2021年11月05日 | 指针的第二大好处，指针作为数组在函数中的输入接口

一、使用proteus绘制简单的电路图，用于后续仿真

二、编写程序

/********************************************************************************************************************

---- @Project: Pointer

---- @File: main.c

---- @Edit: ZHQ

---- @Version: V1.0

---- @CreationTime: 20200808

---- @ModifiedTime: 20200808

---- @Description:

---- 波特率是：9600 。

---- 通讯协议：EB 00 55  XX YY  

---- 把5个随机数据按从大到小排序，用冒泡法来排序。

---- 通过电脑串口调试助手，往单片机发送EB 00 55 08 06 09 05 07  指令，其中EB 00 55是数据头，08 06 09 05 07 是参与排序的5个随机原始数据。单片机收到指令后就会返回13个数据，最前面5个数据是第1种方法的排序结果，中间3个数据EE EE EE是第1种和第2种的分割线，为了方便观察，没实际意义。最后5个数据是第2种方法的排序结果.

----

---- 比如电脑发送：EB 00 55 08 06 09 05 07

---- 单片机就返回：09 08 07 06 05 EE EE EE 09 08 07 06 05 

---- 单片机：AT89C52

********************************************************************************************************************/

#include "reg52.h"

/*——————宏定义——————*/

#define FOSC 11059200L

#define BAUD 9600

#define T1MS (65536-FOSC/12/500)   /*0.5ms timer calculation method in 12Tmode*/

#define const_array_size  5  /* 参与排序的数组大小 */

#define const_voice_short 19 /*蜂鸣器短叫的持续时间*/

#define const_rc_size 10 /*接收串口中断数据的缓冲区数组大小*/

#define const_receive_time 5 /*如果超过这个时间没有串口数据过来，就认为一串数据已经全部接收完，这个时间根据实际情况来调整大小*/

/*——————变量函数定义及声明——————*/

/*蜂鸣器的驱动IO口*/

sbit BEEP = P2^7;

/*LED*/

sbit LED = P3^5;

unsigned int uiSendCnt = 0; /*用来识别串口是否接收完一串数据的计时器*/

unsigned char ucSendLock = 1; /*串口服务程序的自锁变量，每次接收完一串数据只处理一次*/

unsigned int uiRcregTotal = 0; /*代表当前缓冲区已经接收了多少个数据*/

unsigned char ucRcregBuf[const_rc_size]; /*接收串口中断数据的缓冲区数组*/

unsigned int uiRcMoveIndex = 0; /*用来解析数据协议的中间变量*/

unsigned int uiVoiceCnt = 0; /*蜂鸣器鸣叫的持续时间计数器*/

unsigned char ucUsartBuffer[const_array_size]; /* 从串口接收到的需要排序的原始数据 */

unsigned char ucGlobalBuffer_1[const_array_size]; /* 第1种方法，参与具体排序算法的全局变量数组 */

unsigned char ucGlobalBuffer_2[const_array_size]; /* 第2种方法，参与具体排序算法的全局变量数组 */

/**

* @brief  定时器0初始化函数

* @param  无

* @retval 初始化T0

**/

void Init_T0(void)

{

TMOD = 0x01;                    /*set timer0 as mode1 (16-bit)*/

TL0 = T1MS;                     /*initial timer0 low byte*/

TH0 = T1MS >> 8;                /*initial timer0 high byte*/

}

/**

* @brief  串口初始化函数

* @param  无

* @retval 初始化T0

**/

void Init_USART(void)

{

SCON = 0x50;

TMOD = 0x21;                    

TH1=TL1=-(FOSC/12/32/BAUD);

}

/**

* @brief  外围初始化函数

* @param  无

* @retval 初始化外围

* 让数码管显示的内容转移到以下几个变量接口上，方便以后编写更上一层的窗口程序。

* 只要更改以下对应变量的内容，就可以显示你想显示的数字。

**/

void Init_Peripheral(void)

{

ET0 = 1;/*允许定时中断*/

TR0 = 1;/*启动定时中断*/

TR1 = 1;

ES = 1; /*允许串口中断*/

EA = 1;/*开总中断*/  

}

/**

* @brief  初始化函数

* @param  无

* @retval 初始化单片机

**/

void Init(void)

{

LED  = 0;

Init_T0();

Init_USART();

}

/**

* @brief  延时函数

* @param  无

* @retval 无

**/

void Delay_Long(unsigned int uiDelayLong)

{

   unsigned int i;

   unsigned int j;

   for(i=0;i   {

      for(j=0;j<500;j++)  /*内嵌循环的空指令数量*/

          {

             ; /*一个分号相当于执行一条空语句*/

          }

   }

}

/**

* @brief  延时函数

* @param  无

* @retval 无

**/

void Delay_Short(unsigned int uiDelayShort)

{

  unsigned int i;

  for(i=0;i  {

; /*一个分号相当于执行一条空语句*/

  }

}

/**

* @brief  串口发送函数

* @param  unsigned char ucSendData

* @retval 往上位机发送一个字节的函数

**/

void eusart_send(unsigned char ucSendData)

{

ES = 0; /* 关串口中断 */

TI = 0; /* 清零串口发送完成中断请求标志 */

SBUF = ucSendData; /* 发送一个字节 */

Delay_Short(400); /* 每个字节之间的延时，这里非常关键，也是最容易出错的地方。延时的大小请根据实际项目来调整 */

TI = 0; /* 清零串口发送完成中断请求标志 */

ES = 1; /* 允许串口中断 */

}

/**

* @brief  第1种方法

* @param  无

* @retval 

* 第1种方法，用不带输入输出接口的空函数，这是最原始的做法，它完全依靠

* 全局变量作为函数的输入和输出口。我们要用到这个函数，就要把参与运算

* 的变量直接赋给对应的输入全局变量，调用一次函数之后，再找到对应的

* 输出全局变量，这些输出全局变量就是我们要的结果。

* 在本函数中，ucGlobalBuffer_1[const_array_size]既是输入全局变量，也是输出全局变量，

* 这种方法的缺点是阅读不直观，封装性不强，没有面对用户的输入输出接口，

**/

void big_to_small_sort_1(void) /* 第1种方法 把一个数组从大小小排序 */

{

unsigned char i;

unsigned char k;

unsigned char ucTemp; /* 在两两交换数据的过程中，用于临时存放交换的某个变量 */

/* 冒泡法 */

for(i = 0; i < (const_array_size - 1); i ++) /* 冒泡的次数是(const_array_size-1)次 */

{

for(k = 0; k < (const_array_size - 1 - i); k ++)

{

if(ucGlobalBuffer_1[const_array_size - 1 - k] > ucGlobalBuffer_1[const_array_size - 1 - 1 - k])

{

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

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

ucGlobalBuffer_1[const_array_size  - 1 - k] = ucTemp;

}

}

}

}

/**

* @brief  第2种方法

* @param  无

* @retval 

* 第2种方法，为了改进第1种方法的用户体验，用指针为函数增加一个输入接口。

* 为什么要用指针？因为C语言的函数中，数组不能直接用来做函数的形参，只能用指针作为数组的形参。

* 比如，你不能这样写一个函数void big_to_small_sort_2(unsigned char a[5])，否则编译就会出错不通过。

* 在本函数中，*p_ucInputBuffer指针就是输入接口，而输出接口仍然是全局变量数组ucGlobalBuffer_2。

* 这种方法由于为函数多增加了一个数组输入接口，已经比第1种方法更加直观了。

**/

void big_to_small_sort_2(unsigned char *p_ucInputBuffer)

{

unsigned char i;

unsigned char k;

unsigned char ucTemp; /* 在两两交换数据的过程中，用于临时存放交换的某个变量 */

for(i = 0; i < const_array_size; i ++) /* 参与排序算法之前，先把输入接口的数据全部搬移到全局变量数组中。 */

{

ucGlobalBuffer_2[i] = p_ucInputBuffer[i];

}

/* 冒泡法 */

for(i = 0; i < (const_array_size - 1); i ++) /* 冒泡的次数是(const_array_size-1)次 */

{

for(k = 0; k < (const_array_size - 1 - i); k ++)

{

if(ucGlobalBuffer_2[const_array_size - 1 - k] > ucGlobalBuffer_2[const_array_size - 1 - 1 - k])

{

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

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

ucGlobalBuffer_2[const_array_size  - 1 - k] = ucTemp;

}

}

}

}

/**

* @brief  串口服务程序

* @param  无

* @retval 

* 以下函数说明了，在空函数里，可以插入很多个return语句。

* 用return语句非常便于后续程序的升级修改。

**/

void usart_service(void)

{

unsigned char i = 0;

// /*如果超过了一定的时间内，再也没有新数据从串口来*/

// if(uiSendCnt >= const_receive_time && ucSendLock == 1)

// {

// 原来的语句，现在被两个return语句替代了

if(uiSendCnt < const_receive_time) /* 延时还没超过规定时间，直接退出本程序，不执行return后的任何语句。 */

{

return; /* 强行退出本子程序，不执行以下任何语句 */

}

if(ucSendLock == 0) /* 不是最新一次接收到串口数据，直接退出本程序，不执行return后的任何语句。 */

{

return; /* 强行退出本子程序，不执行以下任何语句 */

}

/*

 * 以上两条return语句就相当于原来的一条if(uiSendCnt>=const_receive_time&&ucSendLock==1)语句。

 * 用了return语句后，就明显减少了一个if嵌套。

 */

ucSendLock = 0; /*处理一次就锁起来，不用每次都进来,除非有新接收的数据*/

/*下面的代码进入数据协议解析和数据处理的阶段*/

uiRcMoveIndex = 0; /*由于是判断数据头，所以下标移动变量从数组的0开始向最尾端移动*/

// /*

// * 判断数据头，进入循环解析数据协议必须满足两个条件:

// * 第一：最大接收缓冲数据必须大于一串数据的长度（这里是5。包括2个有效数据，3个数据头）

// * 第二：游标uiRcMoveIndex必须小于等于最大接收缓冲数据减去一串数据的长度（这里是5。包括2个有效数据，3个数据头）

// */

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

// {

// 原来的语句，现在被两个return语句替代了

while(1) /* 死循环可以被以下return或者break语句中断，return本身已经包含了break语句功能。 */

{

if(uiRcregTotal < 5) /* 串口接收到的数据太少 */

{

uiRcregTotal = 0; /*清空缓冲的下标，方便下次重新从0下标开始接受新数据*/

return; /* 强行退出while(1)循环嵌套，直接退出本程序，不执行以下任何语句 */

}

if(uiRcMoveIndex > (uiRcregTotal - 5)) /* 数组缓冲区的数据已经处理完 */

{

uiRcregTotal = 0; /*清空缓冲的下标，方便下次重新从0下标开始接受新数据*/

return; /* 强行退出while(1)循环嵌套，直接退出本程序，不执行以下任何语句 */

}

/* 

 * 以上两条return语句就相当于原来的一条while(uiRcregTotal>=5&&uiRcMoveIndex<=(uiRcregTotal-5))语句。

 * 以上两个return语句的用法，同时说明了return本身已经包含了break语句功能,不管当前处于几层的内部循环嵌套，

 * 都可以强行退出循环，并且直接退出本程序。

 */

if(ucRcregBuf[uiRcMoveIndex + 0] == 0xeb && ucRcregBuf[uiRcMoveIndex + 1] == 0x00 && ucRcregBuf[uiRcMoveIndex + 2] == 0x55)

{

for(i = 0; i < const_array_size; i ++) /* 从串口接收到的需要被排序的原始数据 */

{

ucUsartBuffer[i] = ucRcregBuf[uiRcMoveIndex+3+i];

}

/* 第1种运算方法，依靠全局变量 */

for(i = 0; i < const_array_size; i ++) /* 把需要被排列的数据放进输入全局变量数组 */

{

ucGlobalBuffer_1[i] = ucUsartBuffer[i];

}

big_to_small_sort_1(); /* 调用一次空函数就出结果了，结果还是保存在ucGlobalBuffer_1全局变量数组中 */

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

{

eusart_send(ucGlobalBuffer_1[i]); /* 把用第1种方法排序后的结果返回给上位机观察 */

}

/* 为了方便上位机观察，多发送3个字节ee ee ee作为第1种方法与第2种方法的分割线 */

eusart_send(0xee);

eusart_send(0xee);

eusart_send(0xee);

/* 第2种运算方法，依靠指针为函数增加一个数组的输入接口 */

/* 通过指针输入接口，直接把ucUsartBuffer数组的首地址传址进去，排序后输出的结果还是保存在ucGlobalBuffer_2全局变量数组中 */

big_to_small_sort_2(ucUsartBuffer);

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

{

eusart_send(ucGlobalBuffer_2[i]); /* 把用第2种方法排序后的结果返回给上位机观察 */

}

break; /*退出while(1)循环*/

}

uiRcMoveIndex ++; /*因为是判断数据头，游标向着数组最尾端的方向移动*/

}

// }

uiRcregTotal = 0; /*清空缓冲的下标，方便下次重新从0下标开始接受新数据*/

// }

}

/**

* @brief  定时器0中断函数

* @param  无

* @retval 无

**/

void ISR_T0(void) interrupt 1

{

TF0 = 0;  /*清除中断标志*/

TR0 = 0; /*关中断*/

if(uiSendCnt < const_receive_time) /*如果超过这个时间没有串口数据过来，就认为一串数据已经全部接收完*/

{

uiSendCnt ++; /*表面上这个数据不断累加，但是在串口中断里，每接收一个字节它都会被清零，除非这个中间没有串口数据过来*/

ucSendLock = 1; /*开自锁标志*/

}

if(uiVoiceCnt != 0)

{

uiVoiceCnt --;

BEEP = 0;

}

else

{

;

BEEP = 1;

}

TL0 = T1MS;                     /*initial timer0 low byte*/

TH0 = T1MS >> 8;                /*initial timer0 high byte*/

  TR0 = 1; /*开中断*/

}

/**

* @brief  串口接收数据中断

* @param  无

* @retval 无

**/

void usart_receive(void) interrupt 4

{

if(RI == 1)

{

RI = 0;

++ uiRcregTotal;

if(uiRcregTotal > const_rc_size)

{

uiRcregTotal = const_rc_size;

}

ucRcregBuf[uiRcregTotal - 1] = SBUF; /*将串口接收到的数据缓存到接收缓冲区里*/

uiSendCnt = 0; /*及时喂狗，虽然main函数那边不断在累加，但是只要串口的数据还没发送完毕，那么它永远也长不大,因为每个中断都被清零。*/

}

else

{

TI = 0;

}

}

/*————————————主函数————————————*/

/**

* @brief  主函数

* @param  无

* @retval 实现LED灯闪烁

**/

void main()

{

/*单片机初始化*/

Init();

/*延时，延时时间一般是0.3秒到2秒之间，等待外围芯片和模块上电稳定*/

Delay_Long(100);

/*单片机外围初始化*/

Init_Peripheral();

while(1)

{

usart_service();

}

}

三、仿真实现

指针的第二大好处，指针作为数组在函数中的输入接口