FSM要素：ARM+MCU开发工具MDK入门与状态机设计详解

本文主要介绍了有限状态机(FiniteStateMachine, FSM)的概念及其在软件设计中的应用，特别是在C语言环境下，如嵌入式系统的开发工具MDK(Microcontroller Development Kit)的使用。有限状态机是一种用于描述系统行为的模型，它由以下几个关键要素构成： 1. **状态(State)**：状态是系统在某一特定时间点的运行模式，它定义了系统的行为和可能的动作。在C语言中，这可能涉及变量的特定值或任务的执行状态。 2. **条件(Guard)**：当状态发生改变时，系统需要根据一定的条件判断是否允许迁移。guard通过控制输入和输出操作，确保状态转移的正确性。 3. **事件(Event)**：事件是系统外部触发的具有重要意义的信号，可以是用户交互、传感器读取等，促使状态机执行相应的动作。 4. **动作(Action)**：事件发生时，状态机执行的动作包括但不限于改变变量值、进行输入输出、产生新事件或转移到其他状态。 5. **迁移(Transition)**：当满足条件时，状态机从一个状态迁移到另一个状态，这是状态机的核心逻辑部分。 作者还讨论了层次状态机(HierarchicalStateMachine, HSM)，这是一种更高级别的状态机设计，利用编程-by-difference（按照差异编程）的思想，通过状态继承和类继承来组织复杂系统。HSM强调了状态层次结构，以及在状态转移时的Entry/Exit Actions（进入/退出状态时的操作）和Construction/Destruction（构造/析构）过程。此外，抽象和设计原则，如Liskov Substitution Principle (LSP)也被应用于HSM的设计中。 在实际应用中，作者举例了CParser和Calc程序，展示了如何用状态机原理进行软件设计，特别是使用MDK工具进行开发。通过这两个例子，读者可以学习到如何将状态机的概念转化为实际代码，并评估继承关系的合理性，确保状态机设计的清晰性和可维护性。 文章还提到了相关的参考资料，如Miro Samek博士的著作《PracticalStatechartsinC/C++QuantumProgrammingforEmbeddedSystems》，以及UML（统一建模语言）等工具在状态机建模中的作用。 这篇文档为初学者提供了FSM和HSM的基础理论及其实现方法，对于理解和应用C语言开发嵌入式系统有着重要的指导价值。