第55节：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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从业近十年!手把手教你单片机程序框架 第55讲
开场白：
上一节介绍的第2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，但是由于只有输入接口，没有输出接口，输出接口仍然要靠全局变量数组，所以还是有一个小小的遗憾，这节介绍的第3种方法就是为了改变这个遗憾，为数组在函数中多增加一个输出接口，这样，函数既有输入接口，又有输出接口，这样的函数才算完美直观。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出接口。
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2种方法的排序结果，中间3个数据EE EE EE是第2种和第3种的分割线，为了方便观察，没实际意义。最后5个数据是第3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_2(unsigned char *p_ucInputBuffer);//第2种方法 把一个数组从大到小排序
void big_to_small_sort_3(unsigned char *p_ucInputBuffer,unsigned char *p_ucOutputBuffer);//第3种方法 把一个数组从大到小排序
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_2[const_array_size]; //第2种方法，参与具体排序算法的全局变量数组
unsigned char ucGlobalBuffer_3[const_array_size]; //第3种方法，用来接收输出接口数据的全局变量数组
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，但是由于只有输入接口，
* 没有输出接口，输出接口仍然要靠全局变量，所以还是有点小遗憾，以下第3种方法就是为了改变这个遗憾。
*/
void big_to_small_sort_2(unsigned char *p_ucInputBuffer)//第2种方法 把一个数组从大到小排序
{
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;
}
}
}
}
/* 注释二：
* 第3种方法，为了改进第2种方法的用户体验，用指针为函数多增加一个数组输出接口。
* 这样，函数的数组既有输入接口，又有输出接口，已经堪称完美了。
* 本程序中*p_ucInputBuffer输入接口，*p_ucOutputBuffer是输出接口。
*/
void big_to_small_sort_3(unsigned char *p_ucInputBuffer,unsigned char *p_ucOutputBuffer)//第3种方法 把一个数组从大到小排序
{
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
unsigned char ucBuffer_3[const_array_size]; //第3种方法，参与具体排序算法的局部变量数组
for(i=0;i
{
ucBuffer_3[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局部变量数组中。
}
//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(ucBuffer_3[const_array_size-1-k]>ucBuffer_3[const_array_size-1-1-k]) //后一个与前一个数据两两比较
{
ucTemp=ucBuffer_3[const_array_size-1-1-k]; //通过一个中间变量实现两个数据交换
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]; //参与排序算法之后，把运算结果的数据全部搬移到输出接口中，方便外面程序调用
}
}
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
}
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2种方法与第3种方法的分割线
eusart_send(0xee);
eusart_send(0xee);
//第3种运算方法，依靠指针为函数增加一个数组的输出接口
//通过指针输出接口，排序运算后的结果直接从这个输出口中导出到ucGlobalBuffer_3数组中
big_to_small_sort_3(ucUsartBuffer,ucGlobalBuffer_3); //ucUsartBuffer是输入的数组，ucGlobalBuffer_3是接收排序结果的数组
for(i=0;i
{
eusart_send(ucGlobalBuffer_3[i]); //把用第3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：
通过本节程序的讲解，一部分细心的读者可能会发现一个规律，其实所谓指针作为数组在函数中的输入接口和输出接口，输入接口的指针跟输出接口的指针在语法上没有任何区别，我没有用到C语言中专门的关键词去限定某个指针是输入，某个指针是输出，因此，这个告诉我们什么道理?指针在函数的接口中，天生就是既可以做输入，也可以是做输出，它是双向性的，不像普通的函数变量形参只能做输入。发现了这个秘密，我们可不可以把本节程序中的输入接口和输出接口合并成一个输入输出接口?当然可以。欲知详情，请听下回分解-----指针的第四大好处，指针作为数组在函数中的输入输出接口。
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