第56節(jié)：指針的第四大好處，指針作為數(shù)組在函數(shù)中的輸入輸出接口

時(shí)間：2015-08-07 15:14:55

關(guān)鍵字：單片機(jī) 指針

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[導(dǎo)讀]從業(yè)近十年!手把手教你單片機(jī)程序框架第56講開(kāi)場(chǎng)白：通過(guò)前面幾個(gè)章節(jié)的學(xué)習(xí)，我們知道指針在函數(shù)的接口中，天生就是既可以做輸入，也可以是做輸出，它是雙向性的，類(lèi)似全局變量的特點(diǎn)。我們根據(jù)實(shí)際項(xiàng)目的情況，在

從業(yè)近十年!手把手教你單片機(jī)程序框架第56講

開(kāi)場(chǎng)白：

通過(guò)前面幾個(gè)章節(jié)的學(xué)習(xí)，我們知道指針在函數(shù)的接口中，天生就是既可以做輸入，也可以是做輸出，它是雙向性的，類(lèi)似全局變量的特點(diǎn)。我們根據(jù)實(shí)際項(xiàng)目的情況，在必要的時(shí)候可以直接把輸入接口和輸出接口合并在一起，這種方法的缺點(diǎn)是沒(méi)有把輸入和輸出分開(kāi)，沒(méi)有那么直觀。但是優(yōu)點(diǎn)也是很明顯的，就是比較省程序ROM容量和數(shù)據(jù)RAM容量，而且運(yùn)行效率也比較快。這一節(jié)要教大家一個(gè)知識(shí)點(diǎn)：指針作為數(shù)組在函數(shù)中輸入輸出接口的特點(diǎn)。

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3種方法的排序結(jié)果，中間3個(gè)數(shù)據(jù)EE EE EE是第3種和第4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4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_3(unsigned char *p_ucInputBuffer,unsigned char *p_ucOutputBuffer);//第3種方法把一個(gè)數(shù)組從大到小排序

void big_to_small_sort_4(unsigned char *p_ucInputAndOutputBuffer);//第4種方法把一個(gè)數(shù)組從大到小排序

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_3[const_array_size]; //第3種方法，用來(lái)接收輸出接口數(shù)據(jù)的全局變量數(shù)組

unsigned char ucGlobalBuffer_4[const_array_size]; //第4種方法，用來(lái)輸入和輸出接口數(shù)據(jù)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3種方法，為了改進(jìn)第2種方法的用戶體驗(yàn)，用指針為函數(shù)多增加一個(gè)數(shù)組輸出接口。

* 這樣，函數(shù)的數(shù)組既有輸入接口，又有輸出接口，已經(jīng)堪稱(chēng)完美了。

* 本程序中*p_ucInputBuffer輸入接口，*p_ucOutputBuffer是輸出接口。

void big_to_small_sort_3(unsigned char *p_ucInputBuffer,unsigned char *p_ucOutputBuffer)//第3種方法把一個(gè)數(shù)組從大到小排序

{

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

unsigned char ucBuffer_3[const_array_size]; //第3種方法，參與具體排序算法的局部變量數(shù)組

for(i=0;i

{

ucBuffer_3[i]=p_ucInputBuffer[i]; //參與排序算法之前，先把輸入接口的數(shù)據(jù)全部搬移到局部變量數(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(ucBuffer_3[const_array_size-1-k]>ucBuffer_3[const_array_size-1-1-k]) //后一個(gè)與前一個(gè)數(shù)據(jù)兩兩比較

{

ucTemp=ucBuffer_3[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

ucBuffer_3[const_array_size-1-1-k]=ucBuffer_3[const_array_size-1-k];

ucBuffer_3[const_array_size-1-k]=ucTemp;

}

for(i=0;i

{

p_ucOutputBuffer[i]=ucBuffer_3[i]; //參與排序算法之后，把運(yùn)算結(jié)果的數(shù)據(jù)全部搬移到輸出接口中，方便外面程序調(diào)用

}

/* 注釋二：

* 第4種方法.指針在函數(shù)的接口中，天生就是既可以做輸入，也可以是做輸出，它是雙向性的，類(lèi)似全局變量的特點(diǎn)。

* 我們可以根據(jù)實(shí)際項(xiàng)目的情況，在必要的時(shí)候可以直接把輸入接口和輸出接口合并在一起，

* 這種方法的缺點(diǎn)是沒(méi)有把輸入和輸出分開(kāi)，沒(méi)有那么直觀。但是優(yōu)點(diǎn)也是很明顯的，就是比較

* 省程序ROM容量和數(shù)據(jù)RAM容量，而且運(yùn)行效率也比較快?，F(xiàn)在介紹給大家。

* 本程序的*p_ucInputAndOutputBuffer是輸入輸出接口。

void big_to_small_sort_4(unsigned char *p_ucInputAndOutputBuffer)//第4種方法把一個(gè)數(shù)組從大到小排序

{

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

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

{

ucTemp=p_ucInputAndOutputBuffer[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

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

p_ucInputAndOutputBuffer[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3種運(yùn)算方法，依靠指針為函數(shù)增加一個(gè)數(shù)組的輸出接口

//通過(guò)指針輸出接口，排序運(yùn)算后的結(jié)果直接從這個(gè)輸出口中導(dǎo)出到ucGlobalBuffer_3數(shù)組中

big_to_small_sort_3(ucUsartBuffer,ucGlobalBuffer_3); //ucUsartBuffer是輸入的數(shù)組，ucGlobalBuffer_3是接收排序結(jié)果的數(shù)組

for(i=0;i

{

eusart_send(ucGlobalBuffer_3[i]); //把用第3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2種方法與第3種方法的分割線

eusart_send(0xee);

//第4種運(yùn)算方法，依靠一個(gè)指針作為函數(shù)的輸入輸出接口。

//通過(guò)這個(gè)指針輸入輸出接口，ucGlobalBuffer_4數(shù)組既是輸入數(shù)組，也是輸出數(shù)組，排序運(yùn)算后的結(jié)果直接存放在它本身，類(lèi)似于全局變量的特點(diǎn)。

for(i=0;i

{

ucGlobalBuffer_4[i]=ucUsartBuffer[i]; //把需要被排序的原始數(shù)據(jù)傳遞給接收輸入輸出數(shù)組ucGlobalBuffer_4，

}

big_to_small_sort_4(ucGlobalBuffer_4);

for(i=0;i

{

eusart_send(ucGlobalBuffer_4[i]); //把用第4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：

通過(guò)本章的學(xué)習(xí)，我們知道指針在函數(shù)接口中的雙向性，這個(gè)雙向性是一把雙刃劍，既給我們帶來(lái)便捷，也給我們?cè)谝韵聝蓚€(gè)場(chǎng)合中帶來(lái)隱患。

第一個(gè)場(chǎng)合：當(dāng)需要把輸入接口和輸出接口分開(kāi)時(shí)，我們希望輸入接口的參數(shù)不要被意外改變，改變的僅僅只能是輸出接口的數(shù)據(jù)。但是指針的雙向性，就有可能導(dǎo)致我們?cè)趯?xiě)函數(shù)內(nèi)部代碼的時(shí)候一不小心改變而沒(méi)有發(fā)覺(jué)。

第二個(gè)場(chǎng)合：如果是一個(gè)現(xiàn)成封裝好的函數(shù)直接給我們調(diào)用，當(dāng)我們發(fā)現(xiàn)是指針作為接口的時(shí)候，我們就不敢確定這個(gè)接口是輸入接口，還是輸出接口，或者是輸入輸出接口，我們傳遞進(jìn)去的參數(shù)可能會(huì)更改，除非用之前進(jìn)行數(shù)據(jù)備份，否則是沒(méi)有安全感可言的。

有沒(méi)有辦法巧妙的解決以上兩個(gè)問(wèn)題?當(dāng)然有。欲知詳情，請(qǐng)聽(tīng)下回分解-----為指針加上緊箍咒const，避免意外修改了只做輸入接口的數(shù)據(jù)。