我們在上C語言課的時候，學到指針，每一位教C語言的老師都會告訴我們一句：指針是C語言的靈魂。由此可見，指針是否學會是判斷一個人是否真正學會C語言的重要指標之一，但是很多同學只知道其重要性，卻沒學會其靈活性。

簡單的程序，100來行代碼，不需要指針我們可以輕松搞定，但是當代碼寫到幾千上萬行甚至更多的時候，利用指針就可以直接而快速的處理內存中的各種數據結構中的數據，特別是數組、字符串和內存的動態分配等，它為函數之間各類數據傳遞提供了簡潔便利的方法。說了這么多作用估計大家沒用過指針也體會不到，但這里就是表達這樣一個意思，指針很重要，必須要學會。

指針相對其他知識點來說比較難講，主要在于例子不好舉。簡單的程序用指針去做會把簡單的程序搞復雜，復雜的程序用指針去寫牽扯的知識太多可能又不好理解。從一個角度講，沒學會指針就等于沒學會C語言，所以再難也不是我們學不好的理由。這節課我就從我對指針的理解盡可能的把指針形象的介紹給大家，幫大家啃下這塊硬骨頭，同學們學習這節課內容也要打起十二分精神，集中注意力認真去學，爭取拿下指針。

要研究指針，我們得先來深入理解內存地址這個概念。打個比方：整個內存就相當于一個擁有很多房間的大樓，每個房間都有房間號，比如從101、102、103直到NNN，我們可以說這些房間號就是房間的地址，相應的內存中的每個單元也都有自己的編號，比如從0x00、0x01、0x02直到0xNN，我們同樣可以說這些編號就是內存單元的地址。房間里可以住人，對應的內存單元里就可以“住進”變量了：假如一位名字叫A的人住在101房間，我們可以說A的住址就是101，或者101就是A的住址；對應的，假如一個名為x的變量住在編號為0x00的這個內存單元中，那么我們可以說變量x的內存地址就是0x00，或者0x00就是變量x的地址。

基本的內存單元是字節，英文單詞為Byte，我們所使用的STC89C52RC單片機共有512字節的RAM，就是我們所謂的內存，但它分為內部256字節和外部256字節，我們僅以內部的256字節為例，很明顯其地址的編號從0開始就是0x00～0xFF。我們用C語言定義的各種變量就存在0x00～0xFF的地址范圍內，而不同類型的變量會占用不同數量的內存單元，即字節，可以結合前面講過的C語言變量類型深入理解。現在，假如我們現在定義了unsigned char a = 1;  unsigned char b = 2;  unsigned int c = 3;  unsigned long d = 4; 這樣4個變量，我們把這4個變量分別放到內存中，就會是表12-1中所列的樣子，我們先來大概了解一下他們的存儲方式。

表12-1 變量存儲方式

    變量a、b和c和d之間的變量類型不同，因此在內存中所占的存儲單元也不一樣，a和b都占一個字節，c占了2個字節，而d占了4個字節。那么，a的地址就是0x00，b的地址就是0x01，c的地址就是0x02，d的地址就是0x04，它們的地址的表達方式可以寫成：&a，&b，&c，&d。這樣就代表了相應變量的地址，C語言中變量前加一個&表示取這個變量的地址，&這個符號就叫做“取址符”。

講到這里，有一點延伸內容，大家可以了解下：比如變量c是unsigned int類型的，占了2個字節，存儲在了0x02和0x03這兩個內存地址上，那么0x02是他的低字節還是高字節呢？這個問題由所用的C編譯器與CPU架構共同決定，單片機類型不同就有可能不同，大家知道這么回事即可。比如：在我們使用的keil+51單片機的環境下，0x02存的是高字節，0x03存的是低字節。這是編譯底層實現上的細節問題，并不影響上層的應用，如下這兩種情況在應用上就絲毫不受這個細節的影響：強制類型轉換——b = (unsigned char) c，那么b的值一定是c的低字節；取地址——&c，則得到一定是0x02，這都是C語言本身所決定的規則，不因單片機編譯器的不同而有所改變。

實際生活中，我們要尋找一個人有兩種方式，一種方式是通過它的名字來找人，還有第二種方式就是通過它的住宅地址來找人。我們在派出所的戶籍管理系統的信息輸入方框內，輸入小明的家庭住址，系統會自動指向小明的相關信息，輸入小剛的家庭住址，系統會自動指向小剛的相關信息。這個供我們輸入地址的這個方框，在戶籍管理系統叫做“地址輸入框”。

那么，在C語言中，我們要訪問一個變量，同樣有兩種方式：一種是通過變量名來訪問，另一種自然就是通過變量的地址來訪問了。在C語言中，地址就等同于指針，變量的地址就是變量的指針。我們要把地址送到上邊那個所謂的“地址輸入框”內，這個“地址輸入框”既可以輸入x的指針，又可以輸入y的指針，所以相當于一個特殊的變量——保存指針的變量，因此稱之為指針變量，簡稱為指針，而通常我們說的指針就是指指針變量。

地址輸入框輸入誰的地址，指向的就是這個人的信息，而給指針變量輸入哪個普通變量的地址，它自然就指向了這個變量的內容，通常的說法就是指針指向了該變量。

在C語言中，變量的地址往往都是編譯系統自動分配的，對我們用戶來說，我們是不知道某個變量的具體地址的。所以我們定義一個指針變量p，把普通變量a的地址直接送給指針變量p就是p = &a;這樣的寫法。

對于指針變量p的定義和初始化，一般有兩種方式，這兩種方式，初學者很容易混淆，因此這個地方沒別的方法，就是死記硬背，記住即可。

方法1：定義時直接進行初始化賦值。

       unsigned   char   a;

       unsigned   char   *p = &a;

方法2：定義后再進行賦值。

       unsigned   char   a;

       unsigned   char  *p;

       p = &a;

大家仔細看會看出來這兩種寫法的區別，它們都是正確的。我們在定義的指針變量前邊加了個*，這個*p就代表了這個p是個指針變量，不是個普通的變量，它是專門用來存放變量地址的。此外，我們定義*p的時候，用了unsigned char來定義，這里表示的是這個指針指向的變量類型是unsigned char型的。

指針變量似乎比較好理解，大家也能很容易就聽明白。但是為什么很多人弄不明白指針呢？因為在C語言中，有一些運算和定義，他們是有區別的，很多同學就是沒弄明白他們的區別，指針就始終學不好。這里我要重點強調兩個區別，只要把這兩個區別弄明白了，起碼指針變量這部分就不是問題了。這兩個重點現在大家死記硬背，直接記住即可，靠理解有可能混淆概念。

第一個重要區別：指針變量p和普通變量a的區別。

我們定義一個變量a，同時也可以給變量a賦值a = 1，也可以賦值a = 2。

我們定義一個指針變量p，另外還定義了一個普通變量a=1，普通變量b=2，那么這個指針變量可以指向a的地址，也可以指向b的地址，可以寫成p = &a，也可以寫成p = &b，但是就不能寫成p = 1或者p = 2或者p = a，這三種表達方式都是錯的。

因此這個地方，不要看到定義*p的時候前邊有個unsigned char型，就錯誤的賦值p=1，這個只是說明p指向的變量是這個unsigned char類型的，而p本身，是指針變量，不可以給他賦值普通的值或者變量，后邊我們會直接把指針變量稱之為指針，大家要注意一下這個小細節。

    前邊這個區別似乎比較好理解，還有第二個重要區別，一定要記清楚。

第二個重要區別：定義指針變量*p和取值運算*p的區別。

“*”這個符號，在我們的C語言有三個用法，第一個用法很簡單，乘法操作就是用這個符號，這里就不講了。

第二個用法，是定義指針變量的時候用的，比如unsigned char *p，這個地方使用“*”代表的意思是p是一個指針變量，而非普通的變量。

還有第三種用法，就是取值運算，和定義指針變量是完全兩碼事，比如：

unsigned   char   a = 1;

unsigned   char   b = 2;

unsigned   char  *p;

p = &a;

b = *p;

這樣兩步運算完了之后，b的值就成了1了。在指針這塊，&a表示取a這個變量的地址，把這個地址送給p之后，再用*p運算表示的是取指針變量p指向的地址的變量的值，又把這個值送給了b，最終的結果相當于b=a。同樣是*p，放在定義的位置就是定義指針變量，放在程序中就是取值運算。

這兩個重要區別，大家可以反復閱讀三四遍，把這兩個重要區別弄明白，指針的大門就順利的踏進去一只腳了。至于詳細的用法，我們后邊用得多了就會慢慢熟悉起來了。

前邊我們提到了，指針的意義往往在小程序里是體現不出來的，對于簡易程序來說，有時候用了指針，反而可能比沒用指針還麻煩，但是為了讓大家鞏固一下指針的用法，我還是寫了個使用指針的流水燈程序，目的是讓大家從簡單程序開始了解指針，當程序復雜的時候不至于手足無措。

#include <reg52.h>

sbit  ADDR0 = P1^0;

sbit  ADDR1 = P1^1;

sbit  ADDR2 = P1^2;

sbit  ADDR3 = P1^3;

sbit  ENLED = P1^4;

void ShiftLeft(unsigned char *p);

void main(void)

{

    unsigned int  i = 0;

    unsigned char buf = 0x01;

    ADDR0 = 0;   //選擇獨立LED

    ADDR1 = 1;

    ADDR2 = 1;

    ADDR3 = 1;

    ENLED = 0;   //LED總使能

    while(1)

    {

        P0 = ~buf;               //緩沖值取反送到P0口

        for (i=0; i<20000; i++); //延時

        ShiftLeft(&buf);         //緩沖值左移一位

        if (buf == 0)            //如移位后為0則重賦初值

        {

            buf = 0x01;

        }

    }

}

void ShiftLeft(unsigned char *p)

{

    *p = *p << 1;  //利用指針變量可以向函數外輸出運算結果

}

這是一個使用指針實現流水燈的例子，純粹是為了講指針而寫這樣一段程序，程序中傳遞的是buf的地址，把這個地址值直接傳遞給函數ShiftLeft的形參指針變量p，也就是p指向了buf。對比之前的函數調用，大家是否看明白，如果是普通變量傳遞，只能單向的，也就是說，主函數傳遞給子函數的值，子函數只能使用卻不能改變。而現在我們傳遞的是指針，不僅僅我們的子函數可以使用buf里邊的值，而且還可以對buf里邊的值進行改變。

此外再強調一句，只要是*p前邊帶了變量類型如unsigned char，就是表示定義了一個指針變量p，程序中的*p，是指p所指向的內容。

通過理論的學習和這樣一個例程，我想大家對指針應該有概念了，至于它的靈活應用，需要我們在后邊的程序中去體會，理論上就不再過多贅述了。

所謂指向數組元素的指針，其本質還是變量的指針。因為我們的數組里的每個元素，其實都可以直接看成是一個變量，所以指向數組元素的指針，也就是變量的指針。

指向數組元素的指針不難，但很常用。我們用程序來解釋會比較直觀一些。

unsigned  char  number[10] = {0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9};

unsigned  char *p;

如果我們寫p = &number[0];那么指針p就指向了number的第0號元素，也就是把number[0]的地址賦值給了p，同理，如果寫p =&number[1];p就指向了數組number的第1號元素，p=&number[x];其中x的取值范圍是0<=x<=9，表示p指向了數組number的第x號元素。

指針本身，也可以進行幾種簡單的運算，這幾種運算對于數組元素的指針來說應用最多。

1、比較運算。比較的前提是兩個指針指向同種類型的對象，比如兩個指針變量p和q他們指向了具有同種數據類型的數組，那他們可以進行<，>，>=，<=，==等關系運算。如果p==q為真的話，表示這兩個指針指向的是同一個元素。

2、指針和整數可以直接進行加減運算。比如還是上邊我們那個指針p和數組number，如果p = &number[0]，那么p+1就指向了number[1]，p+9就指向了number[9]。當然了，如果p = &number[9]，p-9也就指向了number[0]。

3、兩個指針變量在一定條件下可以進行減法運算。如p = &number[0]; q = &number[9];那么q-p的結果就是9。但是這個地方大家要特別注意，這個9代表的是元素的個數，而不是真正的地址差值。如果我們的number的變量類型是unsigned int型，占2個字節，q-p的結果依然是9，他代表的是數組元素的個數。

在數組元素指針這里還有一種情況，就是我們的數組名字代表了數組元素的首地址，也就是說

p = &number[0];

p = number;

這兩種表達方式是等價的，因此以下幾種表達形式和內容需要大家格外注意一下。

1、根據指針的運算規則，p+x代表的是number[x]的地址，那么number+x代表的也是number[x]的地址。或者說，他們指向的都是number數組的第x號元素。

2、*(p+x)和*(number+x)都表示number[x]。

3、指向數組元素的指針也可以表示成數組的形式，也就是說，允許指針變量帶下標，即p[ i]和*(p+i)等價。但是為了避免混淆與規范起見，這里我們建議大家不要寫成前者，而一律采用后者的寫法。但如果看到別人那么寫，也知道是怎么回事即可。

二維數組元素的指針和一維數組類似，需要介紹的內容不多。假如現在一個指針變量p和一個二維數組number[3][4]，它的地址的表達方式也就是p=&number[0][0]，有一個地方要注意，既然數組名代表了數組元素的首地址，那么也就是說p和number都是指數組的首地址。對二維數組來說，number[0]，number[1]，number[2]都可以看成是一維數組的數組名字，所以number[0]等價于&number[0][0]，number[1]等價于&number[1][0]，number[2]等價于&number[2][0]。加減運算和一維數組是類似的，不再詳述。

在我們的C語言里邊，sizeof()可以用來獲取括號內的對象所占用的內存字節數，雖然它寫作函數的形式，但它并不是一個函數，而是C語言的一個關鍵字，sizeof()整體在程序代碼中就相當于一個常量，也就是說這個獲取操作是在程序編譯的時候進行的，而不是在程序運行的時候進行。這是一個實際編程中很有用的關鍵字，靈活運用它可以為程序帶來更好可讀性、易維護性和可移植性，在后續的例程學習中將會慢慢有所體會的。

sizeof()括號中的可以是變量名，也可以是變量類型，其結果是等效的。而其更大的用處是與數組名搭配使用，這樣可以獲取整個數組占用的字節數，就不用自己動手計算了。

下面我們提供了一個簡單的串口演示例程，可以體驗一下指針和sizeof()的用法。例程首先接收上位機下發的命令，根據命令值分別把不同數據的數據回發給上位機，程序還用到了指針的自增運算，也就是+1運算，大家可以認真考慮一下指針ptrTxd在串口發送的過程中的指向是如何變化的。在上位機串口調試助手中分別下發1,2,3,4，就會得到不同的數組回發，注意這里都用十六進制發送和十六進制顯示。

此外，這個程序還應用到一個小技巧，這里大家要學會使用。我們前邊講了串口發送中斷標志位TI是硬件置位，軟件清零的。通常來講，我們想一次發送多個數據的時候，就需要把第一個字節寫入SBUF，然后在等待發送中斷，再在后續中斷中在發送剩余的數據，這樣我們的數據發送過程就被拆分到了兩個地方——主循環內和中斷服務函數內，無疑就使得程序結構變得零散了。這個時候，為了使程序結構盡量緊湊，在啟動發送的時候，不是向SBUF中寫入第一個待發的字節，而是直接讓TI=1，注意，這時候會馬上進入串口中斷，因為中斷標志位置1了，但是串口線上并沒有發送任何數據，于是，我們所有的數據發送都可以在中斷中進行，而不用再分為兩部分了。大家可以在程序中體會一下這個技巧的好處。

#include <reg52.h>

bit cmdArrived = 0;   //命令到達標志，即接收到上位機下發的命令

unsigned char cmdIndex = 0; //命令索引，即與上位機約定好的數組編號

unsigned char cntTxd = 0;   //串口發送計數器

unsigned char *ptrTxd = 0;  //串口發送指針

unsigned char array1[1] = {1};

unsigned char array2[2] = {1,2};

unsigned char array3[4] = {1,2,3,4};

unsigned char array4[8] = {1,2,3,4,5,6,7,8};

void ConfigUART(unsigned int baud);

void main ()

{

    ConfigUART(9600);  //配置波特率為9600

    EA = 1;  //開總中斷

    while(1)

    {

        if (cmdArrived)

        {

            cmdArrived = 0;

            switch (cmdIndex)

            {

                case 1:

                    ptrTxd = array1;         //數組1的首地址賦值給發送指針

                    cntTxd = sizeof(array1); //數組1的長度賦值給發送計數器

                    TI = 1;                //手動方式啟動發送中斷，處理數據發送

                    break;

                case 2:

                    ptrTxd = array2;

                    cntTxd = sizeof(array2);

                    TI = 1;

                    break;

                case 3:

                    ptrTxd = array3;

                    cntTxd = sizeof(array3);

                    TI = 1;

                    break;

                case 4:

                    ptrTxd = array4;

                    cntTxd = sizeof(array4);

                    TI = 1;

                    break;

                default:

                    break;

            }

        }

    }

}

void ConfigUART(unsigned int baud)  //串口配置函數，baud為波特率

{

    SCON = 0x50;   //配置串口為模式1

    TMOD &= 0x0F;  //清零T1的控制位

    TMOD |= 0x20;  //配置T1為模式2

    TH1 = 256 - (11059200/12/32) / baud;  //計算T1重載值

    TL1 = TH1;     //初值等于重載值

    ET1 = 0;       //禁止T1中斷

    ES  = 1;       //使能串口中斷

    TR1 = 1;       //啟動T1

}

void InterruptUART() interrupt 4

{

    if (RI)  //接收到字節

    {

        RI = 0;           //手動清零接收中斷標志位

        cmdIndex = SBUF;  //接收到的數據保存到命令索引中

        cmdArrived = 1;   //設置命令到達標志

    }

    if (TI)  //字節發送完畢

    {

        TI = 0;    //手動清零發送中斷標志位

        if (cntTxd > 0)  //有待發送數據時，繼續發送后續字節

        {

            SBUF = *ptrTxd;  //發出指針指向的數據

            cntTxd--;        //發送計數器遞減

            ptrTxd++;        //發送指針遞增

        }

    }

}

在程序運行過程中，其值不能被改變的量稱之為常量。常量分為不同的類型，有整型常量如1，2，3，100等；浮點型常量3.14，0.56，-4.8；字符型常量’a’，’b’，’0’；字符串常量”a”，”abc”，”1234”，”1234abcd”等。

細心的同學會發現，整型和浮點型常量我們直接寫的數字，而字符型常量用單引號來表示一個字符，用雙引號來表示一個字符串，尤其大家要注意’a’和”a”是不一樣的，這個等會我們要詳細介紹。

常量一般有2種表現形式。

1、直接常量：直接以值的形式表示的常量稱之為直接常量。上述舉例這些都是直接常量，直接寫出來了。

2、符號常量：用標識符命名的常量稱之為符號常量，就是為上面的直接常量再取一個名字。使用符號常量一是方便理解，提高程序可讀性，更重要的是方便程序的后續維護，習慣上符號常量我們都用大寫字母和下劃線來命名。

比如，我們可以把3.14取名為PI（即π）。再比如，我們上節課的串口程序，我們用的波特率是9600，如果用符號常量來進行提前聲明的話，那我們要修改成其他速率的話，就不用在程序中找9600修改了，直接修改聲明處就可以了，兩種方法舉例說明。

1、用const聲明。比如我們在程序開始位置定義一個符號常量BAUD。

    定義形式是   const   類型   符號常量名字=常量值;

如 const  unsigned  int  BAUD = 9600;       /*注意結尾有個分號*/

我們就可以在程序中直接把9600改成BAUD，這樣我們如果要改波特率的話，直接在程序開頭位置改一下這個值就可以了。

2、用預處理命令#define來完成，預處理命令我們先來認識#define。

    定義形式是  #define   符號常量名   常量值

如 #define  BAUD   9600                   /*注意結尾沒有分號*/

這樣定義以后，只要在程序中出現BAUD的話，意思就是完全替代了后邊的9600這個數字。

不知大家是否記得，我們之前在數碼管真值表，用了一個code關鍵字

    unsigned char code LedChar[] = {   //用數組來表示數碼管真值表

        0xC0, 0xF9, 0xA4, 0xB0, 0x99, 0x92, 0x82, 0xF8,

        0x80, 0x90, 0x88, 0x83, 0xC6, 0xA1, 0x86, 0x8e

};

我們當時說加了code之后，這個真值表的數據只能被使用，不能被改變，如果我們直接寫LedChar[0] = 1;這樣就錯了。實際上code這個關鍵字是51單片機特有的，如果是其他型號的單片機我們只需要寫成const unsigned char LedChar[]={}就可以了，自動保存到FLASH里，而51單片機只用const而不加code的話，這個數組會保存到RAM中，而不會保存到FLAHS中，鑒于此，在51這個體系下，const反倒變得不那么重要了，它的作用被code取代了，這里大家知道這么回事即可。

我們來對各種類型的常量做進一步說明。

整型常量和浮點型常量沒太多內容在里邊了，之前我們應用都很熟練了，整型直接寫數字就是十進制如128，前邊0x開頭的表示是十六進制0x80，浮點型直接寫帶小數點的數據就可以了。

字符型常量是由一對單引號括起來的單個字符。它分為兩種形式，一種是普通字符，一種是轉義字符。

1、普通字符就是那些我們可以直接書寫直接看到的有形的字符，比如阿拉伯數字0～9，英文字符A～z，以及標點符號等。它們都是ASCII碼表中的字符，而它們在單片機中都占用一個字節的空間，其值就是對應的ASCII碼值。比如’a’的值是97，’A’的值是65,‘0’的值是48，如果定義一個變量unsigned char a = ’a’，那么變量a的值就是97。

2、除了上述這些字符之外，還有一些特殊字符，它們一些是無形的，像回車符、換行符這些都是看不到的，還有一些像’、”這類字符它們已經有特殊用途了，想象一下如果寫’’’你覺得編譯器會怎么取解釋。針對這些特殊符號，為了可以讓它們正常進入到我們的程序代碼中，C語言就規定了轉義字符，它是以反斜杠(\)開頭的特定字符序列，讓它們來表示這些特殊字符，比如我們用\n來代表換行，這塊內容我們后邊有程序說明。我們用一個簡單表格來說明一下常用的轉義字符的意思，如表12-2所示。

表12-2 常用轉義字符及含義

    表格不需要大家記住，用到了，過來查就可以了。

字符串常量是用雙引號括起來的字符序列，一般我們都稱之字符串。如”a”，”1234”，”welcome to www.kingst.org”等都是字符串常量。字符串常量在內存中按順序逐個存儲字符串中的字符的ASCII碼值，并且特別注意，最后還有一個字符’\0’，’0’字符的ASCII碼值是0，它是字符串結束標志，在寫字符串的時候，這個‘\0’是隱藏的，我們看不到，但是實際卻是存在的。所以”a”就比’a’多了一個’\0’，”a”的就占了2個字節，而’a’只占一個字節。

還有一個地方要注意，就是字符串中的空格，也是一個字符，比如”welcome to www.kingst.org”一共占了26個字節的空間。其中21個字母，2個’.’，2個‘ ’(空格字符)以及一個’\0’。

為了對比字符串，字符數組，常量數組的區別，我們寫個了簡單的演示程序，定義了4個數組分別是：

unsigned char array1[] = "1-Hello!\r\n";

    unsigned char array2[] = {'2', '-', 'H', 'e', 'l', 'l', 'o', '!', '\r', '\n'};

    unsigned char array3[] = {51,  45,  72,  101, 108, 108, 111, 33,  13,   10};

unsigned char array4[] = "4-Hello!\r\n";

在串口調試助手下，發送十六進制的1，2，3，4，使用字符形式顯示的話，會分別往電腦上送這4個數組中對應的那個數組。我們只是在起始位置做了區分，其他均沒做區分。大家可以比較一下效果。

此外還要說明一點，數組1和數組4，數組1我們是發完整的字符串，而數組4我們僅僅發送數組中的字符，沒有發結束符號。串口調試助手用字符形式顯示是沒有區別的，但是大家如果改用十六進制顯示，大家會發現數組1比數組4多了一個字節’\0’的ASCII值00。

#include <reg52.h>

bit cmdArrived = 0;   //命令到達標志，即接收到上位機下發的命令

unsigned char cmdIndex = 0; //命令索引，即與上位機約定好的數組編號

unsigned char cntTxd = 0;   //串口發送計數器

unsigned char *ptrTxd = 0;  //串口發送指針

unsigned char array1[] = "1-Hello!\r\n";

unsigned char array2[] = {'2', '-', 'H', 'e', 'l', 'l', 'o', '!', '\r', '\n'};

unsigned char array3[] = {51,  45,  72,  101, 108, 108, 111, 33,  13,   10};

unsigned char array4[] = "4-Hello!\r\n";

void ConfigUART(unsigned int baud);

void main ()

{

    ConfigUART(9600);  //配置波特率為9600

    EA = 1;  //開總中斷

    while(1)

    {

        if (cmdArrived)

        {

            cmdArrived = 0;

            switch (cmdIndex)

            {

                case 1:

                    ptrTxd = array1;         //數組1的首地址賦值給發送指針

                    cntTxd = sizeof(array1); //數組1的長度賦值給發送計數器

                    TI = 1;                //手動方式啟動發送中斷，處理數據發送

                    break;

                case 2:

                    ptrTxd = array2;

                    cntTxd = sizeof(array2);

                    TI = 1;

                    break;

                case 3:

                    ptrTxd = array3;

                    cntTxd = sizeof(array3);

                    TI = 1;

                    break;

                case 4:

                    ptrTxd = array4;

                    cntTxd = sizeof(array4) - 1;//字符串長度為數組長度減1

                    TI = 1;

                    break;

                default:

                    break;

            }

        }

    }

}

void ConfigUART(unsigned int baud)  //串口配置函數，baud為波特率

{

    SCON = 0x50;   //配置串口為模式1

    TMOD &= 0x0F;  //清零T1的控制位

    TMOD |= 0x20;  //配置T1為模式2

    TH1 = 256 - (11059200/12/32) / baud;  //計算T1重載值

    TL1 = TH1;     //初值等于重載值

    ET1 = 0;       //禁止T1中斷

    ES  = 1;       //使能串口中斷

    TR1 = 1;       //啟動T1

}

void InterruptUART() interrupt 4

{

    if (RI)  //接收到字節

    {

        RI = 0;           //手動清零接收中斷標志位

        cmdIndex = SBUF;  //接收到的數據保存到命令索引中

        cmdArrived = 1;   //設置命令到達標志

    }

    if (TI)  //字節發送完畢

    {

        TI = 0;    //手動清零發送中斷標志位

        if (cntTxd > 0)  //有待發送數據時，繼續發送后續字節

        {

            SBUF = *ptrTxd;  //發出指針指向的數據

            cntTxd--;        //發送計數器遞減

            ptrTxd++;        //發送指針遞增

        }

    }

}

前邊我們講的流水燈、數碼管、LED點陣這三種都是LED設備，這節課我們來學習一下LCD顯示設備——1602液晶。那個大大的，平時第一行顯示16個小黑塊，第二行什么都不顯示的東西就是1602液晶，是不是早就注意到它了呢？

大家學習這些電子器件，頭腦中要逐漸形成一種意識，不管是我們的單片機，還是74HC138，甚至我們的三極管等等，都是有數據手冊的。不管是設計電路還是編寫程序，器件的數據手冊是我們最好的參考資料，那我們今天來學習1602，首先就要看它的數據手冊。手冊大家可以在網上找到，這里我講的時候只挑手冊的重點講。

首先我們來看一個主要技術參數表格，如表12-3所示。

表12-3 1602液晶主要技術參數

1602液晶，從它的名字我們就可以理解他的顯示容量，就是可以顯示2行，每行16個字符的液晶。他的工作電壓4.5V到5.5V，這個我們設計電路的時候，直接按照5V系統設計，但是保證我們的5V系統最低不能低于4.5V。在5V工作電壓下測量它的工作電流是2mA，大家注意，這個2mA僅僅是指液晶，而它的黃綠背光都是用LED做的，所以功耗不會太小的，一二十毫安還是有的。

1602液晶一共16個引腳，每個引腳的功能，我們都可以在它的數據手冊上獲得。而這些基本的信息，在我們設計電路和編寫代碼之前，必須先看明白，如表12-4所示。

表12-4 1602液晶引腳功能

液晶的電源1腳2腳以及背光電源15腳16腳，不用多說，正常接就可以了。

3腳叫做液晶顯示偏壓信號，大家注意到小黑塊沒有，當我們要顯示一個字符的時候，有的黑點顯示，有的黑點就不能顯示，這樣就可以實現我們想要的字符了。我們這個3腳就是用來調整顯示的黑點和不顯示的之間的對比度，調整好了對比度，就可以讓我們的顯示更加清晰一些。在進行電路設計實驗的時候，通常的辦法是在這個引腳上接個電位器，也就是我們初中學過的滑動變阻器，是一個東西。通過調整電位器的分壓值，來調整3腳的電壓。而當產品批量生產的時候，我們可以把我們調整好的這個值直接用簡單電路來實現，就如同在我們板子上，我們直接使用的是一個18歐的下拉電阻，市面上有的1602的下拉電阻大概1到1.5k也是比較合適的值。

4腳是數據命令選擇端。我們的液晶，有時候我們要發送一些命令，讓他實現我們想要的一些狀態，有時候我們要發給他一些數據，讓他顯示出來，液晶就通過這個引腳來判斷接收到的是數據還是命令，這個引腳我們接到了ADDR0上，通過跳線帽和P1.0連接在一起。大家注意學會讀手冊，看到我們這個引腳描述里：數據/命令選擇端，而后跟了括號(H/L)，他的意思就是當這個引腳是H(High)高電平的時候，是數據，當這個引腳是L(Low)低電平的時候，是命令。

5腳和4腳用法類似，只是功能是讀寫選擇端。我們既可以寫給液晶數據或者命令，也可以讀取液晶內部的數據，就是控制這個引腳。因為液晶本身內部有RAM，實際上我們送給液晶的命令或者數據，液晶需要先保存在緩存里，然后再寫到內部的寄存器或者RAM中，這個就需要一定的時間。所以我們再進行讀寫操作之前，首先要讀一下液晶當前狀態，是不是在“忙”，如果不忙，我們可以讀寫數據，如果在“忙”，我們需要等待液晶忙完了，再進行操作。讀狀態是常用的，不過讀液晶數據我接觸的場合沒怎么用過，大家了解這個功能即可。這個引腳我們接到了ADDR1上，通過跳線帽和P1.1連接在一起。

6腳是使能信號，很關鍵，液晶的讀寫命令和數據，都要靠它才能正常讀寫，我們后邊詳細講這個引腳怎么用。這個引腳我們通過跳線帽接到了ENLCD上，這個位置的跳線帽是為了和我們將來以后另外一個12864液晶的切換使用的。

7到14引腳就是8個數據引腳了，我們就是通過這8個引腳讀寫數據和命令的。我們統一接到了P0總線上了。我們來看一下我們開發板上的1602的原理圖，如圖12-1所示。

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2013-9-28 15:00 上傳

圖12-1 1602液晶原理圖

1602液晶內部帶了80個字節的RAM，用來存儲我們發送的數據，他的結構如圖12-2所示。

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2013-9-28 15:01 上傳

圖12-2 1602內部RAM結構圖

第一行的地址是00H到27H，第二行的地址從40H到67H，其中第一行00H到0FH是和液晶上第一行16個字符顯示位置相互對應，第二行40H到4FH是和第二行16個字符顯示位置相互對應的。而每行都多出來一部分，是為了顯示移動字幕設置的。1602字符液晶是顯示字符的，因此他是跟ASCII字符表是對應的。比如我們給00H這個地址寫一個’a’，也就是10進制的97，液晶的最左上方的那個小塊就會顯示一個a。此外，我們本章學過指針了，液晶內部有個數據指針，它指向哪里，我們寫的那個數據就會送到相應的那個地址里。

液晶有一個狀態字字節，我們可以通過了解這個狀態字的內容，就可以知道1602液晶的一些內部情況，如表12-5所示。

這個狀態字節的8位，最高位表示了當前液晶是不是“忙”，如果這個狀態字是1表示液晶正“忙”，禁止我們讀寫數據或者命令，如果是0，則可以進行讀寫。而低7位就表示了當前數據地址指針的位置。

1602的基本操作時序，一共有4個，這些大家都不需要記住，但是都需要理解，因為我們現在不是為了應付考試了，所以不需要你把手冊背的滾瓜爛熟，但是你寫程序的時候，打開手冊能看懂如何操作，還要再提醒一句，單片機讀外部狀態前，必須先保證自己是高電平哦。

我們這里要做1602液晶程序，因此我們我們的聲明寫成：

#define LCD1602_DB   P0

sbit LCD1602_RS = P1^0;

sbit LCD1602_RW = P1^1;

sbit LCD1602_E  = P1^5;

1、讀狀態：RS=L，R/W=H，E=H。這是個很簡單的邏輯，就是說，我們直接寫

    LCD1602_DB = 0xFF;

    LCD1602_RS = 0;

LCD1602_RW = 1;

LCD1602_E = 1;

sta = LCD1602_DB;

這樣就把當前液晶的狀態字讀到了sta這個變量中，我們可以通過判斷sta的最高位來了解當前液晶是否處于“忙”狀態，也可以得知當前數據的指針位置。兩個問題，問題一是如果我們當前讀到的狀態是“不忙”，那么我們程序可以進行讀寫操作，如果當前狀態是“忙”，那么我們還得繼續等待重新判斷液晶的狀態；問題二，大家可以看我們的原理圖，我們的流水燈、數碼管、點陣，1602液晶都用到了P0口總線，我們讀完了液晶狀態繼續保持LCD1602_E 是高電平的話，1602液晶會繼續輸出它的狀態值，輸出的這個值會占據了P0總線，干擾到流水燈數碼管等其他外設，所以我們讀完了狀態，通常要把這個引腳拉低來釋放總線，這里我們用了一個do...while循環語句來實現。

    LCD1602_DB = 0xFF;

    LCD1602_RS = 0;

    LCD1602_RW = 1;

    do   // do...while循環語句

    {

        LCD1602_E = 1;

        sta = LCD1602_DB; //讀取狀態字

        LCD1602_E = 0;  //讀完了要關閉使能，防止液晶輸出數據干擾總線

} while (sta & 0x80); //bit7等于1表示液晶正忙，重復檢測直到其等于0為止

2、讀數據：RS=H，R/W=L，E=H。這個邏輯也很簡單，但是讀數據不常用，大家了解一下就可以了，這里就不詳細解釋了。

3、寫指令：RS=L，R/W=L，D0~D7=指令碼，E=高脈沖。

4、寫數據：RS=H，R/W=L，D0~D7=數據，E=高脈沖。

寫數據和寫指令是類似的，就是把RS改成H，把總線改成數據即可。

此外，這里要提一句，液晶1602所使用的通信時序是摩托羅拉公司所創立的6800時序，大家知道這么回事即可。
   這里還要說明一個問題，就是從這4個時序大家可以看出來，我們的LCD1602的使能引腳E，高電平的時候是有效，低電平的時候是無效。如果這個引腳是個高電平的話，那么就可能被液晶認為是讀指令或者讀數據，1602就會占用P0口往外送數據。由于P0口同時控制了LED小燈、數碼管、點陣LED以及1602液晶，如果1602往外送數據，P0口就會干擾到其他外設。因此我們如果正常情況下，用單片機IO口直接連到1602的這個E引腳上，只要我們用LED小燈、數碼管、點陣，那么我們程序上來就寫一句LCD1602_E=0，就可以避免1602干擾到其他外設。我們之前的程序沒有加這句，是因為我們板子在這個引腳上加了一個15K的下拉電阻，這個下拉電阻就可以保證這個引腳上電默認后是低電平，如圖12-3所示。

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2013-9-28 15:01 上傳

圖12-3 液晶下拉電阻

和單片機寄存器的用法類似，1602液晶在使用的時候，我們首先要進行初始化的功能配置，1602液晶有以下幾個指令需要了解。

1、顯示模式設置。

寫指令0x38，設置16x2顯示，5x7點陣，8位數據接口。這條指令對我們這個液晶來說是固定的，必須寫0x38，大家仔細看會發現我們的液晶實際上內部點陣是5x8的，還有一些1602液晶還兼容串行通信，用2個IO口即可，但是速度慢，我們這個液晶固定的0x38的模式。

2、顯示開/關以及光標設置指令。

這里有2條指令，第一條指令一個字節中8位，其中高5位是固定的00001，低3位我們假設是DCB從高到底表示，D=1表示開顯示，D=0表示關顯示；C=1表示顯示光標，C=0表示不顯示光標；B=1表示光標閃爍，B=0表示光標不閃爍。

第二條指令高6位是固定的000001，低2位我們分別用NS從高到底表示，其中N=1表示讀或者寫一個字符后，指針自動加1，光標自動加1，N=0表示讀或者寫一個字符后指針自動減1，光標自動減1；S=1表示寫一個字符后，整屏顯示左移(N=1)或右移(N=0)，以達到光標不移動而屏幕移動的效果，如同我們的計算器輸入一樣的效果，而S=0表示寫一個字符后，整屏顯示不移動。

3、清屏指令。

固定的，寫入01H表示顯示清屏，其中包含了數據指針清零，所有的顯示清零。寫入02H后，僅僅是數據指針清零，顯示不清零。

4、RAM地址設置指令

該指令碼的最高位為1，低7位為RAM的地址，RAM地址與液晶上字符的關系如上圖12-2 所示。通常，我們在讀寫數據之前都要先設置好地址，然后再進行數據的讀寫操作。

1602液晶手冊提供了一個初始化過程，但是它寫的比較復雜，我們這邊總結了一個更加簡易方便的過程提供給大家，手冊上描述的那個，大家僅僅作為了解就可以了，下面我把程序寫出來大家看下，我們的初始化只用了4條語句，沒有像手冊介紹的那么繁瑣。

#include <reg52.h>

#define LCD1602_DB   P0

sbit LCD1602_RS = P1^0;

sbit LCD1602_RW = P1^1;

sbit LCD1602_E  = P1^5;

void LcdInit();

void LcdShowStr(unsigned char x, unsigned char y, unsigned char *str);

void main ()

{

    unsigned char str[] = "Kingst Studio";

    LcdInit();

    LcdShowStr(2, 0, str);

    LcdShowStr(0, 1, "Welcome to KST51");

    while(1)

    {}

}

void LcdWaitReady()  //讀取“忙”表示，等待液晶準備好

{

    unsigned char sta;

    LCD1602_DB = 0xFF;

    LCD1602_RS = 0;

    LCD1602_RW = 1;

    do   // do...while循環語句

    {

        LCD1602_E = 1;

        sta = LCD1602_DB; //讀取狀態字

        LCD1602_E = 0;  //讀完了要關閉使能，防止液晶輸出數據干擾總線

    } while (sta & 0x80); //bit7等于1表示液晶正忙，重復檢測直到其等于0為止

}

void LcdWriteCmd(unsigned char cmd)  //寫入命令函數

{

    LcdWaitReady();

    LCD1602_RS = 0;

    LCD1602_RW = 0;
    LCD1602_DB = cmd;

    LCD1602_E  = 1;

    LCD1602_E  = 0;

}

void LcdWriteDat(unsigned char dat)  //寫入數據函數

{

    LcdWaitReady();

    LCD1602_RS = 1;

    LCD1602_RW = 0;
    LCD1602_DB = dat;  

    LCD1602_E  = 1;

    LCD1602_E  = 0;

}

void LcdInit()  //液晶初始化函數

{

    LcdWriteCmd(0x38);  //16*2顯示，5*7點陣，8位數據接口

    LcdWriteCmd(0x0C);  //顯示器開，光標關閉

    LcdWriteCmd(0x06);  //文字不動，地址自動加1

    LcdWriteCmd(0x01);  //清屏

}

void LcdShowStr(unsigned char x, unsigned char y,  unsigned char *str)  //顯示字符串，屏幕起始坐標(x,y)，字符串指針str

{

    unsigned char addr;

    //由輸入的顯示坐標計算顯示RAM的地址

    if (y == 0)

    {

        addr = 0x00 + x; //第一行字符地址從0x00起始

    }

    else

    {

        addr = 0x40 + x; //第二行字符地址從0x40起始

    }

    //由起始顯示RAM地址連續寫入字符串

    LcdWriteCmd(addr | 0x80); //寫入起始地址

    while (*str != '\0')      //連續寫入字符串數據，直到檢測到結束符

    {

        LcdWriteDat(*str);    //注意*str就是這個指針指向的內容

        str++;

    }

}

程序我注釋的已經很詳細了，有幾個地方再說兩句。首先，我們把程序所有的功能都使用函數模塊化了，這樣非常有利于我們程序的維護，不管要寫一個什么樣的功能，只要調用相應的函數就可以了，大家注意學習這個技巧。

其次，我們使用液晶的習慣，也是喜歡用數學上的X,Y坐標來進行定位，而和數學不同的是，液晶的左上角的坐標是x=0，y=0，往右邊是x+偏移，下邊是y+偏移。

第三，第一次接觸多個參數傳遞的函數，稍微注意熟悉一下。

第四，讀寫數據和指令程序，每次都必須進行“忙”判斷。

第五，領略一下指針在這個地方的巧妙用法，你可以嘗試不用指針改寫程序試試，感受一下指針的優勢。

1、把本節課的指針相關內容，反復學習3到5遍，徹底弄懂了指針是怎么回事，不知道如何用沒關系，即使是背，也得把這部分背下來，等到后邊我們用的時候，就可以實現頓悟。學會指針，就是突破了C語言的一道重要的堡壘。

2、把1602所有的指令功能都應用一遍，能夠靈活使用1602液晶顯示任意字符串。