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助工
2014-06-13 19:30:26    评分
71楼
nice

菜鸟
2014-06-15 11:41:44    评分
72楼

第五十一节:利用ADC0832采集电压信号,用连续N次一致性的方法进行滤波处理。


开场白:

连续判断N次一致性的滤波法,是为了避免末尾小数点的数据偶尔跳动。这种滤波方法的原理跟我在按键扫描中去抖动的原理是一模一样的,被我频繁地应用在大量的工控项目中。

这一节要教会大家一个知识点:连续判断N次一致性的滤波法。

具体原理:当某个采样变量发生变化时,有两种可能,一种可能是外界的一个瞬间干扰。另一种可能是变量确实发生变化。为了有效去除干扰,当发现变量有变化时,我会连续采集N次,如果连续N次都是一致的结果,我才认为不是干扰。如果中间只要出现一次不一致,我会马上把计数器清零,这一步是精华,很关键。

 

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:

 本程序有2个局部显示。

第1个局部是第8,7,6,5位数码管,显示没有经过滤波处理的实际电压值。此时能观察到未经滤波的数据不太稳定,末尾小数点数据会有跳动的现象

第2个局部是第4,3,2,1位数码管,显示经过特定算法滤波后的实际电压值。此时能观察到经过滤波后的数据很稳定,没有跳动的现象。而且显示的电压值跟未经过滤波的电压值几乎是完全一致,不会出现上一节用区间滤波法所留下的0.02V误差问题。

系统保留3位小数点。手动调节可调电阻时,可以看到显示的数据在变化。

 

(3)源代码讲解如下:

 

#include "REG52.H"

#define const_N   8  //连续判断N次一致性滤波方法中,N的取值
#define const_voice_short  40   //蜂鸣器短叫的持续时间

void initial_myself(void);    
void initial_peripheral(void);
void delay_short(unsigned int uiDelayShort); 
void delay_long(unsigned int uiDelaylong);


//驱动数码管的74HC595
void dig_hc595_drive(unsigned char ucDigStatusTemp16_09,unsigned char ucDigStatusTemp08_01);  
void display_drive(void); //显示数码管字模的驱动函数
void display_service(void); //显示的窗口菜单服务程序
//驱动LED的74HC595
void hc595_drive(unsigned char ucLedStatusTemp16_09,unsigned char ucLedStatusTemp08_01);

void T0_time(void);  //定时中断函数

void ad_sampling_service(void); //AD采样与处理的服务程序


sbit led_dr=P3^5;  //LED灯
sbit beep_dr=P2^7; //蜂鸣器的驱动IO口



sbit dig_hc595_sh_dr=P2^0;     //数码管的74HC595程序
sbit dig_hc595_st_dr=P2^1;  
sbit dig_hc595_ds_dr=P2^2;  
sbit hc595_sh_dr=P2^3;    //LED灯的74HC595程序
sbit hc595_st_dr=P2^4;  
sbit hc595_ds_dr=P2^5;  


sbit adc0832_clk_dr     = P1^2;  // 定义adc0832的引脚
sbit adc0832_cs_dr      = P1^0;
sbit adc0832_data_sr_dr = P1^1;


unsigned char ucDigShow8;  //第8位数码管要显示的内容
unsigned char ucDigShow7;  //第7位数码管要显示的内容
unsigned char ucDigShow6;  //第6位数码管要显示的内容
unsigned char ucDigShow5;  //第5位数码管要显示的内容
unsigned char ucDigShow4;  //第4位数码管要显示的内容
unsigned char ucDigShow3;  //第3位数码管要显示的内容
unsigned char ucDigShow2;  //第2位数码管要显示的内容
unsigned char ucDigShow1;  //第1位数码管要显示的内容

unsigned char ucDigDot8;  //数码管8的小数点是否显示的标志
unsigned char ucDigDot7;  //数码管7的小数点是否显示的标志
unsigned char ucDigDot6;  //数码管6的小数点是否显示的标志
unsigned char ucDigDot5;  //数码管5的小数点是否显示的标志
unsigned char ucDigDot4;  //数码管4的小数点是否显示的标志
unsigned char ucDigDot3;  //数码管3的小数点是否显示的标志
unsigned char ucDigDot2;  //数码管2的小数点是否显示的标志
unsigned char ucDigDot1;  //数码管1的小数点是否显示的标志
unsigned char ucDigShowTemp=0; //临时中间变量
unsigned char ucDisplayDriveStep=1;  //动态扫描数码管的步骤变量


unsigned char ucWd1Part1Update=1;  //在窗口1中,局部1的更新显示标志
unsigned char ucWd1Part2Update=1; //在窗口1中,局部2的更新显示标志


unsigned char ucTemp1=0;  //中间过渡变量
unsigned char ucTemp2=0;  //中间过渡变量
unsigned char ucTemp3=0;  //中间过渡变量
unsigned char ucTemp4=0;  //中间过渡变量
unsigned char ucTemp5=0;  //中间过渡变量
unsigned char ucTemp6=0;  //中间过渡变量
unsigned char ucTemp7=0;  //中间过渡变量
unsigned char ucTemp8=0;  //中间过渡变量

unsigned char ucAD=0;   //AD值
unsigned char ucCheckAD=0; //用来做校验对比的AD值


unsigned long ulTemp=0;  //参与换算的中间变量
unsigned long ulTempFilterV=0; //参与换算的中间变量
unsigned long ulBackupFilterV=5000;  //备份最新采样数据的中间变量
unsigned char ucSamplingCnt=0; //记录连续N次采样的计数器

unsigned long ulV=0; //未经滤波处理的实时电压值
unsigned long ulFilterV=0; //经过滤波后的实时电压值


//根据原理图得出的共阴数码管字模表
code unsigned char dig_table[]=
{
0x3f,  //0       序号0
0x06,  //1       序号1
0x5b,  //2       序号2
0x4f,  //3       序号3
0x66,  //4       序号4
0x6d,  //5       序号5
0x7d,  //6       序号6
0x07,  //7       序号7
0x7f,  //8       序号8
0x6f,  //9       序号9
0x00,  //无      序号10
0x40,  //-       序号11
0x73,  //P       序号12
};
void main() 
  {
   initial_myself();  
   delay_long(100);   
   initial_peripheral(); 
   while(1)  
   { 
      ad_sampling_service(); //AD采样与处理的服务程序
      display_service(); //显示的窗口菜单服务程序
   }
}

void ad_sampling_service(void) //AD采样与处理的服务程序
{
    unsigned char i;

    ucAD=0;   //AD值
    ucCheckAD=0; //用来做校验对比的AD值


    /* 片选信号置为低电平 */
    adc0832_cs_dr = 0;

        /* 第一个脉冲,开始位 */
        adc0832_data_sr_dr = 1;
        adc0832_clk_dr  = 0;
    delay_short(1);
        adc0832_clk_dr  = 1;

        /* 第二个脉冲,选择通道 */
        adc0832_data_sr_dr = 1;
        adc0832_clk_dr  = 0;
        adc0832_clk_dr  = 1;

        /* 第三个脉冲,选择通道 */
        adc0832_data_sr_dr = 0;
        adc0832_clk_dr  = 0;
        adc0832_clk_dr  = 1;

    /* 数据线输出高电平 */
        adc0832_data_sr_dr = 1;
    delay_short(2);

        /* 第一个下降沿 */
        adc0832_clk_dr  = 1;
        adc0832_clk_dr  = 0;
    delay_short(1);


        /* AD值开始送出 */
        for (i = 0; i < 8; i++)
        {
        ucAD <<= 1;
                adc0832_clk_dr = 1;
                adc0832_clk_dr = 0;
                if (adc0832_data_sr_dr==1)
                {
            ucAD |= 0x01;
                }
        }

        /* 用于校验的AD值开始送出 */
        for (i = 0; i < 8; i++)
        {
        ucCheckAD >>= 1;
                if (adc0832_data_sr_dr==1)
                {
           ucCheckAD |= 0x80; 
                }
                adc0832_clk_dr = 1;
                adc0832_clk_dr = 0;
        }
        
        /* 片选信号置为高电平 */
        adc0832_cs_dr = 1;


        if(ucCheckAD==ucAD)  //检验相等
        {
        
            ulTemp=0;  //把char类型数据赋值给long类型数据之前,必须先清零
            ulTemp=ucAD; //把char类型数据赋值给long类型数据,参与乘除法运算的数据,为了避免运算结果溢出,我都用long类型

/* 注释一:
 * 因为保留3为小数点,这里的5000代表5.000V。ulTemp/255代表分辨率.
 * 有些书上说8位AD最高分辩可达到256级(0xff+1),我认为这种说法是错误的。
 * 8位AD最高分辩应该是255级(0xff),所以这里除以255,而不是256.
 */
            ulTemp=5000*ulTemp/255;  //进行电压换算
            ulV=ulTemp; //得到未经滤波处理的实时电压值
            ucWd1Part1Update=1; //局部更新显示未经滤波处理的电压


/* 注释二:
 * 以下连续判断N次一致性的滤波法,为了避免末尾小数点的数据偶尔跳动。
 * 这种滤波方法的原理跟我在按键扫描中的去抖动原理是一模一样的,被我频繁
 * 地应用在大量的工控项目中。
 * 具体原理:当某个采样变量发生变化时,有两种可能,一种可能是外界的一个瞬间干扰。
 * 另一种可能是变量确实发生变化。为了有效去除干扰,当发现变量有变化时,
 * 我会连续采集N次,如果连续N次都是一致的结果,我才认为不是干扰。如果中间
 * 只要出现一次不一致,我会马上把计数器清零,这一步是精华,很关键。
 * 
 */
	  	    if(ulTempFilterV!=ulTemp) //发现变量有变化
	 	    {
		        ucSamplingCnt++;    //计数器累加
		  	    if(ucSamplingCnt>const_N)  //如果连续N次都是一致的,则认为不是干扰。确实有数据需要更新显示。这里的const_N取值是8
			    {
			        ucSamplingCnt=0;

			        ulTempFilterV=ulTemp;   //及时保存更新了的数据,方便下一次有新数据对比做准备

                    ulFilterV=ulTempFilterV; //得到经过滤波处理的实时电压值
                    ucWd1Part2Update=1; //局部更新显示经过滤波处理的电压			 
			    }
	   	    }
		    else
		    {
		         ucSamplingCnt=0;  //只要出现一次不一致,我会马上把计数器清零,这一步是精华,很关键。
		    }



        
        }

}

void display_service(void) //显示的窗口菜单服务程序
{

                        if(ucWd1Part1Update==1)//未经滤波处理的实时电压更新显示
                        {
                           ucWd1Part1Update=0;

               ucTemp8=ulV%10000/1000;  //显示电压值个位
               ucTemp7=ulV%1000/100;    //显示电压值小数点后第1位
               ucTemp6=ulV%100/10;      //显示电压值小数点后第2位
               ucTemp5=ulV%10;          //显示电压值小数点后第3位


               ucDigShow8=ucTemp8; //数码管显示实际内容
               ucDigShow7=ucTemp7; 
               ucDigShow6=ucTemp6; 
               ucDigShow5=ucTemp5; 
                        }


                        if(ucWd1Part2Update==1)//经过滤波处理后的实时电压更新显示
                        {
                             ucWd1Part2Update=0;

               ucTemp4=ulFilterV%10000/1000;  //显示电压值个位
               ucTemp3=ulFilterV%1000/100;    //显示电压值小数点后第1位
               ucTemp2=ulFilterV%100/10;      //显示电压值小数点后第2位
               ucTemp1=ulFilterV%10;          //显示电压值小数点后第3位


               ucDigShow4=ucTemp4; //数码管显示实际内容
               ucDigShow3=ucTemp3; 
               ucDigShow2=ucTemp2; 
               ucDigShow1=ucTemp1; 
                        }


}



void display_drive(void)  
{
   //以下程序,如果加一些数组和移位的元素,还可以压缩容量。但是鸿哥追求的不是容量,而是清晰的讲解思路
   switch(ucDisplayDriveStep)
   { 
      case 1:  //显示第1位
           ucDigShowTemp=dig_table[ucDigShow1];
                   if(ucDigDot1==1)
                   {
                      ucDigShowTemp=ucDigShowTemp|0x80;  //显示小数点
                   }
           dig_hc595_drive(ucDigShowTemp,0xfe);
               break;
      case 2:  //显示第2位
           ucDigShowTemp=dig_table[ucDigShow2];
                   if(ucDigDot2==1)
                   {
                      ucDigShowTemp=ucDigShowTemp|0x80;  //显示小数点
                   }
           dig_hc595_drive(ucDigShowTemp,0xfd);
               break;
      case 3:  //显示第3位
           ucDigShowTemp=dig_table[ucDigShow3];
                   if(ucDigDot3==1)
                   {
                      ucDigShowTemp=ucDigShowTemp|0x80;  //显示小数点
                   }
           dig_hc595_drive(ucDigShowTemp,0xfb);
               break;
      case 4:  //显示第4位
           ucDigShowTemp=dig_table[ucDigShow4];
                   if(ucDigDot4==1)
                   {
                      ucDigShowTemp=ucDigShowTemp|0x80;  //显示小数点
                   }
           dig_hc595_drive(ucDigShowTemp,0xf7);
               break;
      case 5:  //显示第5位
           ucDigShowTemp=dig_table[ucDigShow5];
                   if(ucDigDot5==1)
                   {
                      ucDigShowTemp=ucDigShowTemp|0x80;  //显示小数点
                   }
           dig_hc595_drive(ucDigShowTemp,0xef);
               break;
      case 6:  //显示第6位
           ucDigShowTemp=dig_table[ucDigShow6];
                   if(ucDigDot6==1)
                   {
                      ucDigShowTemp=ucDigShowTemp|0x80;  //显示小数点
                   }
           dig_hc595_drive(ucDigShowTemp,0xdf);
               break;
      case 7:  //显示第7位
           ucDigShowTemp=dig_table[ucDigShow7];
                   if(ucDigDot7==1)
                   {
                      ucDigShowTemp=ucDigShowTemp|0x80;  //显示小数点
           }
           dig_hc595_drive(ucDigShowTemp,0xbf);
               break;
      case 8:  //显示第8位
           ucDigShowTemp=dig_table[ucDigShow8];
                   if(ucDigDot8==1)
                   {
                      ucDigShowTemp=ucDigShowTemp|0x80;  //显示小数点
                   }
           dig_hc595_drive(ucDigShowTemp,0x7f);
               break;
   }
   ucDisplayDriveStep++;
   if(ucDisplayDriveStep>8)  //扫描完8个数码管后,重新从第一个开始扫描
   {
     ucDisplayDriveStep=1;
   }

}

//数码管的74HC595驱动函数
void dig_hc595_drive(unsigned char ucDigStatusTemp16_09,unsigned char ucDigStatusTemp08_01)
{
   unsigned char i;
   unsigned char ucTempData;
   dig_hc595_sh_dr=0;
   dig_hc595_st_dr=0;
   ucTempData=ucDigStatusTemp16_09;  //先送高8位
   for(i=0;i<8;i++)
   { 
         if(ucTempData>=0x80)dig_hc595_ds_dr=1;
         else dig_hc595_ds_dr=0;
         dig_hc595_sh_dr=0;     //SH引脚的上升沿把数据送入寄存器
         delay_short(1); 
         dig_hc595_sh_dr=1;
         delay_short(1);
         ucTempData=ucTempData<<1;
   }
   ucTempData=ucDigStatusTemp08_01;  //再先送低8位
   for(i=0;i<8;i++)
   { 
         if(ucTempData>=0x80)dig_hc595_ds_dr=1;
         else dig_hc595_ds_dr=0;
         dig_hc595_sh_dr=0;     //SH引脚的上升沿把数据送入寄存器
         delay_short(1); 
         dig_hc595_sh_dr=1;
         delay_short(1);
         ucTempData=ucTempData<<1;
   }
   dig_hc595_st_dr=0;  //ST引脚把两个寄存器的数据更新输出到74HC595的输出引脚上并且锁存起来
   delay_short(1); 
   dig_hc595_st_dr=1;
   delay_short(1);
   dig_hc595_sh_dr=0;    //拉低,抗干扰就增强
   dig_hc595_st_dr=0;
   dig_hc595_ds_dr=0;
}

//LED灯的74HC595驱动函数
void hc595_drive(unsigned char ucLedStatusTemp16_09,unsigned char ucLedStatusTemp08_01)
{
   unsigned char i;
   unsigned char ucTempData;
   hc595_sh_dr=0;
   hc595_st_dr=0;
   ucTempData=ucLedStatusTemp16_09;  //先送高8位
   for(i=0;i<8;i++)
   { 
         if(ucTempData>=0x80)hc595_ds_dr=1;
         else hc595_ds_dr=0;
         hc595_sh_dr=0;     //SH引脚的上升沿把数据送入寄存器
         delay_short(1); 
         hc595_sh_dr=1;
         delay_short(1);
         ucTempData=ucTempData<<1;
   }
   ucTempData=ucLedStatusTemp08_01;  //再先送低8位
   for(i=0;i<8;i++)
   { 
         if(ucTempData>=0x80)hc595_ds_dr=1;
         else hc595_ds_dr=0;
         hc595_sh_dr=0;     //SH引脚的上升沿把数据送入寄存器
         delay_short(1); 
         hc595_sh_dr=1;
         delay_short(1);
         ucTempData=ucTempData<<1;
   }
   hc595_st_dr=0;  //ST引脚把两个寄存器的数据更新输出到74HC595的输出引脚上并且锁存起来
   delay_short(1); 
   hc595_st_dr=1;
   delay_short(1);
   hc595_sh_dr=0;    //拉低,抗干扰就增强
   hc595_st_dr=0;
   hc595_ds_dr=0;
}


void T0_time(void) interrupt 1   //定时中断
{
  TF0=0;  //清除中断标志
  TR0=0; //关中断


  display_drive();  //数码管字模的驱动函数

  TH0=0xfe;   //重装初始值(65535-500)=65035=0xfe0b
  TL0=0x0b;
  TR0=1;  //开中断
}

void delay_short(unsigned int uiDelayShort) 
{
   unsigned int i;  
   for(i=0;i<uiDelayShort;i++)
   {
     ;   //一个分号相当于执行一条空语句
   }
}

void delay_long(unsigned int uiDelayLong)
{
   unsigned int i;
   unsigned int j;
   for(i=0;i<uiDelayLong;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 initial_myself(void)  //第一区 初始化单片机
{
  led_dr=0;//LED灯默认关闭
  beep_dr=1; //用PNP三极管控制蜂鸣器,输出高电平时不叫。
  hc595_drive(0x00,0x00);  //关闭所有经过另外两个74HC595驱动的LED灯
  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;

}
void initial_peripheral(void) //第二区 初始化外围
{

   ucDigDot8=1;   //显示未经过滤波电压的小数点
   ucDigDot7=0;  
   ucDigDot6=0; 
   ucDigDot5=0;  
   ucDigDot4=1;  //显示经过滤波后电压的小数点
   ucDigDot3=0;  
   ucDigDot2=0;
   ucDigDot1=0;

   EA=1;     //开总中断
   ET0=1;    //允许定时中断
   TR0=1;    //启动定时中断

}

 

总结陈词:

在单片机AD采样的系统中,我常用的滤波方法有求平均值法,区间法,连续判断N次一致性这三种方法。读者可以根据不同的系统特点选择对应的滤波方法,有一些要求高的系统还可以把三种滤波方法混合在一起用。关于AD采样的知识到本节已经讲完,下一节会讲什么新内容呢?欲知详情,请听下回分解-----return语句鲜为人知的用法。


(未完待续,下节更精彩,不要走开哦)


高工
2014-06-15 15:08:17    评分
73楼

很难的啊,楼主好人一枚,赞一个


菜鸟
2014-06-22 01:37:08    评分
74楼

第五十二节:程序后续升级修改的利器,return语句鲜为人知的用法。

 

开场白:

return语句经常用在带参数返回的函数中,字面上理解就是返回的意思,因此很多单片机初学者很容易忽略了return语句还有中断强行退出的功能。利用这个强行退出的功能,在项目后续程序的升级修改上很方便,还可以有效减少if语句的嵌套层数,使程序阅读起来很简洁。这一节要教大家return语句三个鲜为人知的用法:

第一个鲜为人知的用法:在空函数里,可以插入很多个return语句,不仅仅是一个。

第二个鲜为人知的用法:return语句可以有效较少程序里条件判断语句的嵌套层数。

第三个鲜为人知的用法:return语句本身已经包含了类似break语句的功能,不管当前处于几层的内部循环嵌套,只要遇到return语句都可以强行退出全部循环,并且直接退出当前子程序,不执行当前子程序后面的任何语句,这个功能实在是太强大,太铁腕了。

 

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:

本程序实现的功能跟第三十九节是一摸一样的,唯一的差别就是在第三十九节的基础上,插入了几个return语句,用新的return语句替代原来的条件和循环判断语句。

 

波特率是:9600

通讯协议:EB 00 55  XX YY 

加无效填充字节后,上位机实际上应该发送:00  EB 00 55  XX YY

其中第100是无效填充字节,防止由于硬件原因丢失第一个字节。

其中第2,3,4EB 00 55就是数据头

           2XX YY就是有效数据

任意时刻,单片机从电脑“串口调试助手”上位机收到的一串数据中,只要此数据中包含关键字EB 00 55 ,并且此关键字后面两个字节的数据XX YY 分别为01 02,那么蜂鸣器鸣叫一声表示接收的数据头和有效数据都是正确的。

 

也就是说,当在 串口助手往单片机发送十六进制数据串:  eb 00 55 01 02  时,会听到蜂鸣器的一声。

 

3)源代码讲解如下:

 

#include "REG52.H"


#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 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

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 int  uiVoiceCnt=0;  //蜂鸣器鸣叫的持续时间计数器



void main() 
  {
   initial_myself();  
   delay_long(100);   
   initial_peripheral(); 
   while(1)  
   { 
       usart_service();  //串口服务程序
   }

}

/* 注释一:
 * 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)  //串口服务程序,在main函数里
{

        

//     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
	   }
/* 注释二:
 * 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


 //           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
			   }
/* 注释三:
 * 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)  //数据头eb 00 55的判断
               {
                  if(ucRcregBuf[uiRcMoveIndex+3]==0x01&&ucRcregBuf[uiRcMoveIndex+4]==0x02)  //有效数据01 02的判断
                  {
                       uiVoiceCnt=const_voice_short; //蜂鸣器发出声音,说明数据头和有效数据都接收正确
                  }
                  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
  
//     }
                         
}


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<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--; //每次进入定时中断都自减1,直到等于零为止。才停止鸣叫
     beep_dr=0;  //蜂鸣器是PNP三极管控制,低电平就开始鸣叫。

  }
  else
  {
     ; //此处多加一个空指令,想维持跟if括号语句的数量对称,都是两条指令。不加也可以。
     beep_dr=1;  //蜂鸣器是PNP三极管控制,高电平就停止鸣叫。
  }


  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  //我在其它单片机上都不用else这段代码的,可能在51单片机上多增加" TI = 0;"稳定性会更好吧。
   {
        TI = 0;
   }
                                                         
}                                


void delay_long(unsigned int uiDelayLong)
{
   unsigned int i;
   unsigned int j;
   for(i=0;i<uiDelayLong;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 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:

我在第一节就告诉读者了,搞单片机开发如果不会C语言的指针也没关系,不会影响做项目。我本人平时做项目时,也很少用指针,只有在三种场合下我才会用指针,因为在这三种场合下,用了指针感觉程序阅读起来更加清爽了。所以,指针还是有它独到的好处,有哪三种好处?欲知详情,请听下回分解-----指针的第一大好处,让一个函数可以封装多个相当于return语句返回的参数。

 

(未完待续,下节更精彩,不要走开哦)


工程师
2014-06-24 08:24:25    评分
75楼
谢谢分享

高工
2014-06-25 16:41:54    评分
76楼
楼主,佩服

菜鸟
2014-06-25 16:55:24    评分
77楼
受教了,学习到了不少

菜鸟
2014-06-27 17:19:19    评分
78楼
很牛啊

菜鸟
2014-06-29 07:03:44    评分
79楼

第五十三节:指针的第一大好处,让一个函数可以封装多个相当于return语句返回的参数。

 

开场白:

当我们想把某种算法通过一个函数来实现的时候,如果不会指针,那么只有两种方法。

1种:用不带参数返回的空函数。这是最原始的做法,也是我当年刚毕业就开始做项目的时候经常用的方法。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,再找到对应的输出变量,这些输出变量就是我们要的结果。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。

2种:用return返回参数和带输入形参的函数,这种方法已经具备了完整的输入和输出性能,比第1种方法直观多了。但是这种方法有它的局限性,因为return只能返回一个变量,如果要用在返回多个输出结果的函数中,就无能为力了,这时候该怎么办?就必须用指针了,也就是我下面讲到的第3种方法。

这一节要教大家一个知识点:通过指针,让函数可以返回多个变量。

 

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:

通过电脑串口调试助手,往单片机发送EB 00 55 XX YY  指令,其中EB 00 55是数据头, XX是被除数,YY是除数。单片机收到指令后就会返回6个数据,最前面两个数据是第1种运算方式的商和余数,中间两个数据是第2种运算方式的商和余数,最后两个数据是第3种运算方式的商和余数。

比如电脑发送:EB 00 55 08 02

单片机就返回:04 00 04 00 04 00  (04是商,00是余数)

 

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_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 chu_fa_yun_suan_1(void);//第1种方法 求商和余数
unsigned char get_shang_2(unsigned char ucBeiChuShuTemp,unsigned char ucChuShuTemp); //第2种方法 求商
unsigned char get_yu_2(unsigned char ucBeiChuShuTemp,unsigned char ucChuShuTemp); //第2种方法 求余数
void chu_fa_yun_suan_3(unsigned char ucBeiChuShuTemp,unsigned char ucChuShuTemp,unsigned char *p_ucShangTemp,unsigned char *p_ucYuTemp);//第3种方法 求商和余数

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 int  uiVoiceCnt=0;  //蜂鸣器鸣叫的持续时间计数器


unsigned char ucBeiChuShu_1=0;  //第1种方法中的被除数
unsigned char ucChuShu_1=1;     //第1种方法中的除数
unsigned char ucShang_1=0;      //第1种方法中的商
unsigned char ucYu_1=0;         //第1种方法中的余数

unsigned char ucBeiChuShu_2=0;  //第2种方法中的被除数
unsigned char ucChuShu_2=1;     //第2种方法中的除数
unsigned char ucShang_2=0;      //第2种方法中的商
unsigned char ucYu_2=0;         //第2种方法中的余数

unsigned char ucBeiChuShu_3=0;  //第3种方法中的被除数
unsigned char ucChuShu_3=1;     //第3种方法中的除数
unsigned char ucShang_3=0;      //第3种方法中的商
unsigned char ucYu_3=0;         //第3种方法中的余数

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,用不带参数返回的空函数,这是最原始的做法,也是我当年刚毕业
 * 就开始做项目的时候经常用的方法。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,再找到对应的输出变量,这些输出变量就是我们要的结果。
 * 在本函数中,被除数ucBeiChuShu_1和除数ucChuShu_1就是输入全局变量,
 * 商ucShang_1和余数ucYu_1就是输出全局变量。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 chu_fa_yun_suan_1(void)//第1种方法 求商和余数
{
   if(ucChuShu_1==0) //如果除数为0,则商和余数都为0
   {
      ucShang_1=0;
	  ucYu_1=0;
   }
   else
   {
      ucShang_1=ucBeiChuShu_1/ucChuShu_1;  //求商
      ucYu_1=ucBeiChuShu_1%ucChuShu_1;  //求余数
   }

}


/* 注释二:
 * 第2种方法,用return返回参数和带输入形参的函数,这种方法已经具备了完整的输入和输出性能,
 * 比第1种方法直观多了。但是这种方法有它的局限性,因为return只能返回一个变量,
 * 如果要用在返回多个输出结果的函数中,就无能为力了。比如本程序,就不能同时输出
 * 商和余数,只能分两个函数来做。如果要在一个函数中同时输出商和余数,该怎么办?
 * 这个时候就必须用指针了,也就是我下面讲到的第3种方法。
 */
unsigned char get_shang_2(unsigned char ucBeiChuShuTemp,unsigned char ucChuShuTemp) //第2种方法 求商
{
   unsigned char ucShangTemp;
   if(ucChuShuTemp==0) //如果除数为0,则商为0
   {
      ucShangTemp=0;
   }
   else
   {
      ucShangTemp=ucBeiChuShuTemp/ucChuShuTemp;  //求商
   }

   return ucShangTemp; //返回运算后的结果 商
}

unsigned char get_yu_2(unsigned char ucBeiChuShuTemp,unsigned char ucChuShuTemp) //第2种方法 求余数
{
   unsigned char ucYuTemp;
   if(ucChuShuTemp==0) //如果除数为0,则余数为0
   {
      ucYuTemp=0;
   }
   else
   {
      ucYuTemp=ucBeiChuShuTemp%ucChuShuTemp;   //求余数
   }

   return ucYuTemp; //返回运算后的结果 余数
}

/* 注释三:
 * 第3种方法,用带指针的函数,就可以顺心所欲,不受return的局限,想输出多少个
 * 运算结果都可以,赞一个!在本函数中,ucBeiChuShuTemp和ucChuShuTemp是输入变量,
 * 它们不是指针,所以不具备输出接口属性。*p_ucShangTemp和*p_ucYuTemp是输出变量,
 * 因为它们是指针,所以具备输出接口属性。
 */
void chu_fa_yun_suan_3(unsigned char ucBeiChuShuTemp,unsigned char ucChuShuTemp,unsigned char *p_ucShangTemp,unsigned char *p_ucYuTemp)//第3种方法 求商和余数
{
   if(ucChuShuTemp==0) //如果除数为0,则商和余数都为0
   {
      *p_ucShangTemp=0;
	  *p_ucYuTemp=0;
   }
   else
   {
      *p_ucShangTemp=ucBeiChuShuTemp/ucChuShuTemp;  //求商
      *p_ucYuTemp=ucBeiChuShuTemp%ucChuShuTemp;  //求余数
   }

}

void usart_service(void)  //串口服务程序,在main函数里
{

        

     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
               {

                  //第1种运算方法,依靠全局变量
                  ucBeiChuShu_1=ucRcregBuf[uiRcMoveIndex+3]; //被除数
                  ucChuShu_1=ucRcregBuf[uiRcMoveIndex+4];  //除数
				  chu_fa_yun_suan_1(); //调用一次空函数就出结果了,结果保存在ucShang_1和ucYu_1全局变量中
				  eusart_send(ucShang_1); //把运算结果返回给上位机观察
				  eusart_send(ucYu_1);//把运算结果返回给上位机观察

                  //第2种运算方法,依靠两个带return语句的返回函数
                  ucBeiChuShu_2=ucRcregBuf[uiRcMoveIndex+3]; //被除数
                  ucChuShu_2=ucRcregBuf[uiRcMoveIndex+4];  //除数
                  ucShang_2=get_shang_2(ucBeiChuShu_2,ucChuShu_2); //第2种方法 求商
                  ucYu_2=get_yu_2(ucBeiChuShu_2,ucChuShu_2); //第2种方法 求余数
				  eusart_send(ucShang_2); //把运算结果返回给上位机观察
				  eusart_send(ucYu_2);//把运算结果返回给上位机观察

                  //第3种运算方法,依靠指针
                  ucBeiChuShu_3=ucRcregBuf[uiRcMoveIndex+3]; //被除数
                  ucChuShu_3=ucRcregBuf[uiRcMoveIndex+4];  //除数
/* 注释四:
 * 注意,由于商和余数是指针形参,我们代入的变量必须带地址符号& 。比如&ucShang_3和&ucYu_3。
 * 因为我们是把变量的地址传递进去的。
 */
				  chu_fa_yun_suan_3(ucBeiChuShu_3,ucChuShu_3,&ucShang_3,&ucYu_3);//第3种方法 求商和余数 
				  eusart_send(ucShang_3); //把运算结果返回给上位机观察
				  eusart_send(ucYu_3);//把运算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<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--; //每次进入定时中断都自减1,直到等于零为止。才停止鸣叫
     beep_dr=0;  //蜂鸣器是PNP三极管控制,低电平就开始鸣叫。

  }
  else
  {
     ; //此处多加一个空指令,想维持跟if括号语句的数量对称,都是两条指令。不加也可以。
     beep_dr=1;  //蜂鸣器是PNP三极管控制,高电平就停止鸣叫。
  }


  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<uiDelayLong;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<uiDelayShort;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:

这节讲了指针的第一大好处,它的第二大好处是什么?欲知详情,请听下回分解-----指针的第二大好处,指针作为数组在函数内部的化身。

 

(未完待续,下节更精彩,不要走开哦)


菜鸟
2014-06-29 11:41:13    评分
80楼
好帖!!!

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