第58節：指針在眾多數組中的中轉站作用
加入技術交流群
開場白：
本文引用地址：http://www.104case.com/article/201611/319750.htm單個變量數據之間可以通過一條指令任意自由賦值轉移，但是數組之間不能通過一條指令直接賦值轉移，必須用for等循環指令挨個把數組的數據一個一個來賦值轉移，如果一個 函數中，有很多數組需要賦值轉移，那就非常麻煩了，要用很多for語句，耗時。還好C語言里有個指針，它可以非常高效地來切換我們所需要的數組，起到很好的中轉站作用。這一節要教大家一個知識點：指針在眾多數組中的中轉站作用。
具體內容，請看源代碼講解。
(1)硬件平臺：
基于朱兆祺51單片機學習板。
(2)實現功能：
在第57節的串口收發程序基礎上修改。在串口接收函數中，以下代碼有略微修改：
while(uiRcregTotal>=4&&uiRcMoveIndex<=(uiRcregTotal-4))//注意，這里是4，不是上一節的5，因為只有eb 00 55 xx這4個數據
通過上位機來調用下位機對應的數組數據。
通過電腦串口調試助手，往單片機發送EB 00 55 XX 指令，其中EB 00 55是數據頭，XX的取值范圍是0x01 至 0x05，每個不同的值代表調用下位機不同的數組數據。0x01調用第1組數據，0x02調用第2組數據，0x05調用第5組數據。
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
下位機返回21個數據，前面5個是第1種不帶指針函數返回的數據。中間5個是第2種不帶指針函數返回的數據。最后5個是第3種帶指針函數返回的數據。期間2組EE EE EE是各函數返回的數據分割線，為了方便觀察，沒實際意義。
比如電腦發送：EB 0055 02
單片機就返回：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 //參與排序的數組大小
#define const_voice_short 40 //蜂鳴器短叫的持續時間
#define const_rc_size 10 //接收串口中斷數據的緩沖區數組大小
#define const_receive_time 5 //如果超過這個時間沒有串口數據過來，就認為一串數據已經全部接收完，這個時間根據實際情況來調整大小
void initial_myself(void);
void initial_peripheral(void);
void delay_long(unsigned int uiDelaylong);
void delay_short(unsigned int uiDelayShort);
void T0_time(void); //定時中斷函數
void usart_receive(void); //串口接收中斷函數
void usart_service(void); //串口服務程序,在main函數里
void send_array_1(unsigned char ucArraySec); //第1種函數，不帶指針
void send_array_2(unsigned char ucArraySec); //第2種函數，不帶指針
void send_array_3(unsigned char ucArraySec); //第3種函數，帶指針
void eusart_send(unsigned char ucSendData);
sbit beep_dr=P2^7; //蜂鳴器的驅動IO口
unsigned int uiSendCnt=0; //用來識別串口是否接收完一串數據的計時器
unsigned char ucSendLock=1; //串口服務程序的自鎖變量，每次接收完一串數據只處理一次
unsigned int uiRcregTotal=0; //代表當前緩沖區已經接收了多少個數據
unsigned char ucRcregBuf[const_rc_size]; //接收串口中斷數據的緩沖區數組
unsigned int uiRcMoveIndex=0; //用來解析數據協議的中間變量
const unsigned char array_0x01[]={0x11,0x12,0x13,0x14,0x15}; //第1個常量數組
const unsigned char array_0x02[]={0x21,0x22,0x23,0x24,0x25}; //第2個常量數組
const unsigned char array_0x03[]={0x31,0x32,0x33,0x34,0x35}; //第3個常量數組
const unsigned char array_0x04[]={0x41,0x42,0x43,0x44,0x45}; //第4個常量數組
const unsigned char array_0x05[]={0x51,0x52,0x53,0x54,0x55}; //第5個常量數組
void main()
{
initial_myself();
delay_long(100);
initial_peripheral();
while(1)
{
usart_service(); //串口服務程序
}
}
/* 注釋一：
* 第1種函數，內部不帶指針，根據上位機相關的指令，
* 直接返回對應的數組。由于不帶指針，因此多用了5個for循環來搬運數組。
* 比較耗程序ROM容量，也不夠簡潔清晰。
*/
void send_array_1(unsigned char ucArraySec)
{
unsigned int i;
switch(ucArraySec)
{
case 1: //直接返回第1個常量數組
for(i=0;i<5;i++)
{
eusart_send(array_0x01[i]);
}
break;
case 2: //直接返回第2個常量數組
for(i=0;i<5;i++)
{
eusart_send(array_0x02[i]);
}
break;
case 3: //直接返回第3個常量數組
for(i=0;i<5;i++)
{
eusart_send(array_0x03[i]);
}
break;
case 4: //直接返回第4個常量數組
for(i=0;i<5;i++)
{
eusart_send(array_0x04[i]);
}
break;
case 5: //直接返回第5個常量數組
for(i=0;i<5;i++)
{
eusart_send(array_0x05[i]);
}
break;
}
}
/* 注釋二：
* 第2種函數，內部不帶指針，根據上位機相關的指令，
* 先轉移對應的數組放到一個中間變量數組，然后發送數組。
* 由于不帶指針，因此多用了6個for循環來搬運數組。
* 跟第1種函數一樣，比較耗程序ROM容量，也不夠簡潔清晰。
*/
void send_array_2(unsigned char ucArraySec) //第2種函數，不帶指針
{
unsigned int i;
unsigned char array_temp[5]; //臨時中間數組
switch(ucArraySec)
{
case 1: //直接返回第1個常量數組
for(i=0;i<5;i++)
{
array_temp[i]=array_0x01[i]; //先挨個把對應的數組數據轉移到中間數組里
}
break;
case 2: //直接返回第2個常量數組
for(i=0;i<5;i++)
{
array_temp[i]=array_0x02[i]; //先挨個把對應的數組數據轉移到中間數組里
}
break;
case 3: //直接返回第3個常量數組
for(i=0;i<5;i++)
{
array_temp[i]=array_0x03[i]; //先挨個把對應的數組數據轉移到中間數組里
}
break;
case 4: //直接返回第4個常量數組
for(i=0;i<5;i++)
{
array_temp[i]=array_0x04[i]; //先挨個把對應的數組數據轉移到中間數組里
}
break;
case 5: //直接返回第5個常量數組
for(i=0;i<5;i++)
{
array_temp[i]=array_0x05[i]; //先挨個把對應的數組數據轉移到中間數組里
}
break;
}
for(i=0;i<5;i++)
{
eusart_send(array_temp[i]); //把臨時存放在中間數組的數據全部發送出去
}
}
/* 注釋三：
* 第3種函數，內部帶指針，根據上位機相關的指令，
* 先把對應的數組首地址傳遞給一個中間指針，然后再通過
* 指針把整個數組的數據發送出去，由于帶指針，切換轉移數組的數據非常快，
* 只需傳遞一下首地址給指針就可以，非常高效，整個函數只用了1個for循環。
* 跟前面第1,2種函數相比，更加節省程序容量，處理速度更加快，更加簡潔。
*/
void send_array_3(unsigned char ucArraySec) //第3種函數，帶指針
{
unsigned int i;
unsigned char *p_array; //臨時中間指針，作為數組的中轉站，非常高效
switch(ucArraySec)
{
case 1: //直接返回第1個常量數組
p_array=array_0x01; //把數組的首地址傳遞給指針，一個指令就可以，不用for來挨個搬移數據，高效!
break;
case 2: //直接返回第2個常量數組
p_array=array_0x02; //把數組的首地址傳遞給指針，一個指令就可以，不用for來挨個搬移數據，高效!
break;
case 3: //直接返回第3個常量數組
p_array=array_0x03; //把數組的首地址傳遞給指針，一個指令就可以，不用for來挨個搬移數據，高效!
break;
case 4: //直接返回第4個常量數組
p_array=array_0x04; //把數組的首地址傳遞給指針，一個指令就可以，不用for來挨個搬移數據，高效!
break;
case 5: //直接返回第5個常量數組
p_array=array_0x05; //把數組的首地址傳遞給指針，一個指令就可以，不用for來挨個搬移數據，高效!
break;
}
for(i=0;i<5;i++)
{
eusart_send(p_array[i]); //通過指針把數組的數據全部發送出去
}
}
void usart_service(void) //串口服務程序,在main函數里
{
unsigned char i=0;
unsigned char ucWhichArray;
if(uiSendCnt>=const_receive_time&&ucSendLock==1) //說明超過了一定的時間內，再也沒有新數據從串口來
{
ucSendLock=0; //處理一次就鎖起來，不用每次都進來,除非有新接收的數據
//下面的代碼進入數據協議解析和數據處理的階段
uiRcMoveIndex=0; //由于是判斷數據頭，所以下標移動變量從數組的0開始向最尾端移動
while(uiRcregTotal>=4&&uiRcMoveIndex<=(uiRcregTotal-4)) //注意，這里是4，不是上一節的5，因為只有eb 00 55 xx這4個數據
{
if(ucRcregBuf[uiRcMoveIndex+0]==0xeb&&ucRcregBuf[uiRcMoveIndex+1]==0x00&&ucRcregBuf[uiRcMoveIndex+2]==0x55) //數據頭eb 00 55的判斷
{
ucWhichArray=ucRcregBuf[uiRcMoveIndex+3]; //上位機需要返回的某個數組
send_array_1(ucWhichArray); //第1種函數返回數組的5個數據，不帶指針
eusart_send(0xee); //為了方便上位機觀察，多發送3個字節ee ee ee作為分割線
eusart_send(0xee);
eusart_send(0xee);
send_array_2(ucWhichArray); //第2種函數返回數組的5個數據，不帶指針
eusart_send(0xee); //為了方便上位機觀察，多發送3個字節ee ee ee作為分割線
eusart_send(0xee);
eusart_send(0xee);
send_array_3(ucWhichArray); //第3種函數返回數組的5個數據，帶指針
break; //退出循環
}
uiRcMoveIndex++; //因為是判斷數據頭，游標向著數組最尾端的方向移動
}
uiRcregTotal=0; //清空緩沖的下標，方便下次重新從0下標開始接受新數據
}
}
void eusart_send(unsigned char ucSendData) //往上位機發送一個字節的函數
{
ES = 0; //關串口中斷
TI = 0; //清零串口發送完成中斷請求標志
SBUF =ucSendData; //發送一個字節
delay_short(400); //每個字節之間的延時，這里非常關鍵，也是最容易出錯的地方。延時的大小請根據實際項目來調整
TI = 0; //清零串口發送完成中斷請求標志
ES = 1; //允許串口中斷
}
void T0_time(void) interrupt 1 //定時中斷
{
TF0=0; //清除中斷標志
TR0=0; //關中斷
if(uiSendCnt
{
uiSendCnt++; //表面上這個數據不斷累加，但是在串口中斷里，每接收一個字節它都會被清零，除非這個中間沒有串口數據過來
ucSendLock=1; //開自鎖標志
}
TH0=0xfe; //重裝初始值(65535-500)=65035=0xfe0b
TL0=0x0b;
TR0=1; //開中斷
}
void usart_receive(void) interrupt 4 //串口接收數據中斷
{
if(RI==1)
{
RI = 0;
++uiRcregTotal;
if(uiRcregTotal>const_rc_size) //超過緩沖區
{
uiRcregTotal=const_rc_size;
}
ucRcregBuf[uiRcregTotal-1]=SBUF; //將串口接收到的數據緩存到接收緩沖區里
uiSendCnt=0; //及時喂狗，雖然main函數那邊不斷在累加，但是只要串口的數據還沒發送完畢，那么它永遠也長不大,因為每個中斷都被清零。
}
else //發送中斷，及時把發送中斷標志位清零
{
TI = 0;
}
}
void delay_long(unsigned int uiDelayLong)
{
unsigned int i;
unsigned int j;
for(i=0;i
{
for(j=0;j<500;j++) //內嵌循環的空指令數量
{
; //一個分號相當于執行一條空語句
}
}
}
void delay_short(unsigned int uiDelayShort)
{
unsigned int i;
for(i=0;i
{
; //一個分號相當于執行一條空語句
}
}
void initial_myself(void) //第一區 初始化單片機
{
beep_dr=1; //用PNP三極管控制蜂鳴器，輸出高電平時不叫。
//配置定時器
TMOD=0x01; //設置定時器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。
TR1=1;
}
void initial_peripheral(void) //第二區 初始化外圍
{
EA=1; //開總中斷
ES=1; //允許串口中斷
ET0=1; //允許定時中斷
TR0=1; //啟動定時中斷
}
總結陳詞：
通過前面幾節的學習，基本上講完了我平時用指針的所有心得體會。
下一節開始講新內容。在前面一些章節中，我提到為了防止中斷函數把某些共享數據破壞，在主函數中更改某個數據變量時，應該先關閉中斷，修改完后再打開中斷;我也提到了網友“紅金龍吸味”關于原子鎖的建議。經過這段時間的思考和總結，我發現不管是關中斷開中斷，還是原子鎖，其實本質上都是程序在多進程中臨界點的數據處理，原子鎖在程序員中有個專用名詞叫互斥量，而我引以為豪的狀態機程序框架，主函數的switch語句，外加一個定時中斷，本質上就是2個獨立進程在不斷切換并行運行。我覺得這個臨界點處理的知識很重要，也很容易忽略，所以我決定專門用兩節內容來講講這方面的知識應用。欲知詳情，請聽下回分解-----關中斷和開中斷在多進程臨界點的應用。
評論