從業(yè)近十年!手把手教你單片機(jī)程序框架 第54講

開(kāi)場(chǎng)白：

如果不會(huì)指針，當(dāng)我們想把一個(gè)數(shù)組的數(shù)據(jù)傳遞進(jìn)某個(gè)函數(shù)內(nèi)部的時(shí)候，只能通過(guò)全局變量的方式，這種方法的缺點(diǎn)是閱讀不直觀，封裝性不強(qiáng)，沒(méi)有面對(duì)用戶的輸入接口。

針對(duì)以上問(wèn)題，這一節(jié)要教大家一個(gè)知識(shí)點(diǎn)：通過(guò)指針，為函數(shù)增加一個(gè)數(shù)組輸入接口。

具體內(nèi)容，請(qǐng)看源代碼講解。

(1)硬件平臺(tái)：

基于朱兆祺51單片機(jī)學(xué)習(xí)板。

(2)實(shí)現(xiàn)功能：

把5個(gè)隨機(jī)數(shù)據(jù)按從大到小排序，用冒泡法來(lái)排序。

通過(guò)電腦串口調(diào)試助手，往單片機(jī)發(fā)送EB 00 55 08 06 09 05 07 指令，其中EB 00 55是數(shù)據(jù)頭，08 06 09 05 07 是參與排序的5個(gè)隨機(jī)原始數(shù)據(jù)。單片機(jī)收到指令后就會(huì)返回13個(gè)數(shù)據(jù)，最前面5個(gè)數(shù)據(jù)是第1種方法的排序結(jié)果，中間3個(gè)數(shù)據(jù)EE EE EE是第1種和第2種的分割線，為了方便觀察，沒(méi)實(shí)際意義。最后5個(gè)數(shù)據(jù)是第2種方法的排序結(jié)果.

比如電腦發(fā)送：EB 00 55 08 06 09 05 07

單片機(jī)就返回：09 08 07 06 05 EE EE EE 09 08 07 06 05

串口程序的接收部分請(qǐng)參考第39節(jié)。串口程序的發(fā)送部分請(qǐng)參考第42節(jié)。

波特率是：9600 。

(3)源代碼講解如下：

#include "REG52.H"

#define const_array_size 5 //參與排序的數(shù)組大小

#define const_voice_short 40 //蜂鳴器短叫的持續(xù)時(shí)間

#define const_rc_size 10 //接收串口中斷數(shù)據(jù)的緩沖區(qū)數(shù)組大小

#define const_receive_time 5 //如果超過(guò)這個(gè)時(shí)間沒(méi)有串口數(shù)據(jù)過(guò)來(lái)，就認(rèn)為一串?dāng)?shù)據(jù)已經(jīng)全部接收完，這個(gè)時(shí)間根據(jù)實(shí)際情況來(lái)調(diào)整大小

void initial_myself(void);

void initial_peripheral(void);

void delay_long(unsigned int uiDelaylong);

void delay_short(unsigned int uiDelayShort);

void T0_time(void); //定時(shí)中斷函數(shù)

void usart_receive(void); //串口接收中斷函數(shù)

void usart_service(void); //串口服務(wù)程序,在main函數(shù)里

void eusart_send(unsigned char ucSendData);

void big_to_small_sort_1(void);//第1種方法 把一個(gè)數(shù)組從大小小排序

void big_to_small_sort_2(unsigned char *p_ucInputBuffer);//第2種方法 把一個(gè)數(shù)組從大小小排序

sbit beep_dr=P2^7; //蜂鳴器的驅(qū)動(dòng)IO口

unsigned int uiSendCnt=0; //用來(lái)識(shí)別串口是否接收完一串?dāng)?shù)據(jù)的計(jì)時(shí)器

unsigned char ucSendLock=1; //串口服務(wù)程序的自鎖變量，每次接收完一串?dāng)?shù)據(jù)只處理一次

unsigned int uiRcregTotal=0; //代表當(dāng)前緩沖區(qū)已經(jīng)接收了多少個(gè)數(shù)據(jù)

unsigned char ucRcregBuf[const_rc_size]; //接收串口中斷數(shù)據(jù)的緩沖區(qū)數(shù)組

unsigned int uiRcMoveIndex=0; //用來(lái)解析數(shù)據(jù)協(xié)議的中間變量

unsigned char ucUsartBuffer[const_array_size]; //從串口接收到的需要排序的原始數(shù)據(jù)

unsigned char ucGlobalBuffer_1[const_array_size]; //第1種方法，參與具體排序算法的全局變量數(shù)組

unsigned char ucGlobalBuffer_2[const_array_size]; //第2種方法，參與具體排序算法的全局變量數(shù)組

void main()

{

initial_myself();

delay_long(100);

initial_peripheral();

while(1)

{

usart_service(); //串口服務(wù)程序

}

}

/* 注釋一：

* 第1種方法，用不帶輸入輸出接口的空函數(shù)，這是最原始的做法，它完全依靠

* 全局變量作為函數(shù)的輸入和輸出口。我們要用到這個(gè)函數(shù)，就要把參與運(yùn)算

* 的變量直接賦給對(duì)應(yīng)的輸入全局變量，調(diào)用一次函數(shù)之后，再找到對(duì)應(yīng)的

* 輸出全局變量，這些輸出全局變量就是我們要的結(jié)果。

* 在本函數(shù)中，ucGlobalBuffer_1[const_array_size]既是輸入全局變量，也是輸出全局變量，

* 這種方法的缺點(diǎn)是閱讀不直觀，封裝性不強(qiáng)，沒(méi)有面對(duì)用戶的輸入輸出接口，

*/

void big_to_small_sort_1(void)//第1種方法 把一個(gè)數(shù)組從大小小排序

{

unsigned char i;

unsigned char k;

unsigned char ucTemp; //在兩兩交換數(shù)據(jù)的過(guò)程中，用于臨時(shí)存放交換的某個(gè)變量

/* 注釋二：

* 以下就是著名的 冒泡法排序。這個(gè)方法幾乎所有的C語(yǔ)言大學(xué)教材都講過(guò)了。大家在百度上可以直接

* 搜索到它的工作原理和詳細(xì)的講解步驟，我就不再詳細(xì)講解了。

*/

for(i=0;i<(const_array_size-1);i++) //冒泡的次數(shù)是(const_array_size-1)次

{

for(k=0;k<(const_array_size-1-i);k++) //每次冒泡的過(guò)程中，需要兩兩比較的次數(shù)是(const_array_size-1-i)

{

if(ucGlobalBuffer_1[const_array_size-1-k]>ucGlobalBuffer_1[const_array_size-1-1-k]) //后一個(gè)與前一個(gè)數(shù)據(jù)兩兩比較

{

ucTemp=ucGlobalBuffer_1[const_array_size-1-1-k]; //通過(guò)一個(gè)中間變量實(shí)現(xiàn)兩個(gè)數(shù)據(jù)交換

ucGlobalBuffer_1[const_array_size-1-1-k]=ucGlobalBuffer_1[const_array_size-1-k];

ucGlobalBuffer_1[const_array_size-1-k]=ucTemp;

}

}

}

}

/* 注釋三：

* 第2種方法，為了改進(jìn)第1種方法的用戶體驗(yàn)，用指針為函數(shù)增加一個(gè)輸入接口。

* 為什么要用指針?因?yàn)镃語(yǔ)言的函數(shù)中，數(shù)組不能直接用來(lái)做函數(shù)的形參，只能用指針作為數(shù)組的形參。

* 比如，你不能這樣寫一個(gè)函數(shù)void big_to_small_sort_2(unsigned char a[5])，否則編譯就會(huì)出錯(cuò)不通過(guò)。

* 在本函數(shù)中，*p_ucInputBuffer指針就是輸入接口，而輸出接口仍然是全局變量數(shù)組ucGlobalBuffer_2。

* 這種方法由于為函數(shù)多增加了一個(gè)數(shù)組輸入接口，已經(jīng)比第1種方法更加直觀了。

*/

void big_to_small_sort_2(unsigned char *p_ucInputBuffer)//第2種方法 把一個(gè)數(shù)組從大小小排序

{

unsigned char i;

unsigned char k;

unsigned char ucTemp; //在兩兩交換數(shù)據(jù)的過(guò)程中，用于臨時(shí)存放交換的某個(gè)變量

for(i=0;i

{

ucGlobalBuffer_2[i]=p_ucInputBuffer[i]; //參與排序算法之前，先把輸入接口的數(shù)據(jù)全部搬移到全局變量數(shù)組中。

}

//以下就是著名的 冒泡法排序。詳細(xì)講解請(qǐng)找百度。

for(i=0;i<(const_array_size-1);i++) //冒泡的次數(shù)是(const_array_size-1)次

{

for(k=0;k<(const_array_size-1-i);k++) //每次冒泡的過(guò)程中，需要兩兩比較的次數(shù)是(const_array_size-1-i)

{

if(ucGlobalBuffer_2[const_array_size-1-k]>ucGlobalBuffer_2[const_array_size-1-1-k]) //后一個(gè)與前一個(gè)數(shù)據(jù)兩兩比較

{

ucTemp=ucGlobalBuffer_2[const_array_size-1-1-k]; //通過(guò)一個(gè)中間變量實(shí)現(xiàn)兩個(gè)數(shù)據(jù)交換

ucGlobalBuffer_2[const_array_size-1-1-k]=ucGlobalBuffer_2[const_array_size-1-k];

ucGlobalBuffer_2[const_array_size-1-k]=ucTemp;

}

}

}

}

void usart_service(void) //串口服務(wù)程序,在main函數(shù)里

{

unsigned char i=0;

if(uiSendCnt>=const_receive_time&&ucSendLock==1) //說(shuō)明超過(guò)了一定的時(shí)間內(nèi)，再也沒(méi)有新數(shù)據(jù)從串口來(lái)

{

ucSendLock=0; //處理一次就鎖起來(lái)，不用每次都進(jìn)來(lái),除非有新接收的數(shù)據(jù)

//下面的代碼進(jìn)入數(shù)據(jù)協(xié)議解析和數(shù)據(jù)處理的階段

uiRcMoveIndex=0; //由于是判斷數(shù)據(jù)頭，所以下標(biāo)移動(dòng)變量從數(shù)組的0開(kāi)始向最尾端移動(dòng)

while(uiRcregTotal>=5&&uiRcMoveIndex<=(uiRcregTotal-5))

{

if(ucRcregBuf[uiRcMoveIndex+0]==0xeb&&ucRcregBuf[uiRcMoveIndex+1]==0x00&&ucRcregBuf[uiRcMoveIndex+2]==0x55) //數(shù)據(jù)頭eb 00 55的判斷

{

for(i=0;i

{

ucUsartBuffer[i]=ucRcregBuf[uiRcMoveIndex+3+i]; //從串口接收到的需要被排序的原始數(shù)據(jù)

}

//第1種運(yùn)算方法，依靠全局變量

for(i=0;i

{

ucGlobalBuffer_1[i]=ucUsartBuffer[i]; //把需要被排列的數(shù)據(jù)放進(jìn)輸入全局變量數(shù)組

}

big_to_small_sort_1(); //調(diào)用一次空函數(shù)就出結(jié)果了，結(jié)果還是保存在ucGlobalBuffer_1全局變量數(shù)組中

for(i=0;i

{

eusart_send(ucGlobalBuffer_1[i]); ////把用第1種方法排序后的結(jié)果返回給上位機(jī)觀察

}

eusart_send(0xee); //為了方便上位機(jī)觀察，多發(fā)送3個(gè)字節(jié)ee ee ee作為第1種方法與第2種方法的分割線

eusart_send(0xee);

eusart_send(0xee);

//第2種運(yùn)算方法，依靠指針為函數(shù)增加一個(gè)數(shù)組的輸入接口

//通過(guò)指針輸入接口，直接把ucUsartBuffer數(shù)組的首地址傳址進(jìn)去，排序后輸出的結(jié)果還是保存在ucGlobalBuffer_2全局變量數(shù)組中

big_to_small_sort_2(ucUsartBuffer);

for(i=0;i

{

eusart_send(ucGlobalBuffer_2[i]); //把用第2種方法排序后的結(jié)果返回給上位機(jī)觀察

}

break; //退出循環(huán)

}

uiRcMoveIndex++; //因?yàn)槭桥袛鄶?shù)據(jù)頭，游標(biāo)向著數(shù)組最尾端的方向移動(dòng)

}

uiRcregTotal=0; //清空緩沖的下標(biāo)，方便下次重新從0下標(biāo)開(kāi)始接受新數(shù)據(jù)

}

}

void eusart_send(unsigned char ucSendData) //往上位機(jī)發(fā)送一個(gè)字節(jié)的函數(shù)

{

ES = 0; //關(guān)串口中斷

TI = 0; //清零串口發(fā)送完成中斷請(qǐng)求標(biāo)志

SBUF =ucSendData; //發(fā)送一個(gè)字節(jié)

delay_short(400); //每個(gè)字節(jié)之間的延時(shí)，這里非常關(guān)鍵，也是最容易出錯(cuò)的地方。延時(shí)的大小請(qǐng)根據(jù)實(shí)際項(xiàng)目來(lái)調(diào)整

TI = 0; //清零串口發(fā)送完成中斷請(qǐng)求標(biāo)志

ES = 1; //允許串口中斷

}

void T0_time(void) interrupt 1 //定時(shí)中斷

{

TF0=0; //清除中斷標(biāo)志

TR0=0; //關(guān)中斷

if(uiSendCnt

{

uiSendCnt++; //表面上這個(gè)數(shù)據(jù)不斷累加，但是在串口中斷里，每接收一個(gè)字節(jié)它都會(huì)被清零，除非這個(gè)中間沒(méi)有串口數(shù)據(jù)過(guò)來(lái)

ucSendLock=1; //開(kāi)自鎖標(biāo)志

}

TH0=0xfe; //重裝初始值(65535-500)=65035=0xfe0b

TL0=0x0b;

TR0=1; //開(kāi)中斷

}

void usart_receive(void) interrupt 4 //串口接收數(shù)據(jù)中斷

{

if(RI==1)

{

RI = 0;

++uiRcregTotal;

if(uiRcregTotal>const_rc_size) //超過(guò)緩沖區(qū)

{

uiRcregTotal=const_rc_size;

}

ucRcregBuf[uiRcregTotal-1]=SBUF; //將串口接收到的數(shù)據(jù)緩存到接收緩沖區(qū)里

uiSendCnt=0; //及時(shí)喂狗，雖然main函數(shù)那邊不斷在累加，但是只要串口的數(shù)據(jù)還沒(méi)發(fā)送完畢，那么它永遠(yuǎn)也長(zhǎng)不大,因?yàn)槊總€(gè)中斷都被清零。

}

else //發(fā)送中斷，及時(shí)把發(fā)送中斷標(biāo)志位清零

{

TI = 0;

}

}

void delay_long(unsigned int uiDelayLong)

{

unsigned int i;

unsigned int j;

for(i=0;i

{

for(j=0;j<500;j++) //內(nèi)嵌循環(huán)的空指令數(shù)量

{

; //一個(gè)分號(hào)相當(dāng)于執(zhí)行一條空語(yǔ)句

}

}

}

void delay_short(unsigned int uiDelayShort)

{

unsigned int i;

for(i=0;i

{

; //一個(gè)分號(hào)相當(dāng)于執(zhí)行一條空語(yǔ)句

}

}

void initial_myself(void) //第一區(qū) 初始化單片機(jī)

{

beep_dr=1; //用PNP三極管控制蜂鳴器，輸出高電平時(shí)不叫。

//配置定時(shí)器

TMOD=0x01; //設(shè)置定時(shí)器0為工作方式1

TH0=0xfe; //重裝初始值(65535-500)=65035=0xfe0b

TL0=0x0b;

//配置串口

SCON=0x50;

TMOD=0X21;

TH1=TL1=-(11059200L/12/32/9600); //這段配置代碼具體是什么意思，我也不太清楚，反正是跟串口波特率有關(guān)。

TR1=1;

}

void initial_peripheral(void) //第二區(qū) 初始化外圍

{

EA=1; //開(kāi)總中斷

ES=1; //允許串口中斷

ET0=1; //允許定時(shí)中斷

TR0=1; //啟動(dòng)定時(shí)中斷

}

總結(jié)陳詞：

第2種方法通過(guò)指針，為函數(shù)增加了一個(gè)數(shù)組輸入接口，已經(jīng)比第1種純粹用全局變量的方法直觀多了，但是還有一個(gè)小小的遺憾，因?yàn)樗妮敵雠判蚪Y(jié)果仍然要靠全局變量。為了讓函數(shù)更加完美，我們能不能為函數(shù)再增加一個(gè)輸出接口?當(dāng)然可以。欲知詳情，請(qǐng)聽(tīng)下回分解-----指針的第三大好處，指針作為數(shù)組在函數(shù)中的輸出接口。