// Sequence is not important, but MUST be same as in setparam structure

#define ID_ENTER_PASSWORD_OPER             1 
#define ID_ENTER_PASSWORD_PROGRAM          2 
#define ID_ENTER_PASSWORD_CONFIG           3 
#define ID_ENTER_PASSWORD_CALIB            4 
#define ID_ENTER_PASSWORD_TEST             5 
#define ID_ENTER_PASSWORD_TREGU            6 

#define ID_PROCESS_BIAS                    7
#define ID_SETPOINT_VALUE                  8
#define ID_SETPOINT_BIAS                   9
#define ID_PID_USED                       10 
#define ID_OUTPUT_ACTION                  11
#define ID_OUTPUT_TYPE                    12

#define ID_PROCESS_BIAS2                  13

...

然后在使用这些参数的代码中，例如在下面给出的用户菜单结构中，我使用我自己的 PARAM 类型（结构）构建了项目：

struct param {                      // Parametar decription
   WORD   ParamID;                    // Unique parameter ID, never use zero value
   BYTE   ParamType;                  // Parametar type
   char   Lower[EDITSIZE];            // Lowest value string
   char   Upper[EDITSIZE];            // Highest value string
   char   Default[EDITSIZE];          // Default value string
   BYTE   ParamAddr;                  // Parametar address (in it's media)
};                                  

typedef struct param PARAM;

现在参数列表构建为结构数组：

PARAM code setparam[] = {
  {NULL, NULL, NULL, NULL, NULL, NULL},                   // ID 0 doesn't exist

  {ID_ENTER_PASSWORD_OPER, T_PASS, "0", "9999", "0", NULL},
  {ID_ENTER_PASSWORD_PROGRAM, T_PASS, "0", "9999", "0", NULL},
  {ID_ENTER_PASSWORD_CONFIG, T_PASS, "0", "9999", "0", NULL},
  {ID_ENTER_PASSWORD_CALIB, T_PASS, "0", "9999", "0", NULL},
  {ID_ENTER_PASSWORD_TEST, T_PASS, "0", "9999", "0", NULL},
  {ID_ENTER_PASSWORD_TREGU, T_PASS, "0", "9999", "0", NULL},  

  {ID_PROCESS_BIAS, T_FLOAT, "-100.0", "100.0", "0", EE_PROCESS_BIAS},
  {ID_SETPOINT_VALUE, T_FLOAT, "-999", "9999", "0.0", EE_SETPOINT_VALUE},
  {ID_SETPOINT_BIAS, T_CHAR, "-100", "100", "0", EE_SETPOINT_BIAS},
  {ID_PID_USED, T_BYTE, "1", "3", "1", EE_PID_USED},
  {ID_OUTPUT_ACTION, T_LIST, "0", "1", "dIrE", EE_OUTPUT_ACTION},
  {ID_OUTPUT_TYPE, T_LIST, "0", "1", "GrIJA", EE_OUTPUT_TYPE},

  {ID_PROCESS_BIAS2, T_FLOAT, "-100.0", "100.0", "0", EE_PROCESS_BIAS2},

...

本质上，每个参数都有其唯一的 ID，并且该 ID 必须与硬编码的 EEPROM 地址相匹配。由于参数大小不固定，我无法将参数 ID 本身用作 EEPROM（或其他媒体）地址。上例中的 EEPROM 组织是 16 位字，但原则上没关系（更多的空间被浪费在字符上，所以我将来更喜欢 8 位组织）

问题：

有没有更优雅的方法来做到这一点？一些哈希表，众所周知的模式，类似问题的标准解决方案？现在 EEPROM 的大小要大得多，我不介意使用固定参数大小（为布尔参数浪费 32 位）来换取更优雅的解决方案。看起来使用固定大小的参数，我可以使用参数 ID 作为地址。这种方法有我看不到的明显缺点吗？

我现在使用的是分布式硬件（HMI、I/O和主控制器是分开的），我想使用所有设备都知道这个参数结构的结构，例如远程I/O知道如何扩展输入值，HMI 知道如何显示和格式化数据，所有这些都仅基于参数 ID。换句话说，我需要一个定义所有参数的地方。

我做了我的谷歌研究，很少能找到不包括一些数据库的小型设备。我什至在考虑一些 XML 定义，它会为我的数据结构生成一些 C 代码，但也许有一些更适合小型设备（高达 512 K 闪存，32 K RAM）的优雅解决方案？

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3 回答 3

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如果您不担心更改或处理器之间的兼容性，您可以简单地在 RAM 和 EEPROM 之间复制结构，并且只访问 RAM 副本的单个成员。

如果您确实想直接在 EEPROM 中显式访问各个成员，您还可以相对轻松地创建一个工具，该工具将从编译器的结构和已知打包规则编译定义列表。

于 2013-03-12T16:16:06.890 回答
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这就是我要做的。

我将使用您希望在 EEPROM 中拥有的变量创建一个结构的 typedef。

使用您的示例，它看起来像这样：

typedef struct eeprom_st
{
    float process_biass;
    float setpoint_value;
    char setpoint_bias;
    ....
} eeprom_st_t;

比我创建一个偏移量定义来标记结构在 EEPROM 中的存储位置。

我会添加一个指向该类型的指针以将其用作虚拟对象：

#define EEPROM_OFFSET 0
eeprom_st_t *dummy;

比我会使用offsetof来获取我需要的特定变量的偏移量，如下所示：

eeprom_write( my_setpoint_bias, EEPROM_OFFSET + offsetof(eeprom_st_t,setpoint_bias),
sizeoff(dummy->setpoint_bias));

为了让它更优雅，我也会把 eeprom 写例程变成一个宏。

于 2013-04-01T16:09:22.913 回答
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我不确定这是否真的比你所拥有的更好，但这是一个想法。为了便于维护，考虑将 EEPROM 地址的知识封装到“eeprom”对象中。现在你有一个参数对象，每个实例都知道它的数据存储在物理 EEPROM 中的什么位置。如果参数对象不知道 EEPROM，可能会更容易维护。相反，一个单独的 eeprom 对象负责物理 EEPROM 和参数对象实例之间的接口。

此外，请考虑将 EEPROM 数据的版本号添加到保存在 EEPROM 中的数据中。如果设备固件更新，EEPROM 数据的格式发生变化，那么这个版本号允许新固件识别和转换旧版本的 EEPROM 数据。

于 2013-03-13T15:28:19.720 回答