第54节：指针的第二大好处，指针作为数组在函数中的输入接口
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从业近十年!手把手教你单片机程序框架 第54讲
开场白：
如果不会指针，当我们想把一个数组的数据传递进某个函数内部的时候，只能通过全局变量的方式，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接口。
针对以上问题，这一节要教大家一个知识点：通过指针，为函数增加一个数组输入接口。
具体内容，请看源代码讲解。
(1)硬件平台：
基于朱兆祺51单片机学习板。
(2)实现功能：
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
串口程序的接收部分请参考第39节。串口程序的发送部分请参考第42节。
波特率是：9600 。
(3)源代码讲解如下：
#include "REG52.H"
#define const_array_size 5 //参与排序的数组大小
#define const_voice_short 40 //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
void initial_myself(void);
void initial_peripheral(void);
void delay_long(unsigned int uiDelaylong);
void delay_short(unsigned int uiDelayShort);
void T0_time(void); //定时中断函数
void usart_receive(void); //串口接收中断函数
void usart_service(void); //串口服务程序,在main函数里
void eusart_send(unsigned char ucSendData);
void big_to_small_sort_1(void);//第1种方法 把一个数组从大小小排序
void big_to_small_sort_2(unsigned char *p_ucInputBuffer);//第2种方法 把一个数组从大小小排序
sbit beep_dr=P2^7; //蜂鸣器的驱动IO口
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 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
void main()
{
initial_myself();
delay_long(100);
initial_peripheral();
while(1)
{
usart_service(); //串口服务程序
}
}
/* 注释一：
* 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
/* 注释二：
* 以下就是著名的 冒泡法排序。这个方法几乎所有的C语言大学教材都讲过了。大家在百度上可以直接
* 搜索到它的工作原理和详细的讲解步骤，我就不再详细讲解了。
*/
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++) //每次冒泡的过程中，需要两两比较的次数是(const_array_size-1-i)
{
if(ucGlobalBuffer_1[const_array_size-1-k]>ucGlobalBuffer_1[const_array_size-1-1-k]) //后一个与前一个数据两两比较
{
ucTemp=ucGlobalBuffer_1[const_array_size-1-1-k]; //通过一个中间变量实现两个数据交换
ucGlobalBuffer_1[const_array_size-1-1-k]=ucGlobalBuffer_1[const_array_size-1-k];
ucGlobalBuffer_1[const_array_size-1-k]=ucTemp;
}
}
}
}
/* 注释三：
* 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)//第2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
for(i=0;i
{
ucGlobalBuffer_2[i]=p_ucInputBuffer[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。
}
//以下就是著名的 冒泡法排序。详细讲解请找百度。
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++) //每次冒泡的过程中，需要两两比较的次数是(const_array_size-1-i)
{
if(ucGlobalBuffer_2[const_array_size-1-k]>ucGlobalBuffer_2[const_array_size-1-1-k]) //后一个与前一个数据两两比较
{
ucTemp=ucGlobalBuffer_2[const_array_size-1-1-k]; //通过一个中间变量实现两个数据交换
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) //串口服务程序,在main函数里
{
unsigned char i=0;
if(uiSendCnt>=const_receive_time&&ucSendLock==1) //说明超过了一定的时间内，再也没有新数据从串口来
{
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
while(uiRcregTotal>=5&&uiRcMoveIndex<=(uiRcregTotal-5))
{
if(ucRcregBuf[uiRcMoveIndex+0]==0xeb&&ucRcregBuf[uiRcMoveIndex+1]==0x00&&ucRcregBuf[uiRcMoveIndex+2]==0x55) //数据头eb 00 55的判断
{
for(i=0;i
{
ucUsartBuffer[i]=ucRcregBuf[uiRcMoveIndex+3+i]; //从串口接收到的需要被排序的原始数据
}
//第1种运算方法，依靠全局变量
for(i=0;i
{
ucGlobalBuffer_1[i]=ucUsartBuffer[i]; //把需要被排列的数据放进输入全局变量数组
}
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
{
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
}
eusart_send(0xee); //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);
//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
{
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
}
}
void eusart_send(unsigned char ucSendData) //往上位机发送一个字节的函数
{
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
}
void T0_time(void) interrupt 1 //定时中断
{
TF0=0; //清除中断标志
TR0=0; //关中断
if(uiSendCnt
{
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
}
TH0=0xfe; //重装初始值(65535-500)=65035=0xfe0b
TL0=0x0b;
TR0=1; //开中断
}
void usart_receive(void) interrupt 4 //串口接收数据中断
{
if(RI==1)
{
RI = 0;
++uiRcregTotal;
if(uiRcregTotal>const_rc_size) //超过缓冲区
{
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 //发送中断，及时把发送中断标志位清零
{
TI = 0;
}
}
void delay_long(unsigned int uiDelayLong)
{
unsigned int i;
unsigned int j;
for(i=0;i
{
for(j=0;j<500;j++) //内嵌循环的空指令数量
{
; //一个分号相当于执行一条空语句
}
}
}
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
}
}
void initial_myself(void) //第一区 初始化单片机
{
beep_dr=1; //用PNP三极管控制蜂鸣器，输出高电平时不叫。
//配置定时器
TMOD=0x01; //设置定时器0为工作方式1
TH0=0xfe; //重装初始值(65535-500)=65035=0xfe0b
TL0=0x0b;
//配置串口
SCON=0x50;
TMOD=0X21;
TH1=TL1=-(11059200L/12/32/9600); //这段配置代码具体是什么意思，我也不太清楚，反正是跟串口波特率有关。
TR1=1;
}
void initial_peripheral(void) //第二区 初始化外围
{
EA=1; //开总中断
ES=1; //允许串口中断
ET0=1; //允许定时中断
TR0=1; //启动定时中断
}
总结陈词：
第2种方法通过指针，为函数增加了一个数组输入接口，已经比第1种纯粹用全局变量的方法直观多了，但是还有一个小小的遗憾，因为它的输出排序结果仍然要靠全局变量。为了让函数更加完美，我们能不能为函数再增加一个输出接口?当然可以。欲知详情，请听下回分解-----指针的第三大好处，指针作为数组在函数中的输出接口。
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