第六十五节:大数据的除法运算。
开场白:
直接用C语言的“/”运算符进行除法运算时,“被除数”,“ 除数”,“商”,这三个数据的最大范围是unsigned long 类型,也就是数据最大范围是4个字节,十进制的范围是0至4294967295。一旦超过了这个范围,则运算会出错。因此,当进行大数据除法运算时,我们要额外编程序,实现大数据的算法。其实这种算法并不难,就是我们在小学里学的四则运算算法。
我们先要弄清楚一个新的概念。不考虑小数点的情况下,数据有两种表现形式。一种是常用的变量形式,另外一种是BCD码数组形式。变量的最大范围有限,而BCD码数组的形式是无限的,正因为这个特点,所以我们可以进行大数据运算。
这一节要教大家一个知识点:
第一个:如何编写涉及到大数据除法运算的算法程序函数,同时也复习了指针的用途。
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:
波特率是:9600 。
通过电脑串口调试助手模拟上位机,往单片机发送组合BCD码的被除数和除数,单片机把组合BCD码的运算结果返回到上位机。被除数与除数的最大范围都是从0到9999,如果运算的商超过允许保存的最大位数范围或者除数为0,则返回EE EE EE报错。
往单片机发送的数据格式:EB 00 55 XX XX 0d 0a YY YY 0d 0a指令,其中EB 00 55是数据头,XX XX是被除数,是1到2个字节的组合BCD码。YY YY是除数,是1到2个字节的组合BCD码。0d 0a是固定的结束标志。
例如:
(a)9816 ÷ 8= 1227
上位机发送数据:eb 00 55 98 16 0d 0a 08 0d 0a
单片机返回:12 27
(b)9816 ÷ 0=
出错了,除数不能为0。
上位机发送数据:eb 00 55 98 16 0d 0a 00 0d 0a
单片机返回:EE EE EE
(3)源代码讲解如下:
#include "REG52.H"
/* 注释一:
* 本系统中的除法运算,规定被除数和除数的最大范围是0至9999.
* 由于STC89C52单片机的RAM只有256个,也就是说系统的变量数最大
* 不能超过256个,如果超过了这个极限,编译器就会报错。由于51单片机RAM资源有限,
* 因此规定除数的最大范围不能超过9999,如果这个算法移植到stm32或者PIC等RAM比较大
* 的单片机上,那么就可以把这个运算位数设置得更加大一点。调整下面 BCD4_MAX的大小,
* 可以调整运算的数据范围。
*/
#define BCD4_MAX 3 //调整BCD4_MAX的大小,可以调整运算的数据范围。
#define BCD8_MAX (BCD4_MAX*2) //本系统中,规定的非组合BCD码能保存的最大字节数,一个字节包含1位有效运算数
#define const_rc_size 30 //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
#define uchar unsigned char //方便移植平台
#define ulong unsigned long //方便移植平台
//如果在VC的平台模拟此算法,则都定义成int类型,如下:
//#define uchar int
//#define ulong int
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 BCD4_to_BCD8(const unsigned char *p_ucBCD_bit4,unsigned char ucBCD4_cnt,unsigned char *p_ucBCD_bit8,unsigned char *p_ucBCD8_cnt);
void BCD8_to_BCD4(const unsigned char *p_ucBCD_bit8,unsigned char ucBCD8_cnt,unsigned char *p_ucBCD_bit4,unsigned char *p_ucBCD4_cnt);
void ClearAllData(uchar ucARRAY_MAX,uchar *destData);
uchar GetDataLength(const uchar *destData,uchar ucARRAY_MAX);
uchar AddData(const uchar *destData,const uchar *sourceData,uchar *resultData); //两个数相加
uchar CmpData(const uchar *destData,const uchar *sourceData); //比较两个数的大小
uchar SubData(const uchar *destData,const uchar *sourceData,uchar *resultData);//两个数相减
void EnlargeData(uchar *destData,uchar enlarge_cnt); //数组向大索引值移位,移一位相当于放大10倍
uchar MultData(const uchar *destData,const uchar *sourceData,uchar *resultData); //两个数相乘
uchar DivLessTenData(const uchar *destData,const uchar *sourceData,uchar *resultData,uchar *remData);//局部两个数相除,商不超过10。当商为0时,余数等于被除数
uchar Div(const uchar *destData,const uchar *sourceData,uchar *resultData);//两个数相除
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 ucDataBCD4_1[BCD4_MAX]; //接收到的第1个数组合BCD码数组形式 这里是指被乘数
unsigned char ucDataBCD4_cnt_1=0; //接收到的第1个数组合BCD码数组的有效数据长度
unsigned char ucDataBCD4_2[BCD4_MAX]; //接收到的第2个数组合BCD码数组形式 这里是指乘数
unsigned char ucDataBCD4_cnt_2=0; //接收到的第2个数组合BCD码数组的有效数据长度
unsigned char ucDataBCD4_3[BCD4_MAX]; //接收到的第3个数组合BCD码数组形式 这里是指积
unsigned char ucDataBCD4_cnt_3=0; //接收到的第3个数组合BCD码数组的有效数据长度
unsigned char ucDataBCD8_1[BCD8_MAX]; //接收到的第1个数非组合BCD码数组形式 这里是指被乘数
unsigned char ucDataBCD8_cnt_1=0; //接收到的第1个数非组合BCD码数组的有效数据长度
unsigned char ucDataBCD8_2[BCD8_MAX]; //接收到的第2个数非组合BCD码数组形式 这里是指乘数
unsigned char ucDataBCD8_cnt_2=0; //接收到的第2个数非组合BCD码数组的有效数据长度
unsigned char ucDataBCD8_3[BCD8_MAX]; //接收到的第3个数非组合BCD码数组形式 这里是指积
unsigned char ucDataBCD8_cnt_3=0; //接收到的第3个数非组合BCD码数组的有效数据长度
unsigned char ucResultFlag=11; //运算结果标志,10代表计算结果超出范围出错,11代表正常。
void main()
{
initial_myself();
delay_long(100);
initial_peripheral();
while(1)
{
usart_service(); //串口服务程序
}
}
/* 注释二:
* 组合BCD码转成非组合BCD码。
* 这里的变量ucBCD4_cnt代表组合BCD码的有效字节数.
* 这里的变量*p_ucBCD8_cnt代表经过转换后,非组合BCD码的有效字节数,记得加地址符号&传址进去
* 本程序在上一节的基础上,略作修改,用循环for语句压缩了代码,
* 同时引进了组合BCD码的有效字节数变量。这样就不限定了数据的长度,
* 可以让我们根据数据的实际大小灵活运用。
*/
void BCD4_to_BCD8(const unsigned char *p_ucBCD_bit4,unsigned char ucBCD4_cnt,unsigned char *p_ucBCD_bit8,unsigned char *p_ucBCD8_cnt)
{
unsigned char ucTmep;
unsigned char i;
for(i=0;i<BCD8_MAX;i++) //先把即将保存转换结果的缓冲区清零
{
p_ucBCD_bit8[i]=0;
}
*p_ucBCD8_cnt=ucBCD4_cnt*2; //转换成非组合BCD码后的有效数据长度
for(i=0;i<ucBCD4_cnt;i++)
{
ucTmep=p_ucBCD_bit4[ucBCD4_cnt-1-i];
p_ucBCD_bit8[ucBCD4_cnt*2-i*2-1]=ucTmep>>4;
p_ucBCD_bit8[ucBCD4_cnt*2-i*2-2]=ucTmep&0x0f;
}
}
/* 注释三:
* 非组合BCD码转成组合BCD码。
* 这里的变量ucBCD8_cnt代表非组合BCD码的有效字节数.
* 这里的变量*p_ucBCD4_cnt代表经过转换后,组合BCD码的有效字节数,记得加地址符号&传址进去
* 本程序在上一节的基础上,略作修改,用循环for语句压缩了代码,
* 同时引进了非组合BCD码的有效字节数变量。这样就不限定了数据的长度,
* 可以让我们根据数据的实际大小灵活运用。
*/
void BCD8_to_BCD4(const unsigned char *p_ucBCD_bit8,unsigned char ucBCD8_cnt,unsigned char *p_ucBCD_bit4,unsigned char *p_ucBCD4_cnt)
{
unsigned char ucTmep;
unsigned char i;
unsigned char ucBCD4_cnt;
for(i=0;i<BCD4_MAX;i++) //先把即将保存转换结果的缓冲区清零
{
p_ucBCD_bit4[i]=0;
}
ucBCD4_cnt=(ucBCD8_cnt+1)/2; //非组合BCD码转化成组合BCD码的有效数,这里+1避免非组合数据长度是奇数位
*p_ucBCD4_cnt=ucBCD4_cnt; //把转换后的结果付给接口指针的数据,可以对外输出结果
for(i=0;i<ucBCD4_cnt;i++)
{
ucTmep=p_ucBCD_bit8[ucBCD4_cnt*2-1-i*2]; //把非组合BCD码第8位分解出来
p_ucBCD_bit4[ucBCD4_cnt-1-i]=ucTmep<<4;
p_ucBCD_bit4[ucBCD4_cnt-1-i]=p_ucBCD_bit4[ucBCD4_cnt-1-i]+p_ucBCD_bit8[ucBCD4_cnt*2-2-i*2]; //把非组合BCD码第7位分解出来
}
}
/* 注释四:
*函数介绍:清零数组的全部数组数据
*输入参数:ucARRAY_MAX代表数组定义的最大长度
*输入输出参数:*destData--被清零的数组。
*/
void ClearAllData(uchar ucARRAY_MAX,uchar *destData)
{
uchar i;
for(i=0;i<ucARRAY_MAX;i++)
{
destData[i]=0;
}
}
/* 注释五:
*函数介绍:获取数组的有效长度
*输入参数:*destData--被获取的数组。
*输入参数:ucARRAY_MAX代表数组定义的最大长度
*返回值 :返回数组的有效长度。比如58786这个数据的有效长度是5
*电子开发者作者:吴坚鸿
*/
uchar GetDataLength(const uchar *destData,uchar ucARRAY_MAX)
{
uchar i;
uchar DataLength=ucARRAY_MAX;
for(i=0;i<ucARRAY_MAX;i++)
{
if(0!=destData[ucARRAY_MAX-1-i])
{
break;
}
else
{
DataLength--;
}
}
return DataLength;
}
/* 注释六:
*函数介绍:比较两个数的大小
*输入参数:
*(1)*destData--被比较数的数组。
*(2)*sourceData--比较数的数组。
*返回值 :9代表小于,10代表相等,11代表大于。
*/
uchar CmpData(const uchar *destData,const uchar *sourceData)
{
uchar cmpResult=10; //开始默认相等
uchar destCnt=0;
uchar sourceCnt=0;
uchar i;
destCnt=GetDataLength(destData,BCD8_MAX);
sourceCnt=GetDataLength(sourceData,BCD8_MAX);
if(destCnt>sourceCnt) //大于
{
cmpResult=11;
}
else if(destCnt<sourceCnt) //小于
{
cmpResult=9;
}
else if((destCnt==0)&&(sourceCnt==0)) //如果都是等于0则等于
{
cmpResult=10;
}
else //否则就要继续判断
{
for(i=0;i<destCnt;i++)
{
if(destData[destCnt-1-i]>sourceData[destCnt-1-i]) //从最高位开始判断,如果最高位大于则大于
{
cmpResult=11;
break;
}
else if(destData[destCnt-1-i]<sourceData[destCnt-1-i]) //从最高位开始判断,如果最高位小于则小于
{
cmpResult=9;
break;
}
//否则继续判断下一位
}
}
return cmpResult;
}
/* 注释七:
*函数介绍:两个数相减
*输入参数:
*(1)*destData--被减数的数组。
*(2)*sourceData--减数的数组。
*(3)*resultData--差的数组。注意,调用本函数前,必须先把这个数组清零
*返回值 :10代表计算结果是负数或者超出范围出错,11代表正常。
*/
uchar SubData(const uchar *destData,const uchar *sourceData,uchar *resultData)
{
uchar subResult=11; //开始默认正常
uchar destCnt=0;
uchar i;
uchar carryData=0; //进位
uchar maxCnt=0; //最大位数
uchar resultTemp=0; //存放临时运算结果的中间变量
//为什么不在本函数内先把resultData数组清零?因为后面章节中的除法运算中要用到此函数实现连减功能。
//因此如果纯粹实现减法运算时,在调用本函数之前,必须先在外面把差的数组清零,否则会计算出错。
if(CmpData(destData,sourceData)==9) //被减数小于减数,报错
{
subResult=10;
return subResult; //返回判断结果,并且退出本程序,不往下执行本程序余下代码
}
destCnt=GetDataLength(destData,BCD8_MAX); //获取被减数的有效数据长度
maxCnt=destCnt;
for(i=0;i<maxCnt;i++)
{
resultTemp=sourceData[i]+carryData; //按位相加
if(resultTemp>destData[i])
{
resultData[i]=destData[i]+10-sourceData[i]-carryData; //借位
carryData=1;
}
else
{
resultData[i]=destData[i]-sourceData[i]-carryData; //不用借位
carryData=0;
}
}
return subResult;
}
/* 注释八:
*函数介绍:两个数相加
*输入参数:
*(1)*destData--被加数的数组。
*(2)*sourceData--加数的数组。
*(3)*resultData--和的数组。注意,调用本函数前,必须先把这个数组清零
*返回值 :10代表计算结果超出范围出错,11代表正常。
*/
uchar AddData(const uchar *destData,const uchar *sourceData,uchar *resultData)
{
uchar addResult=11; //开始默认返回的运算结果是正常
uchar destCnt=0;
uchar sourceCnt=0;
uchar i;
uchar carryData=0; //进位
uchar maxCnt=0; //最大位数
uchar resultTemp=0; //存放临时运算结果的中间变量
//为什么不在本函数内先把resultData数组清零?因为后面章节中的乘法运算中要用到此函数实现连加功能。
//因此如果纯粹实现加法运算时,在调用本函数之前,必须先在外面把和的数组清零,否则会计算出错。
destCnt=GetDataLength(destData,BCD8_MAX); //获取被加数的有效位数
sourceCnt=GetDataLength(sourceData,BCD8_MAX); //获取加数的有效位数
if(destCnt>=sourceCnt) //找出两个运算数据中最大的有效位数
{
maxCnt=destCnt;
}
else
{
maxCnt=sourceCnt;
}
for(i=0;i<maxCnt;i++)
{
resultTemp=destData[i]+sourceData[i]+carryData; //按位相加
resultData[i]=resultTemp%10; //截取最低位存放进保存结果的数组
carryData=resultTemp/10; //存放进位
}
resultData[i]=carryData;
if((maxCnt==BCD8_MAX)&&(carryData==1)) //如果数组的有效位是最大值并且最后的进位是1,则计算溢出报错
{
ClearAllData(BCD8_MAX,resultData);
addResult=10; //报错
}
return addResult;
}
/* 注释九:
*函数介绍:数组向大索引值移位,移一位相当于放大10倍
*输入参数:*destData--被移位的数组。
*输入参数:enlarge_cnt--被移位的个数。
*/
void EnlargeData(uchar *destData,uchar enlarge_cnt)
{
uchar i;
if(enlarge_cnt!=0)
{
for(i=0;i<(BCD8_MAX-enlarge_cnt);i++)
{
destData[BCD8_MAX-1-i]=destData[BCD8_MAX-1-enlarge_cnt-i];
}
for(i=0;i<enlarge_cnt;i++) //最低位被移空的补上0
{
destData[i]=0;
}
}
}
/* 注释十:
*函数介绍:两个数相乘
*输入参数:
*(1)*destData--被乘数的数组。
*(2)*sourceData--乘数的数组。
*(3)*resultData--积的数组。
*返回值 :10代表计算结果超出范围出错,11代表正常。
*/
uchar MultData(const uchar *destData,const uchar *sourceData,uchar *resultData)
{
uchar multResult=11; //开始默认正常
uchar destCnt=0;
uchar sourceCnt=0;
uchar i;
uchar j;
uchar carryData=0; //进位
uchar resultTemp=0; //存放临时运算结果的中间变量
uchar nc_add_result; //接收相加的运算是否超出范围,这里不用判断,因为不会溢出
uchar multArrayTemp[BCD8_MAX]; //存放临时运算结果的数组中间变量
destCnt=GetDataLength(destData,BCD8_MAX); //获取被乘数的长度
sourceCnt=GetDataLength(sourceData,BCD8_MAX); //获取乘数的长度
ClearAllData(BCD8_MAX,resultData); //清零存储的结果
if((0==destCnt)||(0==sourceCnt)) //被乘数或者乘数为0,则结果为0
{
return multResult;
}
if((destCnt+sourceCnt+2)>BCD8_MAX)
{
multResult=10; //运算结果有可能超范围报错
return multResult;
}
for(i=0;i<sourceCnt;i++) //乘数
{
carryData=0; //清零进位
ClearAllData(BCD8_MAX,multArrayTemp); //清零一位乘数相乘的结果中间变量数组
for(j=0;j<destCnt;j++) //被乘数
{
resultTemp=destData[j]*sourceData[i]+carryData; //乘数的一位依次与被乘数各位相乘,并且加进位
multArrayTemp[j]=resultTemp%10; //存储一位乘数相乘的结果
carryData=resultTemp/10; //保存进位
}
multArrayTemp[j]=carryData; //存储最后的进位
EnlargeData(multArrayTemp,i); //移位。移一次相当于放大10倍。
nc_add_result=AddData(resultData,multArrayTemp,resultData); //把一位乘数相乘的结果存储进总结果
}
return multResult;
}
/* 注释十一:
*函数介绍:局部两个数相除,商不超过10。当商为0时,余数是被除数
*原理精髓:根据手工除法的原理,我们都是从高位开始借位相除,此时是局部相除,因此商都不超过10,剩下的余数继续借位
*依次除下去。这个程序的除法原理是挨个猜值,反正商是从0,1,2.。。。9这10个数中的其中一个,为了快速找到我们想要的那个商,我是
*利用中间法则进行寻找,先猜是5,然后判断一下是大了还是小了,如果是大了,就猜是3,如果小了就猜是7,最后肯定会找到商。
*输入参数:
*(1)*destData--被除数的数组。
*(2)*sourceData--除数的数组。
*(3)*resultData--商的数,不是数组,传址进去,是0,1,2到9中的某个数
*(4)*remData--余数的数组。
*返回值 :10代表计算结果超出范围出错,11代表正常。
*/
uchar DivLessTenData(const uchar *destData,const uchar *sourceData,uchar *resultData,uchar *remData)
{
uchar DivLessTenResult=11; //开始默认正常
uchar destCnt=0;
uchar sourceCnt=0;
uchar i;
uchar resultRunStep=5;
uchar cmpError=10;
uchar DivLessTenArrayTemp[BCD8_MAX]; //存放临时运算结果的数组中间变量
uchar DivLessTenArrayResult[BCD8_MAX]; //存放临时运算结果的数组中间变量的结果
uchar DivLessTenArrayBackup[BCD8_MAX]; //存放临时运算结果的数组中间变量的备份
uchar while_flag=0; //结束猜算的中间变量
uchar multError=11;
uchar subError=11;
destCnt=GetDataLength(destData,BCD8_MAX); //获取被除数的数据有效长度
sourceCnt=GetDataLength(sourceData,BCD8_MAX); //获取除数的数据有效长度
cmpError=CmpData(destData,sourceData); //比较被除数和除数的大小
ClearAllData(BCD8_MAX,remData); //清空余数,余数为0
if(cmpError==9) //被除数比除数小
{
*resultData=0; //商肯定为0
for(i=0;i<destCnt;i++)
{
remData[i]=destData[i]; //余数等于被除数
}
return DivLessTenResult;
}
else if(cmpError==10) //被除数与除数相等
{
*resultData=1; //商等于1余数为0
return DivLessTenResult;
}
else //开始猜值
{
resultRunStep=5; //先猜是5 ,从这里开始直接看以下 case 5 的详细讲解,其他case原理相同
while_flag=0;
while(1)
{
switch(resultRunStep)
{
case 1:
ClearAllData(BCD8_MAX,DivLessTenArrayTemp);
ClearAllData(BCD8_MAX,DivLessTenArrayResult);
DivLessTenArrayTemp[0]=resultRunStep;
multError=MultData(sourceData,DivLessTenArrayTemp,DivLessTenArrayResult);
subError=SubData(destData,DivLessTenArrayResult,remData);//求余数
*resultData=1; //商等于1
while_flag=1; //退出循环
break;
case 2:
ClearAllData(BCD8_MAX,DivLessTenArrayTemp);
ClearAllData(BCD8_MAX,DivLessTenArrayResult);
DivLessTenArrayTemp[0]=resultRunStep;
multError=MultData(sourceData,DivLessTenArrayTemp,DivLessTenArrayResult);
cmpError=CmpData(DivLessTenArrayResult,destData);
if(cmpError==10) //等于
{
*resultData=2; //商等于2余数为0
while_flag=1; //退出循环
}
else if(cmpError==11) //大于
{
resultRunStep=1;
}
else //小于
{
subError=SubData(destData,DivLessTenArrayResult,remData);//求余数
*resultData=2; //商等于2
while_flag=1; //退出循环
}
break;
case 3:
ClearAllData(BCD8_MAX,DivLessTenArrayTemp);
ClearAllData(BCD8_MAX,DivLessTenArrayResult);
DivLessTenArrayTemp[0]=resultRunStep;
multError=MultData(sourceData,DivLessTenArrayTemp,DivLessTenArrayResult);
cmpError=CmpData(DivLessTenArrayResult,destData);
if(cmpError==10) //等于
{
*resultData=3; //商等于3余数为0
while_flag=1; //退出循环
}
else if(cmpError==11) //大于
{
resultRunStep=2;
}
else //小于
{
resultRunStep=4;
ClearAllData(BCD8_MAX,DivLessTenArrayBackup);
for(i=0;i<BCD8_MAX;i++) //备份
{
DivLessTenArrayBackup[i]=DivLessTenArrayResult[i];
}
}
break;
case 4:
ClearAllData(BCD8_MAX,DivLessTenArrayTemp);
ClearAllData(BCD8_MAX,DivLessTenArrayResult);
DivLessTenArrayTemp[0]=resultRunStep;
multError=MultData(sourceData,DivLessTenArrayTemp,DivLessTenArrayResult);
cmpError=CmpData(DivLessTenArrayResult,destData);
if(cmpError==10) //等于
{
*resultData=4; //商等于4余数为0
while_flag=1; //退出循环
}
else if(cmpError==11) //大于
{
subError=SubData(destData,DivLessTenArrayBackup,remData);//求余数
*resultData=3; //商等于3
while_flag=1; //退出循环
}
else //小于
{
subError=SubData(destData,DivLessTenArrayResult,remData);//求余数
*resultData=4; //商等于4
while_flag=1; //退出循环
}
break;
case 5: //重点讲解一下case 5,其它case 原理相同,不多讲
ClearAllData(BCD8_MAX,DivLessTenArrayTemp); //清空运算中需要用到的中间数组变量
ClearAllData(BCD8_MAX,DivLessTenArrayResult); //清空运算中需要用到的中间数组变量
DivLessTenArrayTemp[0]=resultRunStep; //把猜的变量形式的商传递给数组形式的变量
multError=MultData(sourceData,DivLessTenArrayTemp,DivLessTenArrayResult); //猜的商跟除数像乘,看看结果跟被除数谁大。
cmpError=CmpData(DivLessTenArrayResult,destData); //猜的商跟除数像乘,看看结果跟被除数谁大。
if(cmpError==10) //等于 恭喜猜中是5
{
*resultData=5; //商等于5余数为0
while_flag=1; //退出循环
}
else if(cmpError==11) //大于 猜不中,大了,就继续往小的猜,看看有没有可能是3
{
resultRunStep=3;
}
else //小于 猜不中,小了,就继续往大的猜,看看有没有可能是7
{
resultRunStep=7;
ClearAllData(BCD8_MAX,DivLessTenArrayBackup);
for(i=0;i<BCD8_MAX;i++) //备份
{
DivLessTenArrayBackup[i]=DivLessTenArrayResult[i];
}
}
break;
case 6:
ClearAllData(BCD8_MAX,DivLessTenArrayTemp);
ClearAllData(BCD8_MAX,DivLessTenArrayResult);
DivLessTenArrayTemp[0]=resultRunStep;
multError=MultData(sourceData,DivLessTenArrayTemp,DivLessTenArrayResult);
cmpError=CmpData(DivLessTenArrayResult,destData);
if(cmpError==10) //等于
{
*resultData=6; //商等于6余数为0
while_flag=1; //退出循环
}
else if(cmpError==11) //大于
{
subError=SubData(destData,DivLessTenArrayBackup,remData);//求余数
*resultData=5; //商等于5
while_flag=1; //退出循环
}
else //小于
{
subError=SubData(destData,DivLessTenArrayResult,remData);//求余数
*resultData=6; //商等于6
while_flag=1; //退出循环
}
break;
case 7:
ClearAllData(BCD8_MAX,DivLessTenArrayTemp);
ClearAllData(BCD8_MAX,DivLessTenArrayResult);
DivLessTenArrayTemp[0]=resultRunStep;
multError=MultData(sourceData,DivLessTenArrayTemp,DivLessTenArrayResult);
cmpError=CmpData(DivLessTenArrayResult,destData);
if(cmpError==10) //等于
{
*resultData=7; //商等于7余数为0
while_flag=1; //退出循环
}
else if(cmpError==11) //大于
{
resultRunStep=6;
}
else //小于
{
resultRunStep=8;
ClearAllData(BCD8_MAX,DivLessTenArrayBackup);
for(i=0;i<BCD8_MAX;i++) //备份
{
DivLessTenArrayBackup[i]=DivLessTenArrayResult[i];
}
}
break;
case 8:
ClearAllData(BCD8_MAX,DivLessTenArrayTemp);
ClearAllData(BCD8_MAX,DivLessTenArrayResult);
DivLessTenArrayTemp[0]=resultRunStep;
multError=MultData(sourceData,DivLessTenArrayTemp,DivLessTenArrayResult);
cmpError=CmpData(DivLessTenArrayResult,destData);
if(cmpError==10) //等于
{
*resultData=8; //商等于8余数为0
while_flag=1; //退出循环
}
else if(cmpError==11) //大于
{
subError=SubData(destData,DivLessTenArrayBackup,remData);//求余数
*resultData=7; //商等于7
while_flag=1; //退出循环
}
else //小于
{
resultRunStep=9;
ClearAllData(BCD8_MAX,DivLessTenArrayBackup);
for(i=0;i<BCD8_MAX;i++) //备份
{
DivLessTenArrayBackup[i]=DivLessTenArrayResult[i];
}
}
break;
case 9:
ClearAllData(BCD8_MAX,DivLessTenArrayTemp);
ClearAllData(BCD8_MAX,DivLessTenArrayResult);
DivLessTenArrayTemp[0]=resultRunStep;
multError=MultData(sourceData,DivLessTenArrayTemp,DivLessTenArrayResult);
cmpError=CmpData(DivLessTenArrayResult,destData);
if(cmpError==10) //等于
{
*resultData=9; //商等于9余数为0
while_flag=1; //退出循环
}
else if(cmpError==11) //大于
{
subError=SubData(destData,DivLessTenArrayBackup,remData);//求余数
*resultData=8; //商等于8
while_flag=1; //退出循环
}
else //小于
{
subError=SubData(destData,DivLessTenArrayResult,remData);//求余数
*resultData=9; //商等于9
while_flag=1; //退出循环
}
break;
}
if(while_flag==1) //猜中了就退出循环
{
break;
}
}
}
return DivLessTenResult;
}
/* 注释十二:
*函数介绍:两个数相除
*输入参数:
*(1)*destData--被除数的数组。
*(2)*sourceData--除数的数组。
*(3)*resultData--商的数组
*返回值 :10代表计算结果超出范围出错,11代表正常。
*/
uchar Div(const uchar *destData,const uchar *sourceData,uchar *resultData)
{
uchar DivResult=11; //开始默认正常
uchar destCnt=0;
uchar sourceCnt=0;
uchar i;
uchar j;
uchar resultTemp=0; //存放临时运算结果的中间变量
uchar DivArrayTemp[BCD8_MAX]; //存放临时运算结果的数组中间变量
uchar DivArrayResult[BCD8_MAX]; //存放临时运算结果的数组中间变量的结果
uchar divError=11;
destCnt=GetDataLength(destData,BCD8_MAX); //获取被除数的数据有效长度
sourceCnt=GetDataLength(sourceData,BCD8_MAX); //获取除数的数据有效长度
ClearAllData(BCD8_MAX,resultData); //把结果清零
if(sourceCnt==0) //除数为0,报错
{
DivResult=10; //报错
}
else
{
ClearAllData(BCD8_MAX,DivArrayTemp); //清零局部被除数的数组
for(i=0;i<destCnt;i++)
{
DivArrayTemp[0]=destData[destCnt-1-i]; //从被除数的高位开始借位,放到局部被除数的个位
divError=DivLessTenData(DivArrayTemp,sourceData,&resultTemp,DivArrayResult); //局部相除,求商resultTemp,此商resultTemp不超过10
if(divError==10) //报错
{
DivResult=10;
break;
}
else
{
resultData[destCnt-1-i]=resultTemp; //保存商
for(j=0;j<(destCnt-1);j++) //把余数移一次位,相当于放大十倍,重新放进DivArrayTemp数组对应的位
{
DivArrayTemp[j+1]=DivArrayResult[j];
}
}
}
}
return DivResult;
}
void usart_service(void) //串口服务程序,在main函数里
{
unsigned char i=0;
unsigned char k=0;
unsigned char ucGetDataStep=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(uiRcMoveIndex<uiRcregTotal) //说明还没有把缓冲区的数据读取完
{
if(ucRcregBuf[uiRcMoveIndex+0]==0xeb&&ucRcregBuf[uiRcMoveIndex+1]==0x00&&ucRcregBuf[uiRcMoveIndex+2]==0x55) //数据头eb 00 55的判断
{
i=0;
ucGetDataStep=0;
ucDataBCD4_cnt_1=0; //第1个数组合BCD码数组的有效数据长度
ucDataBCD4_cnt_2=0; //第2个数组合BCD码数组的有效数据长度
ClearAllData(BCD4_MAX,ucDataBCD4_1); //清零第1个参与运算的数据
ClearAllData(BCD4_MAX,ucDataBCD4_2); //清零第2个参与运算的数据
//以下while循环是通过关键字0x0d 0x0a来截取第1个和第2个参与运算的数据。
while(i<(BCD8_MAX+4))//这里+4是因为有2对0x0d 0x0a结尾特殊符号,一个共4个字节
{
if(ucGetDataStep==0)//步骤0,相当于我平时用的case 0,获取第1个数,在这里是指被除数
{
if(ucRcregBuf[uiRcMoveIndex+3+i]==0x0d&&ucRcregBuf[uiRcMoveIndex+4+i]==0x0a) //结束标志
{
for(k=0;k<ucDataBCD4_cnt_1;k++) //提取第1个参与运算的数组数据
{
ucDataBCD4_1[k]=ucRcregBuf[uiRcMoveIndex+3+i-1-k]; //注意,接收到的数组数据与实际存储的数组数据的下标方向是相反的
}
i=i+2; //跳过 0x0d 0x0a 这两个字节,进行下一轮的关键字提取
ucGetDataStep=1; //切换到下一个关键字提取的步骤
}
else
{
i++;
ucDataBCD4_cnt_1++; //统计第1个有效数据的长度
}
}
else if(ucGetDataStep==1) //步骤1,相当于我平时用的case 1,获取第2个参与运行的数,在这里是除数
{
if(ucRcregBuf[uiRcMoveIndex+3+i]==0x0d&&ucRcregBuf[uiRcMoveIndex+4+i]==0x0a) //结束标志
{
for(k=0;k<ucDataBCD4_cnt_2;k++) //提取第2个参与运算的数组数据
{
ucDataBCD4_2[k]=ucRcregBuf[uiRcMoveIndex+3+i-1-k]; //注意,接收到的数组数据与实际存储的数组数据的下标方向是相反的
}
break; //截取数据完成。直接跳出截取数据的while(i<(BCD8_MAX+4))循环
}
else
{
i++;
ucDataBCD4_cnt_2++; //统计第2个有效数据的长度
}
}
}
//注意ucDataBCD8_cnt_1和ucDataBCD8_cnt_2要带地址符号&传址进去
BCD4_to_BCD8(ucDataBCD4_1,ucDataBCD4_cnt_1,ucDataBCD8_1,&ucDataBCD8_cnt_1); //把接收到的组合BCD码转换成非组合BCD码 第1个数
BCD4_to_BCD8(ucDataBCD4_2,ucDataBCD4_cnt_2,ucDataBCD8_2,&ucDataBCD8_cnt_2); //把接收到的组合BCD码转换成非组合BCD码 第2个数
ClearAllData(BCD8_MAX,ucDataBCD8_3); //清零第3个参与运算的数据,用来接收运行的结果
ucResultFlag=Div(ucDataBCD8_1,ucDataBCD8_2,ucDataBCD8_3); //相除运算,结果放在ucDataBCD8_3数组里
if(ucResultFlag==11) //表示运算结果没有超范围
{
ucDataBCD8_cnt_3=GetDataLength(ucDataBCD8_3,BCD8_MAX); //获取运算结果的有效字节数
if(ucDataBCD8_cnt_3==0) //如果1个有效位数都没有,表示数组所有的数据都是0,这个时候的有效位数应该人为的默认是1位数据,表示一个0
{
ucDataBCD8_cnt_3=1;
}
BCD8_to_BCD4(ucDataBCD8_3,ucDataBCD8_cnt_3,ucDataBCD4_3,&ucDataBCD4_cnt_3); //把非组合BCD码转成组合BCD码。注意,&ucDataBCD4_cnt_3带地址符号&
for(k=0;k<ucDataBCD4_cnt_3;k++) //返回运算结果到上位机上观察。看到的是组合BCD码形式。返回的时候注意数组下标的顺序要反过来发送,先发高位的下标数组
{
eusart_send(ucDataBCD4_3[ucDataBCD4_cnt_3-1-k]); //往上位机发送一个字节的函数
}
}
else //运算结果超范围,返回EE EE EE
{
eusart_send(0xee); //往上位机发送一个字节的函数
eusart_send(0xee); //往上位机发送一个字节的函数
eusart_send(0xee); //往上位机发送一个字节的函数
}
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
}
ucRcregBuf[0]=0; //把数据头清零,方便下次接收判断新数据
ucRcregBuf[1]=0;
ucRcregBuf[2]=0;
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
}
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:
前面四个章节讲完了四则运算的大数据算法,下一节讲单片机的外部中断功能。外部中断是单片机非常重要的内部资源,应用很广,它是单片机的高速开关感应器输入接口,它可以检测脉冲输入,可以接收红外遥控器的输入信号,可以检测高速运转的车轮或者电机圆周运动的反馈信号,可以检测输液器里瞬间即逝的水滴信号,可以接收模拟串口的数据信息,等等。单片机外部中断的有什么特点?欲知详情,请听下回分解----单片机外部中断的基础。
(未完待续,下节更精彩,不要走开哦)