【62.1 内存的大小端。】
C51编译器的unsigned int占2字节RAM(也称为内存),unsigned long占4字节RAM,这两种数据类型所占的字节数都超过了1个字节,而RAM内存是每一个地址对应一个字节的RAM内存,那么问题就来了,比如像unsigned long这种占4个字节RAM的数据变量,它这4个字节在RAM中的地址是“连续”的“挨家挨户”的“连号”的,这4个字节所存的一个数据,它的数据高低位在地址的排列上,到底是从低到高还是从高到低,到底是“正向”的还是“反向”?这两种不同的排列顺序,在C语言里用“大端”和“小端”这两个专业术语来描述。“大端”的方式是将高位存放在低地址,“小端”的方式是将低位存放在低地址。比如:
假设有一个unsigned long变量a等于0x12345678,是存放在RAM内存中的4,5,6,7这四个“连号”的地址里,现在看看它在“大端”和“小端”的存储方式里的差别。如下:
(1) 在“大端”的方式里,将高位存放在低地址。
0x12存在第4个地址,0x34存在第5个地址,0x56存在第6个地址,0x78存在第7个地址。
(2) 在“小端”的方式里,将低位存放在低地址。
0x78存在第4个地址,0x56存在第5个地址,0x34存在第6个地址,0x12存在第7个地址。
问题来了,在单片机里,内存到底是“大端”方式还是“小端”方式?答:这个跟C编译器有关。比如,在51单片机的C51编译环境里是“大端”方式,而在STM32单片机的ARM\_MDK编译环境里则是“小端”方式。那么问题又来了?如何知道一个C编译器是“大端”还是“小端”?答:有两种方式,一种是看C编译器的说明书,另一种是自己编写一个小程序测试一下就知道了(这种方法最简单可靠)。那么问题又来了?讲这个 “大小端”有什么用?答:这个跟指针的使用密切相关。
【62.2 化整为零。】
在数据的存储和通信中,往往要先把数据转换成以字节为单位的数组,才能进行数据存储和通信。比如unsigned long这种类型的数据,就要先转换成4个字节,这种把某个变量转换成N个字节的过程,就是“化整为零”。“化整为零”的过程,在代码上,有两种常见的方式,一种是原始的“移位法”,另一种是极具优越性的“指针法”。比如,现在以“大端”方式为例(因为本教程是用C51编译器,C51编译器是“大端”方式),有一个unsigned long变量a等于0x12345678,要把这个变量分解成4个字节存放在一个数组Gu8BufferA中,现在跟大家分享和对比一下这两种方法。
(1)原始的“移位法”。
unsigned long a=0x12345678;
unsigned char Gu8BufferA\[4\];
Gu8BufferA\[0\]=a>>24;
Gu8BufferA\[1\]=a>>16;
Gu8BufferA\[2\]=a>>8;
Gu8BufferA\[3\]=a;
(2)极具优越性的“指针法”。
unsigned long a=0x12345678;
unsigned char Gu8BufferA\[4\];
unsigned long \*pu32; //引入一个指针变量,注意,这里是unsigned long类型的指针。
pu32=(unsigned long \*)&Gu8BufferA\[0\]; //指针跟数组“绑定”(也称为“关联”)起来。
\*pu32=a; //这里仅仅1行代码就等效于上述(1)“移位”例子中的4行代码,所以极具优越性。
多说一句,“pu32=(unsigned long \*)&Gu8BufferA\[0\]”这行代码中,其中小括号“(unsigned long \*)”是表示数据的强制类型转换,这里表示强制转换成unsigned long的指针方式,以后这类代码写多了,就会发现这种书写方法的规律。作为语言来解读先熟悉一下它的表达方式就可以了,暂时不用深究它的含义。
【62.3 化零为整。】
从数据存储中提取数据出来,从通讯端接收到一堆数据,这里的“提取”和“接收”都是以字节为单位的数据,所以为了“还原”成原来的类型变量,就涉及“化零为整”的过程。在代码上,有两种常见的方式,一种是原始的“移位法”,另一种是极具优越性的“指针法”。比如,现在以“大端”方式为例(因为本教程是用C51编译器,C51编译器是“大端”方式),有一个数组Gu8BufferB存放了4个字节数据分别是:0x12,0x34,0x56,0x78。现在要把这4个字节数据“合并”成一个unsigned long类型的变量b,这个变量b等于0x12345678。现在跟大家分享和对比一下这两种方法。
(1)原始的“移位法”。
unsigned char Gu8BufferB\[4\]={0x12,0x34,0x56,0x78};
unsigned long b;
b=Gu8BufferB\[0\];
b=b<<8;
b=b+Gu8BufferB\[1\];
b=b<<8;
b=b+Gu8BufferB\[2\];
b=b<<8;
b=b+Gu8BufferB\[3\];
(2)极具优越性的“指针法”。
unsigned char Gu8BufferB\[4\]={0x12,0x34,0x56,0x78};
unsigned long b;
unsigned long \*pu32; //引入一个指针变量,注意,这里是unsigned long类型的指针。
pu32=(unsigned long \*)&Gu8BufferB\[0\]; //指针跟数组“绑定”(也称为“关联”)起来。
b=\*pu32; //这里仅仅1行代码就等效于上述(1)“移位”例子中的7行代码,所以极具优越性。
【62.4 “指针法”要注意的问题。】
“化整为零”和“化零为整”其实是一个“互逆”的过程,在使用“指针法”的时候,一定要注意“大小端”的问题。“化整为零”和“化零为整”这两个“互逆”过程要么同时为“大端”,要么同时为“小端”,否则会因字节的排列顺序问题而引起数据的严重错误。
【62.5 例程练习和分析。】
现在编一个练习程序。
/\*---C语言学习区域的开始。-----------------------------------------------\*/
unsigned long a=0x12345678;
unsigned char Gu8BufferA\[4\];
unsigned char Gu8BufferB\[4\]={0x12,0x34,0x56,0x78};
unsigned long b;
unsigned long \*pu32; //引入一个指针变量,注意,这里是unsigned long类型的指针。
void main() //主函数
{
pu32=(unsigned long \*)&Gu8BufferA\[0\]; //指针跟数组“绑定”(也称为“关联”)起来。
\*pu32=a; //化整为零
pu32=(unsigned long \*)&Gu8BufferB\[0\]; //指针跟数组“绑定”(也称为“关联”)起来。
b=\*pu32; //化零为整
View(Gu8BufferA\[0\]); //把第1个数Gu8BufferA\[0\]发送到电脑端的串口助手软件上观察。
View(Gu8BufferA\[1\]); //把第2个数Gu8BufferA\[1\]发送到电脑端的串口助手软件上观察。
View(Gu8BufferA\[2\]); //把第3个数Gu8BufferA\[2\]发送到电脑端的串口助手软件上观察。
View(Gu8BufferA\[3\]); //把第4个数Gu8BufferA\[3\]发送到电脑端的串口助手软件上观察。
View(b); //把第5个数b发送到电脑端的串口助手软件上观察。
while(1)
{
}
}
/\*---C语言学习区域的结束。-----------------------------------------------\*/
在电脑串口助手软件上观察到的程序执行现象如下:
开始...
第1个数
十进制:18
十六进制:12
二进制:10010
第2个数
十进制:52
十六进制:34
二进制:110100
第3个数
十进制:86
十六进制:56
二进制:1010110
第4个数
十进制:120
十六进制:78
二进制:1111000
第5个数
十进制:305419896
十六进制:12345678
二进制:10010001101000101011001111000
分析:
Gu8BufferA\[0\]为0x12。
Gu8BufferA\[1\]为0x34。
Gu8BufferA\[2\]为0x56。
Gu8BufferA\[3\]为0x78。
b为0x12345678。
【62.6 如何在单片机上练习本章节C语言程序?】
直接复制前面章节中第十一节的模板程序,练习代码时只需要更改“C语言学习区域”的代码就可以了,其它部分的代码不要动。编译后,把程序下载进带串口的51学习板,通过电脑端的串口助手软件就可以观察到不同的变量数值,详细方法请看第十一节内容。
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- 第七节:本节预留
- 第八节:把.hex机器码程序烧录到单片机的操作流程
- 第九节:本节预留
- 第十节:程序从哪里开始,要到哪里去?
- 第十一节:一个在单片机上练习C语言的模板程序
- 第十二节:变量的定义和赋值
- 【TODO】第十三节:赋值语句的覆盖性
- 【TODO】第十四节:二进制与字节单位,以及常用三种变量的取值范围
- 【TODO】第十五节:二进制与十六进制
- 【TODO】第十六节:十进制与十六进制
- 【TODO】第十七节:加法运算的5种常用组合
- 【TODO】第十八节:连加、自加、自加简写、自加1
- 【TODO】第十九节:加法运算的溢出
- 【TODO】第二十节:隐藏中间变量为何物?
- 【TODO】第二十一节:减法运算的5种常用组合。
- 【TODO】第二十二节:连减、自减、自减简写、自减1
- 【TODO】第二十三节:减法溢出与假想借位
- 【TODO】第二十四节:借用unsigned long类型的中间变量可以减少溢出现象
- 【TODO】第二十五节:乘法运算中的5种常用组合
- 【TODO】第二十六节:连乘、自乘、自乘简写,溢出
- 【TODO】第二十七节:整除求商
- 【TODO】第二十八节:整除求余
- 【TODO】第二十九节:“先余后商”和“先商后余”提取数据某位,哪家强?
- 【TODO】第三十节:逻辑运算符的“与”运算
- 【TODO】第三十一节:逻辑运算符的“或”运算
- 【TODO】第三十二节:逻辑运算符的“异或”运算
- 【TODO】第三十三节:逻辑运算符的“按位取反”和“非”运算
- 【TODO】第三十四节:移位运算的左移
- 【TODO】第三十五节:移位运算的右移
- 【TODO】第三十六节:括号的强制功能---改变运算优先级
- 【TODO】第三十七节:单字节变量赋值给多字节变量的疑惑
- 【TODO】第三十八节:第二种解决“运算过程中意外溢出”的便捷方法
- 【TODO】第三十九节:if判断语句以及常量变量的真假判断
- 【TODO】第四十节:关系符的等于“==”和不等于“!=”
- 【TODO】第四十一节:关系符的大于“>”和大于等于“>=”
- 【TODO】第四十二节:关系符的小于“<”和小于等于“<=”
- 【TODO】第四十三节:关系符中的关系符:与“&&”,或“||”
- 【TODO】第四十四节:小括号改变判断优先级
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- 【TODO】第四十七节: 二维数组
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- 【TODO】第五十节: 循环体内的continue和break语句
- 【TODO】第五十一节: for和while的循环嵌套
- 【TODO】第五十二节: 支撑程序框架的switch语句
- 【TODO】第五十三节: 使用函数的三要素和执行顺序
- 【TODO】第五十四节: 从全局变量和局部变量中感悟“栈”为何物
- 【TODO】第五十五节: 函数的作用和四种常见书写类型
- 【TODO】第五十六节: return在函数中的作用以及四个容易被忽略的功能
- 【TODO】第五十七节: static的重要作用
- 【TODO】第五十八节: const(./book/或code)在定义数据时的作用
- 【TODO】第五十九节: 全局“一键替换”功能的#define
- 【TODO】第六十节: 指针在变量(./book/或常量)中的基础知识
- 【TODO】第六十一节: 指针的中转站作用,地址自加法,地址偏移法
- 【TODO】第六十二节: 指针,大小端,化整为零,化零为整
- 【TODO】第六十三节: 指针“化整为零”和“化零为整”的“灵活”应用
- 【TODO】第六十四节: 指针让函数具备了多个相当于return的输出口
- 【TODO】第六十五节: 指针作为数组在函数中的入口作用
- 【TODO】第六十六节: 指针作为数组在函数中的出口作用
- 【TODO】第六十七节: 指针作为数组在函数中既“入口”又“出口”的作用
- 【TODO】第六十八节: 为函数接口指针“定向”的const关键词
- 【TODO】第六十九节: 宏函数sizeof(./book/)
- 【TODO】第七十节: “万能数组”的结构体
- 【TODO】第七十一节: 结构体的内存和赋值
- 【TODO】第七十二节: 结构体的指针
- 【TODO】第七十三节: 结构体数据的传输存储和还原
- 【TODO】第七十四节: 结构体指针在函数接口处的频繁应用
- 【TODO】第七十五节: 指针的名义(例:一维指针操作二维数组)
- 【TODO】第七十六节: 二维数组的指针
- 【TODO】第七十七节: 指针唯一的“单向输出”通道return
- 【TODO】第七十八节: typedef和#define和enum
- 【TODO】第七十九节: 各种变量常量的命名规范
- 【TODO】第八十节: 单片机IO口驱动LED
- 【TODO】第八十一节: 时间和速度的起源(指令周期和晶振频率)
- 【TODO】第八十二节: Delay“阻塞”延时控制LED闪烁
- 【TODO】第八十三节: 累计主循环的“非阻塞”延时控制LED闪烁
- 【TODO】第八十四节: 中断与中断函数
- 【TODO】第八十五节: 定时中断的寄存器配置
- 【TODO】第八十六节: 定时中断的“非阻塞”延时控制LED闪烁
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- 【TODO】第八十八节: 两大核心框架理论(四区一线,switch外加定时中断)
- 【TODO】第八十九节: 跑马灯的三种境界
- 【TODO】第九十节: 多任务并行处理两路跑马灯
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- 【TODO】第九十二节: 独立按键的四大要素(自锁,消抖,非阻塞,清零式滤波)
- 【TODO】第九十三节: 独立按键鼠标式的单击与双击
- 【TODO】第九十四节: 两个独立按键构成的组合按键
- 【TODO】第九十五节: 两个独立按键的“电脑键盘式”组合按键
- 【TODO】第九十六节: 独立按键“一键两用”的短按与长按
- 【TODO】第九十七节: 独立按键按住不松手的连续均匀触发
- 【TODO】第九十八节: 独立按键按住不松手的“先加速后匀速”的触发
- 【TODO】第九十九节: “行列扫描式”矩阵按键的单个触发(原始版)
- 【TODO】第一百节: “行列扫描式”矩阵按键的单个触发(优化版)
- 【TODO】第一百零一节: 矩阵按键鼠标式的单击与双击
- 【TODO】第一百零二节: 两个“任意行输入”矩阵按键的“有序”组合触发
- 【TODO】第一百零三节: 两个“任意行输入”矩阵按键的“无序”组合触发
- 【TODO】第一百零四节: 矩阵按键“一键两用”的短按与长按
- 【TODO】第一百零五节: 矩阵按键按住不松手的连续均匀触发
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