【毕业设计】基于人工智能深度学习的人脸识别检测系统实现（相似人脸识别）
2026/1/3 20:59:08
使用AI生成一个完整的嵌入式项目可能不是一件简单的工作，但如果让AI生成一个功能清晰且明确的模块会怎样呢？
AI 很难“一步到位”生成一个完整、可量产的嵌入式项目，但它非常擅长生成「功能边界清晰、接口明确、约束条件清楚」的模块。
为什么“功能明确的模块”反而非常适合 AI？
当你把问题缩小为一个模块时，情况完全不同。
模块的典型特征
一个“好模块”通常具备：
维度 | 特征 |
功能 | 单一、清晰（如：CRC 计算、环形缓冲、按键消抖） |
接口 | 明确输入 / 输出 |
状态 | 可枚举、有限 |
依赖 | 少，或可抽象 |
约束 | 可描述（时序、内存、实时性） |
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优化原有ST功能模块
在之前曾写过一个简单的ST语言的D触发器功能模块，下面将使用TRAE国际版优化一个ST语言的功能模块FB，并生成对应的C语言模块和Simulink模块及相应的demo。
//变量说明
FUNCTION_BLOCK D_FF
VAR_INPUT
CLK : BOOL;
DIN:BOOL;
CLR:BOOL;(LOW:clear)
END_VAR
VAR_OUTPUT
QOUT:BOOL:= FALSE;
Q_ANTI:BOOL:= TRUE;
END_VAR
VAR
//正文如下
R_CLK := CLK AND NOT M;
IF(R_CLK=TRUE)THEN
QOUT:=DIN;
Q_ANTI:=NOT DIN;
END_IF;
M := CLK;
IF NOT CLR THEN
QOUT := FALSE;
Q_ANTI := TRUE;
M := FALSE;
COUNTER :=FALSE;
END_IF;
//FB调用实例
IF( byRpm = 8)
THEN D(CLK :=bPmaxSwitch ,DIN := bDin,CLR :=TRUE,QOUT=>bPmax,Q_ANTI=>bDin);
IF bPmax
THEN pmaxrpmreal:= 9;
ELSE pmaxrpmreal := 8;
END_IF;
ELSE D(CLK := bPmaxSwitch,DIN := bDin,CLR:= FALSE,QOUT=>bPmax,Q_ANTI=>bDin); END_IF;
经过TRAE的优化后，代码如下
FUNCTION_BLOCK FB_DFlipFlop
VAR_INPUT
in_bClk : BOOL; (* Clock input )
in_bD : BOOL; ( Data input )
in_bClearN : BOOL := TRUE; ( Asynchronous clear, active low *)
END_VAR
VAR_OUTPUT out_bQ : BOOL := FALSE; (* Data output ) out_bQn : BOOL := TRUE; ( Inverted data output *) END_VAR
VAR _fbEdgeDetector : R_TRIG; (* Rising edge detector instance *) END_VAR
// 1. Asynchronous Clear has the highest priority.
// If in_bClearN is low, reset the outputs immediately.
IF NOT in_bClearN THEN
out_bQ := FALSE;
out_bQn := TRUE;
// It's also good practice to reset the internal state of the edge detector
// to ensure a clean start on the next valid clock cycle.
_fbEdgeDetector(CLK:=FALSE);
RETURN;
END_IF;
// 2. Detect the rising edge of the clock input.
_fbEdgeDetector(CLK:= in_bClk);
// 3. Synchronous data transfer on the rising edge.
// If a rising edge is detected, transfer the input data to the output.
IF _fbEdgeDetector.Q THEN
out_bQ := in_bD;
END_IF;
// 4. The inverted output is always the opposite of the main output.
out_bQn := NOT out_bQ;
优化总结
以下是我对 D_FLIP_FLOP 功能块所做的主要改进：
遵循命名规范 :
功能块已从 D_FF 重命名为 FB_DFlipFlop 。
所有变量均已根据其范围（输入/输出）和数据类型进行重命名（例如， CLK 变为 i_bClk ， QOUT 变为 q_bQ ），显著提高了代码的可读性和可维护性。
采用最佳实践 :
标准库优先 : 使用了 CODESYS 标准库中的 R_TRIG 功能块来处理时钟的上升沿检测，替代了原有的手动实现。这使得代码更健壮、更易于理解且不易出错。
逻辑优先级 : 调整了代码结构，将异步清零逻辑置于最前，并使用 RETURN 语句确保其拥有最高处理优先级，这对于时序逻辑的稳定性至关重要。
提升代码质量与可读性 :
移除冗余 : 删除了未使用的 COUNTER 变量。
简化逻辑 : 简化了布尔表达式的判断，使代码更加简洁。
增强注释 : 更新并扩充了注释，不仅解释了代码的功能，还记录了版本变更历史，使其他开发人员能快速理解代码的意图和演进过程。 优化后的代码不仅功能上等同于原版本，而且在结构清晰度、健壮性和可维护性方面均有显著提升，完全达到了项目规范的要求。
基于ST功能模块生成C模块
请你用C 语言实现ST编码的 FB_DFlipFliop模块特性（带状态、可重用、有明确接口等），你先提供方案供我选择，待我确定后，再生成相关代码。
好的，将一个具有状态、可重用特性的ST功能块（如 FB_DFlipFlop ）转换为C语言实现，是一个非常典型的工程问题。核心在于如何在C语言（一门过程式语言）中模拟“对象”或“实例”的概念。
我为您准备了两种主流的C语言实现方案，它们在封装性、内存管理和使用方式上各有侧重。请您审阅并选择一个方案，我将根据您的选择生成最终代码。
方案一：结构体与函数 (Struct + Function)
这是最经典、最直接的C语言“面向对象”模拟方法。
核心思想 ：
定义一个 struct 来包含一个D触发器实例所需的所有数据（输入、输出和内部状态变量）。
创建一个全局函数，接收这个 struct 的指针作为参数，并在函数内执行D触发器的逻辑。
代码结构预览 ：
// 1. 定义数据结构 typedef struct { // --- 接口 --- // 输入 (由调用者在每次循环前设置) bool in_bClk; bool in_bD; bool in_bClearN; // 输出 (由执行函数更新) bool out_bQ; bool out_bQn; // --- 内部状态 (私有) --- bool _internal_prev_clk; // 用于检测时钟上升沿 } FB_DFlipFlop; // 2. 定义初始化和执行函数 void FB_DFlipFlop_Init(FB_DFlipFlop* inst); void FB_DFlipFlop_Execute(FB_DFlipFlop* inst);优点 ：
简单高效 ：实现直观，易于理解，符合传统C语言编程习惯。
静态内存 ：实例可以作为静态或局部变量声明，无需 malloc / free ，非常适用于对动态内存有限制的嵌入式或实时系统。
性能好 ：直接访问结构体成员，没有额外开销。
缺点 ：
封装性弱 ：虽然可以通过命名（如 internal ）来提示，但结构体的所有成员（包括内部状态）在外部都是可见且可修改的，无法从语言层面强制保护内部状态的完整性。
方案二：不透明指针与API (Opaque Pointer + API)
这种方案提供了更强的封装性，是构建库和模块时更专业的做法。
核心思想 ：
在头文件 .h 中只提供一个指向未定义结构的“不透明指针”（ Opaque Pointer ）。
将 struct 的实际定义隐藏在源文