手把手教你学单片机的C语言程序设计（十四）.pdf

篁 ，厂 一 _ 葺 l 匿 豳 指针是 C语言 中的一个重 要概 念，指针类型数据在 C语言程序中的 使用十分普遍。 C语言区别于其它程序 设计语言的主要特点就是处理指针时 所表现出的能力和灵活性。 正确地使用指针类型数据。 可以有 效地表示复杂的数据结构 。 直接处理内 存地址。 而且可以更为有效合理地使用 数组。 计算机程序的指令、 常量和变量等 都要存放在以字节为单位的内存单元 中， 内存的每个字节都具有一个唯一的 编号。 这个编号就是存储单元的地址。 各个存储单元中所存放的数据。 称 为该单元的内容。 计算机在执行任何一 个程序时都要涉及到许多的单元访问。 就是按照内存单元的地址来访问该单 元中的内容， 即按地址来读或写该单元 中的数据。 由于通过地址可以找到所需 要的单元， 因此这种访问是“ 直接访问” 方式。 另外一种访问是“ 间接访问” ， 它首 先将欲访问单元的地址存放在另一个 单元中。 访问时， 先找到存放地址 的单 元。 从中取出地址。 然后才能找到需访 问的单元。 再读或写该单元的数据。在 这种访问方式中使用了指针。 C语言中引入了指针类型的数据 。 指针类型数据是专门用来确定其他类 型数据地址的。 因此一个变量的地址就 称为该变量的指针。例如 。 有一个整型 变量 i 存放在内存单元 6 0 H中。 则该内 存单元地址 6 0 H就是变量 i 的指针。 如果有一个变量专门用来存放另 一 个变量的地址 。 则该变量称之为指向 变量的指针变量 ( 简称指针变量) 。例 如，如果用另一个变量 p i 存放整型变 量 i 的地址 6 0 H，则 p i 即为一个指针 变量。 指针变量与其它变量一样。 必须先 定义。 后使用。 指针变量定义的一般形式： 数据类型 i 暑 导 类型】 指针变量名； 其中。 “ 指针变量名” 是我们定义的 指针变量名字。 “ 数据类型” 说明了该指 针变量所指向的变量的类型。“ 存储器 类型 是可选项 。 它是 C 5 1 编译器的一 种扩展 。 如果带有此选项 ， 指针被定义 为基于存储器的指针。无此选项时， 被 定义为一般指针。 这两种指针的区别在 于它们的存储字节不同。 一般指针在内 存中占用 3 个字节 。 而基于存储器的指 针。 则指针的长度可为 1 个字节( 存储 器类型选项为 i d a t a 、 d a t a 、 p d a t a) 或 2 个字节 ( 存储器 类型选项 为 c o d e 、 x d a t a ) 。 例如： i n t p t ： 定义一个指向对象类型为 i n t 的一 般指针 ， 指针自身在默认的存储区( 由 编译模式决定 ) ， 指针长度为 3个字节。 c h a r x da t a p a； 在 x a t a 存储器中定义一个指向的 对象类型为 c h a r 的基于存储器的指 针。指针自身在默认的存储器区域( 由 编译器决定 ) 。 长度为 2字节。 f lo a t x da t a d a t a p b； 在 x a t a 存储器中定义一个指向的 对象类型为f l o a t 的基于存储器的指针。 指针自身在 d a t a区。 长度为2 字节。 特别要注意。 变量的指针和指针变 量是两个不同的概念。 变量的指针就是 该变量的地址 。 而一个指针变量里面存 放 的内容是另一个 变量在内存中的地 址 。 拥有这个地址的变量则称为该指针 变量所指向的变量。 每一个变量都有它 自己的指针( 1 P 地址) ， 而每一个指针变 量都是指向另一个变量的。 为了表示指 针变量和它所指向的变量之间的关系。 C语言 中用符号“” 来表示“ 指向 。例 如 。 整型变量 i 的地址 6 0 H存放在指针 变量 p i 中。 则可用 p i 来表示指针变量 p i 所指向的变量， 即 p i 也表示变量 j 。 指针变量是含有一个数据对象地 址 的特殊变量， 指针变量中只能存放地 址。在实际的编程和运算过程中， 变量 的地址和指针变量的地址是不可见的。 因此， C语言提供了一个取地址运算符 。 使用取 地址运算符“ 和赋值运算 符“ = ” 就可以使一个指针变量指向一 个变量。 例t 1 ：1 ： i n t t ： i n t p t ： D t =t ： 通过取地址运算和赋值运算后。 指 针变量 p t 就指向了变量 t 。 当完成了变量、 指针变量的定义以 及指针变量的引用后。 我们就可以对内 存单元进行间接访问了。此时。 我们需 用到指针运算符( 又称间接运算符) “ 。 例如。 我们需将变量 t 的值赋给变量 X 。 1 n t x ： i n t t ： 直接访问方式为： x = t ： 间接访问方式为： i n t x ： i n t t ： f n t p t ： p t =l ： x = p t ； 有关的运算符有两个 ， 它们是。 维普资讯 和“ ” 0在不同的场合所代表的含义是 不同的， 我们一定要搞清楚。 例如： i n t p t ； 进行指针变量的定 义 ， 此时 p l 的 为指针变量说明符。 p l = l ： 此时 l 的 为取 t 的地址 并赋给 p l ( 取地址 ) 。 = p t ； 此时 p l 的 为指针运算 符 ，即将指针变量 p l 所指向的变量值 赋给 x ( 取内容 ) 。 任何变量都占有存储单元， 都有地 址。数组及其元素同样占 有存储单元， 都有相应的地址。因此， 指针既然可以 指向变量， 当然也可以指向数组。 其中， 指向数组的指针是数组的首地址， 指向 数组元素的指针则是数组元素的地址。 例如： 我们定义一个数组 【 10 】 和一个指 向数组的指针变量 p x ； i n t x 【 l O 】 ： i n t p x ； 当我们未对指针变量 p 进行引 用时， p 与x I O 毫不相干， 即此时指针 变量 p 并未 指向数组 a 1 0 。 当我们将数组的第一个元素的地 址 x 【 0 赋予 p x时， P x = x 【 0 I 旨 针变 量 p x即指向数组 【 。这时， 可以通过 指针变量 p 来操作数组 X了，即 p 代 表 X 【 0 】 ， ( p x + 1 ) 代表 X 【 1 】 ， ( p x + i ) 代表 【 1 。i =1 、 2 、 。 C语言规定， 数组名代表数组的首 地址，也是第一个数组元素的地址 ， 因 此上面的语句也可改写为： i n t 【 10 】 ： i n t p x ； p x = x ； 形式上更简单一些。 若先使指针 变量 p 指向数组 【 】 ( 即 p x = x ； ) ， 则： 1 p + + ( 或 p + = f ) ： 将使指针变量 p 指向下一个数组元素， 即 1 。 2 p x + + ： 因为 + +与 运算符优先 级相同， 而结合方向为自右向左， 因此， p + +等价于 ( p + + ) 。 3 + + p ：先使 p 自加 1 ，再取 p 值。 若 P的初值为乙扎 0 】 ， 则 执行 X二 ， P干十时， X值为 a O】 的值 ， 而执行 x二。十十 P后， 则 x 值 等于 a 【 1 的值。 4 ( p ) + + ： 表示 p 所指向的元素 值加 I 。要注意的是元素值加 1而不是 指针变量值加 I 。 要特别注意对 p x + i 的 含义的理解。C语言规定： p x + l 指向数 组首地址的下一个元素， 而不是将指针 变量 p 的值简单地加 1 ， 例如： 若数组 的类型是整型( i n 1 ) ， 每个数组元素 占2 个字节 ，则对于整型指针变量 p 来 说， p x + l 意味着使 p 的原值 ( 地址) 加 2个字节， 使它指向下一个元素。 指针除了可以指向一维数组外， 也 可以指向多维数组。 下面以二维数组为 例进行说明。 假定我们 已定义了一个三行四列 的二维数组： i n t x 【 3 【 4 = 1 ， 3 ， 5 ，7 1 ， 9 ， 1 1 ， 1 3 ， 1 5 ， ”7 ， 1 9 ， 2 1 ， 2 3 对这个数组 的理解为 ： X是数组 名，数组包含 3个元素： X【 0 、 x 1 】 、 X 【 2 。 每个元素又是一个一维数组， 包含 4个元素。如 x 【 0 代表的一维数组包含 【 0 】 【 O 】 = 1 ， 【 0 】 【 1 】 = 3 ) ， 【 0 】 【 2 】 = 5 ， X 【 0 】 【 3 】 = 7 。 从二维数组的地址角度看， X代表 整个数组的首地址 ， 也就是第 0行的首 地址。x + l代表第 1 行的首地址 ， 即数 组名为 【 1 】 的一维数组首地址。 根据 C语言的规定，由于 x O 】 、 X 【 1 、 【 2 】 都是一维数组， 因此它们分别 代表了各个数组的首地址。即 【 0 = 【 0 】 【 0 】 ， x 1 】 = x 【 1 【 0 】 ， 【 2 】 = 【 2 】 【 0 】 。 我们 同时定义一个指针变量 I n l ( p ) 【 4 】 ： 其含义是 P指向一个包含 4个 元素的一维数组。 当p = x时， 指 向数组 【 3 】 【 4 】 的第 0行首址。 P +I 和 +1 等价，指向数组 x 3 】 【 4 的第 1行首址。 P + 2和 x + 2等价 ，指向数组 x 3 【 4 】 的第 2行首址。 ( P +1 ) + 3和 【 1 【 3 】 等价， 指向数 组 x 1 【 3 】 的地址。 ( ( P + 1 ) + 3 ) 和 【 1 【 3 】 等价 ， 表示 X 【 1 【 3 的值。 一 般地， 对于数组元素 j 】 来讲： ( p + i ) + j 就相当于 【 i 【 j 】 ， 表示数 组第 i 行第 i 列的元素的地址。 ( ( p + i ) + j ) 就相当于 【 i】 【 j 】 ， 表示数 组第 i 行第 i 列的元素的值。 下面我们做 实验 ，感性认识 一 下指针。 - 。 在 L E D 1 6 2字符液晶试验板上 做实验， 分别采用直接引用变量和间接 引用变量的方法。 将变量值显示在数码 管上。 在我的文档 中建立一个文件 目录 ( c s 3 6) ， 然后建立 c s 3 6 u v 2的工程项 目。 最后建立源程序文件( c s 3 6 C o 输入下面的程序 ： # in c l u d e I I 序号( 以下同) ： 1 2 v o id ma i n ( v o i d ) 1 1 3 f 4 c h a r a l b ： 1 1 5 c h a r p ： 6 p = b ： 1 1 7 a = 0 x 8 0 ； 1 1 8 p = 0 x 8 0 ； 1 1 9 P O = b ； I I 1 0 P 3 = a ； I I 1 1 w h i l e ( 1 ) ： 1 1 2 I 1 1 3 编译通过后 ，将生成的 c s 3 6 h e x 文件烧录到 8 9 S 5 1芯片中。将芯片插 入到 L E D 1 6 2字符液晶试验板上， 试 维普资讯 望 ，厂 _ - 置 l 国 譬 曩 圃 验板上接通 9 V电源 ， 可以看到 ， 个位 数码管和千位数码管均显示“ 8 ” 。 我们对程序进行分析解释。 序号 1 ( 程序解释 ， 以下同 ) ： 包含 头文件 R E G5 1 H。 序号 2 ： 程序分隔。 序号 3 ：定义函数名为ma i n的主 函数。 序号 4 ： ma i n主函数开始。 序号 5 ： 定义字符型局部变量。 序号 6 ： 定义指向字符型数据类型 的指针变量 P 。 序号 7 ： 将变量 b的地址赋给指针 变量 P。 即指针指向变量 b 。 序号 8： 采用直接引用变量的方法 赋值 0 x 8 0给变量 a 。 序号 9 ： 采用间接引用变量的方法 赋值 0 x 8 0给指针变量 P指向的变量 ( 即变量 b o 序号 1 0 ： P 0口显示变量 b 。 序号 1 1 ： P 3口显示变量 a 。 序号 1 2 ： 动态停机。 序号 1 3 ： ma in主函数结束。 蠢 鏊 。 在 L E D 1 6 2字符液晶试验板上 。 分别用下标法和指针法引用数组元素 并在数码管上显示。 在我的文档中建立一个文件 目录 ( c s 3 7) 。 然后建立 c s 3 7 u v 2的工程项 目， 最后建立源程序文件( c s 3 7 c o 输入下面的程序： # in c lu d e 序号( 以下同) ： 1 # d in e u c h a r u n s ig n e d c h a r f1 2 # d e f i n e u i n t u n s i g n e d in t 3 ， “ 4 ， v o id d e la y ( u i n t k ) 5 6 u in t i ，j = 7 f o r ( i = O ： i fl序号( 以下同) ： 1 # d e f i n e u c h a r u n s i g n e d c h a r 2 u c h a r c o d e S E G 7 1 0 = 0 x c 0 ， 0 x f 9 ，0 x a 4 ， 0 x b 0 ， 0 x 9 9 ，0 x 9 2 ， 0 x 8 2 ， 0 x f 8 ， 0 x 8 0 ， O x g O ； 3 s b it P 3 _ 0 = P 3 O ： 4 ， = = 一一一= 一= = = 一5 v o id s w a p ( u c h a r x ， u c h a r y ) ： 6 ， = 一一= 一=一= 一一7 v o id ma i n ( v o id ) 8 9 u c h a r a = 3 ， b = 8 ： 1 0 u c h a r p t l ， p t 2 ； 1 1 p t l = a ： 1 2 p t 2 = & b ； 1 3 P 1 = S E G7 a ； 1 4 P 0 = S E G7 b ； 1 5 w h il e ( 1 ) 1 6 f 、 ， ， 1 7 P 3 = 0 x ； 1 8 if ( ! P 3 _ O ) 1 9 s w a p ( p t l ， p t 2 ) ； 2 0 P 1 = S E G 7 a ； 2 1 P 0 = S E G 7 b ； 2 2 w h i le ( 1 ) ： 2 3 、| | 2 4 l 2 5 一一一一= 一=一= 2 6 v o id s wa p ( u c h a r x ， u c h a r Y ) 2 7 2 8 u c h a r t ： 2 9 t = x ： 3 0 蓥 维普资讯 x = y ： 3 1 y = t ： 3 2 l 3 3 编译通过后，将生成的 C S 3 8 h e x 文件烧录到 8 9 S 5 1芯片中，将芯片插 入到 L E D 1 6 * 2字符液晶试验板上， 试 验板上接通 9 V电源 ，右边 2个 L E D 数码管显示 “ 3 8 ” 。按下 3号键右边 2 个 L E D数码管显示“ 8 3 ” 。 显然， 结果完 全相 同。 我们分析程序。 序号 1( 程序解释，以下同 ) ：包含头文件 RE G51 H。 序号 2 ： 数据类型的宏定义。 序号 3 ： 数码管 0 9的字形码。 序号 4 ： 定义 P 3 0 。 序号 5 ： 程序分隔。 序号 6 ： 子函数s w a p声明。 序号 7 ： 程序分隔。 序号 8： 定 义函数名 为 ma i n的主函数。 序号 9 ： m a in主函数开始。 序号 1 O ：定义无符号字符型局部变量 a 、 b 并赋初值。 序号 1 1 ：定义指向字符型数据类型的指针 变量 p t l及 p t 2 。 序号 1 2 ： p t l 指向变量 a 。 序号 1 3 ： p t 2 指向变量 b 。 序号 1 4 ： 变量 a 的值送 P 1 13 显示。 序号 1 5 ： 变量 b的值送 P O 13 显示。 序号 1 6 ： 无限循环。 序号 1 7 ： 无限循环语句开始。 序号 1 8 ： P 3口置 O x O f ， 以便读取 P 3 0的输 入状态。 序号 1 9： 如果 P 3 0为低电平。 序号 2 O ： 调用 s w a p子函数 ， 传递的是变量 a 、 b的地址。 序号 2 1 ： 此时变量 a的值送 P 1 13 显示。 序号 2 2 ： 此时变量 b的值送 P 0 13显示。 序号 2 3 ： 动态停机。 序号 2 4 ： 无限循环语句结束。 序号 2 5 ： m a i n 主函数结束。 序号 2 6 ： 程序分隔。 序号 2 7 ： 定义函数名为s w a p的子函数。 序号 2 8 ： s w a p子函数开始。 序号 2 9 ： 定义无符号字符型局部变量t 。 序号3 0 ： X 指向的指针变量( 即变量a ) 1 直 送 t 。 序号 3 1 ： y 指向的指针变量( 即变量 b ) 值送 X指 向的指针变量( 即变量 a o 序号 3 2 ： 再将变量 t 赋给 Y 指向的指针变量 ( 即变量 b o这样实现了变量 a 、 b的交换。 序号3 3 ： s w a p子函数结束。 鞠 _ 在 手把手教你学单片机的 C语 言程序设计( 十三 ) 中， 我们曾经介绍 过。 除了可以用变量作为函数的参数之 外。还可以用数组名作为函数的参数。 这里我们做一个有关的实验， 求出一个 一 维数组 a 1 1 中的前 1 0个数之和， 将其存放在 a 1 0 中， 并在 L E D 1 6 2 字符液晶试验板的数码管上显示出来。 在 我 的 文档 中建 立一 个 文 件 目录 ( c s 3 9) 。 然后建立 c s 3 9 u v 2的工程项 目。 最后建立源程序文件( c s 3 9 C o 输入下面的程序 ： # i n c lu d e 序号( 以下同) ： 1 # d e f in e u c h a r u n s i g n e d c h a r 2 #de f ine uin t u ns ign ed i n t 3 u c h a r c o d e S E G 7 1 O = O x c O ，0 x f 9 ，0 x a 4 ， 0 x b 0 ， 0 x 9 9 ， 0 x 9 2 ， 0 x 8 2 ，0 x f 8 ，0 x 8 0 ， 0 x 9 0 ； 4 ， 5 v o i d s u m( u in t q u in t n ) 6 f 7 u i n t i ， s ： 8 u i n t t ： 9 t = q ： 1 0 f o r ( i = O ： i n ： i+ + ) s = s + ( t + i ) ： 1 1 t = q +l O ： 1 2 t = s ： 1 3 l 1 4 1 5 v o id ma i n ( v o id ) 1 6 f 1 7 u i n t a 1 1 】 = O ， 1 ， 2 , 3 ，4 ， 5 ，6 ， 7 ， 8 ， 9 ， O l ： 1 8 u i n t p t ，l e n = l O ： 1 9 p t = a ； 2 0 s u m( a ， le n ) ； 2 1 P 3 = S E G7 a 1 0 1 o o o ； 2 2 P 2 = S E G7 ( a 1 0 1 O O ) 1 O ： 2 3 P 1 = S E G7 ( a 1 o 1 O ) 1 O 】 ： 2 4 P 0 = S E G7 a 1 0 1 1 O ： 2 5 wh i le ( 1 ) ： 2 6 l 2 7 编译通过后 。将生成的 c s 3 9 h e x 文件烧录到 8 9 S 5 1 芯片中，将芯片插 入到 L E D 1 6 2字符液晶试验板上 。 试 验板上接通 9 V电源 ， 4个 L E D数码管 显示 “ 0 0 4 5 ” 。 对程序进行分析。 序号 1( 程序解释，以下同 ) ：包含头文件 RE G51 H 序号 2 、 3 ： 数据类型的宏定义。 序号 4 ： 数码管 0 9的字形码。 序号 5 ： 程序分隔。 序号 6 ： 定义函数名为s u m的子函数。 序号 7 ： s u m子函数开始。 序号 8 ： 定义无符号整型局部变量 i 、 S 。 序号 9 ： 定义指向无符号整型数据类型的指 针变量 t 。 序号 1 0 ： q传递的数组首地址赋予 t ，指针 变量 t 指向数组的首单元。 序号 1 1 ： f 0 r 循环语句。 共循环 n 次， 将数组 a的前 n 个元素累加后存入s 。 序号 1 2 ： 指针变量 t 指向数组 a 的最后一个 单元 a 1 O 1 。 序号 1 3 ： 将 S 存入 a 1 0 。 序号 1 4 ： s u m子函数结束。 序号 1 5 ： 程序分隔。 序号 1 6 ： 定义函数名为 m a i n 的主函数。 序号 1 7 ： m a i n 主函数开始。 序号 1 8 ： 定义无符号整型数组 a 并赋初值。 序号 1 9 ： 定义指向无符号整