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【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。