狀態機思路在單片機中的程序實現

接下來，我將就狀態機的應用，結合流程圖、狀態遷移圖和狀態遷移，舉一個實際例子。下面這張圖是一個時鐘程序的狀態遷移圖，如圖2所示。

圖2 時鐘程序狀態遷移圖

把這張圖稍做歸納，就可以得到它的另一種表現形式——狀態遷移表，如表2所示。

表2 時鐘程序狀態遷移表

狀態機應用的注意事項

基于狀態機的程序調度機制，其應用的難點并不在于對狀態機概念的理解，而在于對系統工作狀態的合理劃分。

初學者往往會把某個“程序動作”當作是一種“狀態”來處理。我稱之為“偽態”。那么如何區分“動作”和“狀態”。本匠人的心得是看二者的本質：“動作”是不穩定的，即使沒有條件的觸發，“動作”一旦執行完畢就結束了；而“狀態”是相對穩定的，如果沒有外部條件的觸發，一個狀態會一直持續下去。

初學者的另一種比較致命的錯誤，就是在狀態劃分時漏掉一些狀態。我稱之為“漏態”。

“偽態”和“漏態”這兩種錯誤的存在，將會導致程序結構的渙散。因此要特別小心避免。

更復雜的狀態機

前面介紹的是一種簡單的狀態結構。它只有一級，并且只有一維，如圖3所示。

圖3 線性狀態機結構

如果有必要，我們可以建立更復雜的狀態機模型。

1 多級狀態結構

狀態機可以是多級的。在分層的多級狀態機系統里面，一個“父狀態”下可以劃分多個“子狀態”，這些子狀態共同擁有上級父狀態的某些共性，同時又各自擁有自己的一些個性。

在某些狀態下，還可以進一步劃分子狀態。比如，我們可以把前面的時鐘例子修改如下：
把所有和時鐘功能有關的狀態，合并成1個一級狀態。在這個狀態下，又可以劃分出3個二級子狀態，分別為顯示時間、設置小時、設置分鐘；

同樣，我們也可以把所有和鬧鐘功能有關的狀態，合并成1個一級狀態。在這個狀態下，再劃分出4個二級子狀態，分別為顯示鬧鐘、設置“時”、設置“分”、設置鳴叫時間。

我們需要用另一個狀態變量（寄存器）來表示這些子狀態。

子狀態下面當然還可以有更低一級的孫狀態（子子孫孫無窮盡也），從而將整個狀態體系變成了樹狀多級狀態結構，如圖4所示。

圖4 樹狀多級狀態結構