從業(yè)近十年!手把手教你單片機(jī)程序框架 第58講

開(kāi)場(chǎng)白：

單個(gè)變量數(shù)據(jù)之間可以通過(guò)一條指令任意自由賦值轉(zhuǎn)移，但是數(shù)組之間不能通過(guò)一條指令直接賦值轉(zhuǎn)移，必須用for等循環(huán)指令挨個(gè)把數(shù)組的數(shù)據(jù)一個(gè)一個(gè)來(lái)賦值轉(zhuǎn)移，如果一個(gè) 函數(shù)中，有很多數(shù)組需要賦值轉(zhuǎn)移，那就非常麻煩了，要用很多for語(yǔ)句，耗時(shí)。還好C語(yǔ)言里有個(gè)指針，它可以非常高效地來(lái)切換我們所需要的數(shù)組，起到很好的中轉(zhuǎn)站作用。這一節(jié)要教大家一個(gè)知識(shí)點(diǎn)：指針在眾多數(shù)組中的中轉(zhuǎn)站作用。

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：

在第57節(jié)的串口收發(fā)程序基礎(chǔ)上修改。在串口接收函數(shù)中，以下代碼有略微修改：

while(uiRcregTotal>=4&&uiRcMoveIndex<=(uiRcregTotal-4))//注意，這里是4，不是上一節(jié)的5，因?yàn)橹挥衑b 00 55 xx這4個(gè)數(shù)據(jù)

通過(guò)上位機(jī)來(lái)調(diào)用下位機(jī)對(duì)應(yīng)的數(shù)組數(shù)據(jù)。

通過(guò)電腦串口調(diào)試助手，往單片機(jī)發(fā)送EB 00 55 XX 指令，其中EB 00 55是數(shù)據(jù)頭，XX的取值范圍是0x01 至 0x05，每個(gè)不同的值代表調(diào)用下位機(jī)不同的數(shù)組數(shù)據(jù)。0x01調(diào)用第1組數(shù)據(jù)，0x02調(diào)用第2組數(shù)據(jù)，0x05調(diào)用第5組數(shù)據(jù)。

第1組：11 12 13 14 15

第2組：21 22 23 24 25

第3組：31 32 33 34 35

第4組：41 42 43 44 45

第5組：51 52 53 54 55

下位機(jī)返回21個(gè)數(shù)據(jù)，前面5個(gè)是第1種不帶指針函數(shù)返回的數(shù)據(jù)。中間5個(gè)是第2種不帶指針函數(shù)返回的數(shù)據(jù)。最后5個(gè)是第3種帶指針函數(shù)返回的數(shù)據(jù)。期間2組EE EE EE是各函數(shù)返回的數(shù)據(jù)分割線，為了方便觀察，沒(méi)實(shí)際意義。

比如電腦發(fā)送：EB 0055 02

單片機(jī)就返回：21 2223 24 25 EE EE EE 21 22 23 24 25 EE EE EE 21 22 23 24 25

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 send_array_1(unsigned char ucArraySec); //第1種函數(shù)，不帶指針

void send_array_2(unsigned char ucArraySec); //第2種函數(shù)，不帶指針

void send_array_3(unsigned char ucArraySec); //第3種函數(shù)，帶指針

void eusart_send(unsigned char ucSendData);

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

const unsigned char array_0x01[]={0x11,0x12,0x13,0x14,0x15}; //第1個(gè)常量數(shù)組

const unsigned char array_0x02[]={0x21,0x22,0x23,0x24,0x25}; //第2個(gè)常量數(shù)組

const unsigned char array_0x03[]={0x31,0x32,0x33,0x34,0x35}; //第3個(gè)常量數(shù)組

const unsigned char array_0x04[]={0x41,0x42,0x43,0x44,0x45}; //第4個(gè)常量數(shù)組

const unsigned char array_0x05[]={0x51,0x52,0x53,0x54,0x55}; //第5個(gè)常量數(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種函數(shù)，內(nèi)部不帶指針，根據(jù)上位機(jī)相關(guān)的指令，

* 直接返回對(duì)應(yīng)的數(shù)組。由于不帶指針，因此多用了5個(gè)for循環(huán)來(lái)搬運(yùn)數(shù)組。

* 比較耗程序ROM容量，也不夠簡(jiǎn)潔清晰。

*/

void send_array_1(unsigned char ucArraySec)

{

unsigned int i;

switch(ucArraySec)

{

case 1: //直接返回第1個(gè)常量數(shù)組

for(i=0;i<5;i++)

{

eusart_send(array_0x01[i]);

}

break;

case 2: //直接返回第2個(gè)常量數(shù)組

for(i=0;i<5;i++)

{

eusart_send(array_0x02[i]);

}

break;

case 3: //直接返回第3個(gè)常量數(shù)組

for(i=0;i<5;i++)

{

eusart_send(array_0x03[i]);

}

break;

case 4: //直接返回第4個(gè)常量數(shù)組

for(i=0;i<5;i++)

{

eusart_send(array_0x04[i]);

}

break;

case 5: //直接返回第5個(gè)常量數(shù)組

for(i=0;i<5;i++)

{

eusart_send(array_0x05[i]);

}

break;

}

}

/* 注釋二：

* 第2種函數(shù)，內(nèi)部不帶指針，根據(jù)上位機(jī)相關(guān)的指令，

* 先轉(zhuǎn)移對(duì)應(yīng)的數(shù)組放到一個(gè)中間變量數(shù)組，然后發(fā)送數(shù)組。

* 由于不帶指針，因此多用了6個(gè)for循環(huán)來(lái)搬運(yùn)數(shù)組。

* 跟第1種函數(shù)一樣，比較耗程序ROM容量，也不夠簡(jiǎn)潔清晰。

*/

void send_array_2(unsigned char ucArraySec) //第2種函數(shù)，不帶指針

{

unsigned int i;

unsigned char array_temp[5]; //臨時(shí)中間數(shù)組

switch(ucArraySec)

{

case 1: //直接返回第1個(gè)常量數(shù)組

for(i=0;i<5;i++)

{

array_temp[i]=array_0x01[i]; //先挨個(gè)把對(duì)應(yīng)的數(shù)組數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移到中間數(shù)組里

}

break;

case 2: //直接返回第2個(gè)常量數(shù)組

for(i=0;i<5;i++)

{

array_temp[i]=array_0x02[i]; //先挨個(gè)把對(duì)應(yīng)的數(shù)組數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移到中間數(shù)組里

}

break;

case 3: //直接返回第3個(gè)常量數(shù)組

for(i=0;i<5;i++)

{

array_temp[i]=array_0x03[i]; //先挨個(gè)把對(duì)應(yīng)的數(shù)組數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移到中間數(shù)組里

}

break;

case 4: //直接返回第4個(gè)常量數(shù)組

for(i=0;i<5;i++)

{

array_temp[i]=array_0x04[i]; //先挨個(gè)把對(duì)應(yīng)的數(shù)組數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移到中間數(shù)組里

}

break;

case 5: //直接返回第5個(gè)常量數(shù)組

for(i=0;i<5;i++)

{

array_temp[i]=array_0x05[i]; //先挨個(gè)把對(duì)應(yīng)的數(shù)組數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移到中間數(shù)組里

}

break;

}

for(i=0;i<5;i++)

{

eusart_send(array_temp[i]); //把臨時(shí)存放在中間數(shù)組的數(shù)據(jù)全部發(fā)送出去

}

}

/* 注釋三：

* 第3種函數(shù)，內(nèi)部帶指針，根據(jù)上位機(jī)相關(guān)的指令，

* 先把對(duì)應(yīng)的數(shù)組首地址傳遞給一個(gè)中間指針，然后再通過(guò)

* 指針把整個(gè)數(shù)組的數(shù)據(jù)發(fā)送出去，由于帶指針，切換轉(zhuǎn)移數(shù)組的數(shù)據(jù)非?？欤?/p>

* 只需傳遞一下首地址給指針就可以，非常高效，整個(gè)函數(shù)只用了1個(gè)for循環(huán)。

* 跟前面第1,2種函數(shù)相比，更加節(jié)省程序容量，處理速度更加快，更加簡(jiǎn)潔。

*/

void send_array_3(unsigned char ucArraySec) //第3種函數(shù)，帶指針

{

unsigned int i;

unsigned char *p_array; //臨時(shí)中間指針，作為數(shù)組的中轉(zhuǎn)站，非常高效

switch(ucArraySec)

{

case 1: //直接返回第1個(gè)常量數(shù)組

p_array=array_0x01; //把數(shù)組的首地址傳遞給指針，一個(gè)指令就可以，不用for來(lái)挨個(gè)搬移數(shù)據(jù)，高效!

break;

case 2: //直接返回第2個(gè)常量數(shù)組

p_array=array_0x02; //把數(shù)組的首地址傳遞給指針，一個(gè)指令就可以，不用for來(lái)挨個(gè)搬移數(shù)據(jù)，高效!

break;

case 3: //直接返回第3個(gè)常量數(shù)組

p_array=array_0x03; //把數(shù)組的首地址傳遞給指針，一個(gè)指令就可以，不用for來(lái)挨個(gè)搬移數(shù)據(jù)，高效!

break;

case 4: //直接返回第4個(gè)常量數(shù)組

p_array=array_0x04; //把數(shù)組的首地址傳遞給指針，一個(gè)指令就可以，不用for來(lái)挨個(gè)搬移數(shù)據(jù)，高效!

break;

case 5: //直接返回第5個(gè)常量數(shù)組

p_array=array_0x05; //把數(shù)組的首地址傳遞給指針，一個(gè)指令就可以，不用for來(lái)挨個(gè)搬移數(shù)據(jù)，高效!

break;

}

for(i=0;i<5;i++)

{

eusart_send(p_array[i]); //通過(guò)指針把數(shù)組的數(shù)據(jù)全部發(fā)送出去

}

}

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

{

unsigned char i=0;

unsigned char ucWhichArray;

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>=4&&uiRcMoveIndex<=(uiRcregTotal-4)) //注意，這里是4，不是上一節(jié)的5，因?yàn)橹挥衑b 00 55 xx這4個(gè)數(shù)據(jù)

{

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

{

ucWhichArray=ucRcregBuf[uiRcMoveIndex+3]; //上位機(jī)需要返回的某個(gè)數(shù)組

send_array_1(ucWhichArray); //第1種函數(shù)返回?cái)?shù)組的5個(gè)數(shù)據(jù)，不帶指針

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作為分割線

eusart_send(0xee);

eusart_send(0xee);

send_array_2(ucWhichArray); //第2種函數(shù)返回?cái)?shù)組的5個(gè)數(shù)據(jù)，不帶指針

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作為分割線

eusart_send(0xee);

eusart_send(0xee);

send_array_3(ucWhichArray); //第3種函數(shù)返回?cái)?shù)組的5個(gè)數(shù)據(jù)，帶指針

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：

通過(guò)前面幾節(jié)的學(xué)習(xí)，基本上講完了我平時(shí)用指針的所有心得體會(huì)。

下一節(jié)開(kāi)始講新內(nèi)容。在前面一些章節(jié)中，我提到為了防止中斷函數(shù)把某些共享數(shù)據(jù)破壞，在主函數(shù)中更改某個(gè)數(shù)據(jù)變量時(shí)，應(yīng)該先關(guān)閉中斷，修改完后再打開(kāi)中斷;我也提到了網(wǎng)友“紅金龍吸味”關(guān)于原子鎖的建議。經(jīng)過(guò)這段時(shí)間的思考和總結(jié)，我發(fā)現(xiàn)不管是關(guān)中斷開(kāi)中斷，還是原子鎖，其實(shí)本質(zhì)上都是程序在多進(jìn)程中臨界點(diǎn)的數(shù)據(jù)處理，原子鎖在程序員中有個(gè)專用名詞叫互斥量，而我引以為豪的狀態(tài)機(jī)程序框架，主函數(shù)的switch語(yǔ)句，外加一個(gè)定時(shí)中斷，本質(zhì)上就是2個(gè)獨(dú)立進(jìn)程在不斷切換并行運(yùn)行。我覺(jué)得這個(gè)臨界點(diǎn)處理的知識(shí)很重要，也很容易忽略，所以我決定專門(mén)用兩節(jié)內(nèi)容來(lái)講講這方面的知識(shí)應(yīng)用。欲知詳情，請(qǐng)聽(tīng)下回分解-----關(guān)中斷和開(kāi)中斷在多進(jìn)程臨界點(diǎn)的應(yīng)用。