指针和数组的恩恩怨怨

指针和数组有没有关系呢？到底有什么关系，今天我们就来好好的看一看。

指针就是指针，指针变量在32位系统下，永远占4字节，其值为某一个内存的地址。指针可以指向任何地方，但是不是任何地方你都能通过这个指针变量访问到呢？

数组就是数组，其大小与元素的类型和个数有关；定义数组时必须指定其元素的类型和个数；数组可以存任何类型的数据，但不能存函数。

既然它们之间没有任何关系，那为何很多人经常把数组和指针混淆，甚至很多人认为指针和数组是一样的呢？我们先来看下吧。

1、以指针的形式访问和以下标的形式访问
下面我们就详细讨论讨论它们之间似是而非的一些特点。例如，函数内部有如下定义：

（A）char *p = “abcdef”;

（B）char a[ ] = “abcdef”;

①以指针的形式访问指针和以下标的形式访问指针

以指针的形式：*（p+4）

以下标的形式：p[4]

这里的4 是偏移量，都是先取出p里存储的地址值，加上偏移量，计算出新的地址，然后从新的地址中取出值。那么上面形式不同，访问的本质是一样的。

②以指针的形式访问数组和以下标的形式访问数组

以指针形式：*（a+4）

以下标形式：a[4]

我们都知道数组名代表数组首元素的首地址，加上4个元素的偏移量，得到新的地址，然后取出新地址上的值。

由此得出指针和数组都是可以“以指针的形式”或“以下标的形式”进行访问，但是是完全不一样的东西。

还有需要注意的是这个偏移量代表的是元素，而不是字节，偏移元素的个数再计算新的地址取值。

2、a 和 &a 的区别

先来举个例子：

int a[5] = {1,2,3,4,5},b,c;

int *prt = (int *)(&a + 1);

b = *(a+1);

c = *(ptr-1);

对指针进行加1操作，得到的是下一个元素的地址，而不是原有地址值直接加1，所以一个类型为T的指针的移动，以sizeof(T)为移动单位。因此，对上面例子来说，a是一个一维数组，数组中有5个元素，所以&a+1是取数组a的首地址，该地址的值加上sizeof(a)的值，也就是&a+5*sizeof(int)，也就是下一个数组的首地址，显然当前指针已经越过了数组的界限。

那么*（a+1）：a和&a的值是一样的，但是意思不一样，a是数组首元素的地址，也就是a[0]的首地址，&a是数组的首地址，a+1是数组下一个元素的首地址，也就是a[1]的首地址，&a+1是下一个数组的首地址，所以b的值应该是输出2，*（ptr-1），因为前面我们分析ptr是指向a[5]的，并且ptr是int*类型，所以*（ptr-1）是指向a[4]，输出为5。

由此我们可以得知数组名a代表的是数组首元素的首地址，而不是数组的首地址，&a才是整个数组的首地址。

指针和数组你能完全理清楚了吗？

什么是程序映像

大家好，我是张飞实战电子黄忠老师。

我们通常说的单片机的程序映像一般包含以下几个部分：

向量表;C启动例程；程序代码（应用程序代码和数据）；C库代码（C库函数的程序代码，链接时插入）

分别来看下组成部分都是什么，代表什么……

向量表：

向量表可以用C语言或汇编语言实现。由于向量表的入口需要编译器和链接器生成的内容，所以向量表代码的实现细节是同开发工具链接相关的。例如，栈指针的初始值被链接到链接器生成的栈空间地址，而复位向量则指向了C启动代码的地址，这些都是同编译器相关的。有些开发工具，包括Keil MDK，则将向量表作为汇编启动代码的一部分，并且使用定义常量数（DCD）指令创建。

汇编实现的向量表的例子：

这个例子中，向量表被赋予了一个段名（RESET），为了将向量表置于系统存储器映射的开头（地址：0x00000000），链接文件或命令行选项需要知道段的名字，以便链接器能够正确识别向量并将其进行地址映射。复位向量一般指向C启动代码的开头，不过，也可以自己定义复位处理，在跳转到C启动代码前执行附加的初始化操作。

C启动代码

C启动代码用于设置像全局变量之类的数据，也会清零加载时未被初始化的内存区域。对于使用malloc()等C函数的应用程序，C启动代码还需要初始化堆空间的控制变量。初始化完成后，启动代码跳转到main()程序执行。

C启动代码由编译器/链接器自动嵌入到程序中，并且是和开发工具链相关的，而只使用汇编代码编程则可能不存在C启动代码。对于ARM编译器，C启动代码被标识为“_main”，而使用GNU C编译器生成的代码则通常被标记为“_start”。

程序代码

用户指定的任务是由应用程序生成的指令完成的，除了指令以外，还有以下各类数据：

①变量的初始值，函数或子程序中的局部变量需要初始化，这些初始值会在程序执行期间被赋给相应的变量。

②程序代码中的常量。

③有些应用程序可能也会包括其他的常量，比如查找表和图像数据，他们也被合并在程序映像中。

C库代码

当使用特定的C/C++库函数时，它们的库代码就会由链接器嵌入到程序映像中，另外，由于有些数据处理任务需要浮点数或除法运算，在进行这些运算时，C库代码也会被包含进来。具体应用场合不同，内核不同，对C库代码多少以及使用情况也不同。

RAM中的数据

像程序ROM一样，微控制器的RAM也有很多种用法。典型地，RAM的使用一般可以分为数据、栈和堆区域。

对于嵌入式操作系统（如uClinux）或RTOS（如Keil RTX）的微控制器系统，每个任务的栈空间都是独立的。有些操作系统允许用户自定义任务的栈，这样也就需要更大的栈空间。有些操作系统则将内存分为若干个段，每个任务分配一个段，用于各自的数据、栈和堆区域。

那么，这些数据、栈和堆区域都存储了什么内容？

数据，数据存储在内存的底部，包含全局变量和静态变量。

栈，栈空间用于临时数据存储、局部变量的存储空间、函数调用参数传递和异常处理的寄存器备份等。

堆，堆存储用于C函数自动分配存储器区域，例如alloc()和malloc()，以及其他使用这些函数的函数调用，为了确保这些函数能够正确地分配存储器空间，C启动代码需要初始化堆存储及其控制变量。

一般说来，栈位于存储器空间的顶部，而堆区域则位于底部，这样做使得内存使用具有最大的灵活性。在操作系统环境中，可能会有多个内存区域用作数据、栈和堆。

51单片机DIY抽奖-技术分享（四）

软件设计

延续前篇，继续分享我的DIY抽奖设计之软件部分，上一篇我介绍了我做这个小产品的PCB设计过程，然后现在就到了实物板调试的阶段了，只有把相应的程序实现了，这个产品才能真正实现自己的价值，实现的过程可能会比较曲折，但没有过程哪来的结果，没有实践哪来的经验，话说真的一点没错吧。

这里我只能描述实现过程和碰到的一些小问题，具体实现过程以及程序源码细节我也会陆续更新出视频，感兴趣的可以关注下~自己实践下更好了。

我们要完成一个程序设计的话需要先设计算法，然后再实现算法，实现就要用到计算机语言来表述了，不然单片机也不认不是。这里我说一个概念就是结构化程序的设计强调程序设计风格和程序结构的规范化，那么就提倡用清晰的结构，我们不管是新手还是老手，规范化还是很有必要的，对自己程序的逻辑关系的考验，或者是对阅读者都是很好的，以至于到后期的调试或者扩展和修改算法都会变得容易了。

我要实现抽奖功能，首先不能只有大的想法就够了，既然要实现就要把每个细节的逻辑关系都要落实才行，否则就不会出现你想要的结果。

那么接下来我从大的方向到细化的过程以及设计要点都分享下哈~

1、程序主要实现的功能：

简单清晰，主要的调试点在内部实现的逻辑关系上。后续精彩着呢，待更完~

2、顺序往下吧，对于单片机设计，首先就是要初始化，对IO口和定时器等进行配置才能使得单片机正常工作，每款单片机对外设的配置都是不一样的，那么就要研读数据手册了，这是避不开的。先来看下我的初始化部分。

既然前面提到了分模块，从初始化到实际处理都要分模块进行，这样思路清晰。比如第一个函数是对单片机的初始化，主要就是I2C通信的IO口部分，蜂鸣器的IO口部分，定时器的部分，那么初始化就是直接对外设寄存器的配置；后面的模块主要就是对当前模块的全局变量的初值配置了。全局变量我一般都是用结构体来实现，每个模块定义一个结构体，名称和用法一目了然，想扩展也方便。

3、初始化了，只能说单片机可以用了，具体还要看需要的应用模块，这样单片机才能顺利完成你需要的使命。继续看下抽奖大的模块，就是显示和按键了，再有一个就是蜂鸣器模块。

有了大的模块就可以细分，把具体功能先确定好，再去实现就方便多了，我觉得做程序一定要把模块做好，然后模块间的全局变量尽量通过结构体来实现，这样结构清晰，逻辑性好。

这是我个人经验，当能把习惯养好的时候，一定不要随意，否则浪费时间不说，程序结果也会不稳定。

4、那这里我就分享下我的小DIY的模块的逻辑实现，先说显示部分吧，首先我做的这个有两个按键，一个开始，一个停止。按键开始后我会把对应显示模式的变量配置好，对应不同的模式再去进行处理。

接下来细化了，就是在不同模式下做些什么，先来看下我的流程图，然后我再针对设计细节把想法说一下。

对于获取当前获奖者，我的处理方法是通过指针获取当前序号对应数组的值，同时把当前值从数组中删除，直到数组中数据全部被抽完为止。

流水灯以及显示数值由慢变快是怎么做的呢，主要就是定义一个全局变量，作为时间参数配置一个大一点的初始值，定时时间到时间参数减值，直到减到一个很小的值，这就是一个渐变的过程。

具体的实现过程可以关注我的视频，所有代码都会分享到。

5、那么按键模块的话就是扫描和处理了，按键部分我当时选取数码管驱动芯片就很明确了，具体可以看下我第一篇给大家推荐的那款芯片，很实用啊。那么对于扫描不需要做过多的处理，只需要直接读取就可以了，这个就没什么好说的了。只是I2C相关的读写函数要仔细研读手册了。

接下来看下我的处理，也是状态机模式，整个网络之间的关系通过结构体全局变量实现。逻辑关系清晰。

    框架出来了，就是具体逻辑关系了，有短按和长按，这个长按只针对停止键，短按就是常规抽奖模式的开始和停止了，那么停止键在短按情况下，要判断当前模式是转盘转动模式还是设置模式，如果是转动模式就是进入停止模式（显示当前号码，蜂鸣器唱歌），如果是设置模式（配置抽奖号码总数），号码加1；启动键短按的处理，也是要判断当前模式是停止模式还是设置模式，如果是停止模式则进入转动模式，如果是设置模式，号码减1；还有一个长按停止键了，当前模式是停止模式，长按则进入设置模式，如果当前是设置模式那么就进入停止模式。长按的处理就是进入和退出设置模式。按键处理就这些需要实现的功能。

最后就是一个蜂鸣器的模块处理，由于蜂鸣器我做了唱歌的功能，涉及到频率问题，所以我放在中断中完成（也是经过多次调试）。蜂鸣器唱歌要分析谱子，调调，真的有点音乐人的感觉了，通过计算低音，中音，高音的频率先计算配置好，然后要有曲子的分析，查表配置周期（可以用定时器的时钟分频模式）实现唱歌。这里学问太深，有兴趣的可以深挖一下，还是通过蜂鸣器模式来进入相应的状态，比如一声响，两声响，唱歌。这个都是可以自由分配的。

   到这里抽奖程序设计主体思路就这样实现了，整个DIY的产品就完成了。下面就是成品啦。

       纵观看下，功能不难，其实实现起来真的没你想的那么简单，逻辑关系要确定好，手册要研读好。有兴趣的话可以自己动手实践下，每个实践过程都会有很大收获的，后续会分享我的程序实现的视频过程，会更细致些。每个项目不论大小都会经历不同的坎坷啊。当你遇到不同的问题的时候慢慢解决了才是经验的积累过程。这个抽奖DIY小产品就完成了，大家可以看下我的实现有没有需要改进的地方呢？随时欢迎交流啊，或者有更好玩的产品一起探讨实现啊，每个都有每个的特点，都能学到不一样的知识点。后面我会陆续做出更多的小产品，每一个都会有侧重点，或者可以给我启发或建议一起完成你的想法啊，感谢大家对我的持续关注，还希望能给出更多的意见和建议。

啥？烧录器连不上STM32单片机了，别慌，自举模式来帮忙！

大家好，我是张飞实战黄忠老师，今天我们来分享STM32单片机的自举BOOT模式。

当你拿到项目的线路板，打开电脑，噼里啪啦一阵子，撸了一段代码出来，往单片机里面一下载，纳尼？突然发现烧录器掉线了，怎么整都连接不上了，这个时候整个人心情都不好了，别慌，恢复心情，你需要用到下面这个高端大气上档次的技术，首先说明一下我们本次文章参考芯片以SMT32F103C8T6来做说明，其他芯片同理，话不多说，我们开整。

首先我来简单阐述一下这种方法的原理，这种方法是利用了STM32单片机的“自举BOOT模式”，首先使单片机处于系统BOOT模式，也就是让单片机启动的时候从System memory启动，然后在PC机操作上位机软件通过串口发送控制命令擦除芯片中存储的程序。

1.首先我们要知道第一个信息，有的单片机有很多个串口，那到底是从哪一个串口来发送这个命令呢？我们从数据手册的“存储器和总线架构”章节（2.4启动配置小节）获取如下信息，可以得出可以使用USART1接口启动自举程序。具体要发送什么命令，可以参考AN2606手册，我已经通过这个手册提炼出指令信息，编写成一个上位机小工具。

2. 那么如何进入系统自举模式呢？从下图画红线处可以得出信息，想要进入系统自举模式，需配置BOOT0引脚为1（高电平），BOOT1引脚为0（低电平），然后复位单片机，那么在SYSCLK的第4个时钟上升沿会锁定BOOT引脚状态，并选择启动模式为系统存储器，即系统自举模式。

3. 接下来我们看看接线图，我画出了简单的示意图如下，各位看官，请结合下图看具体操作方法：

                            图3

1）.把USB转换工具按照图示方法连接（注意全过程不需要使用烧录器，且此步操作后目标板已经带电，如果目标板3.3V功耗很大，需要给目标板用外部电源供电）。

2）.在设备管理器中查看此转换工具对应的串口号（注意如果没有识别到串口，需要安       装驱动。）识别到的结果如下图4所示：

3）.设置BOOT0引脚为高电平，BOOT1引脚为低电平（如果有的MCU没有BOOT1引脚可以忽略），并复位单片机（可以通过单片机复位引脚来复位单片机），使单片机处于自举BOOT模式。

4）.在上位机小工具中选择对应的COM串口号，点击打开串口

5）.点击擦除按钮

6）.在小工具的中间窗口处会显示擦除成功

经过上面的6步擦除成功后，把目标板恢复至初始状态，即可继续正常使用了。（注意在连接不上之前，需先检查烧录器和MCU的接线是否接好）。

如果需要上述小工具的，可以在公众号中添加客服二维码，备注领取串口小工具，来索取。

TTL通往RS232神奇之黑盒（一）

    大家好！我是张飞实战电子黄忠老师。

    做单片机通信的，这些不同通信接口转换的模块是必不可少的，都说这些模块那么多，又不贵，那我索性也来做一个，全隔离的TTL转RS232模块，在这里就跟大家分享下我的实现过程，还有需要注意的地方。如果大家有不同的看法随时欢迎交流哈~

首先呢先来说下需要实现什么，就是TTL转RS232，那么就可以来选择芯片，有信号隔离芯片、电源隔离芯片、转换芯片，主要就是这些。

    那么接下来我就来详细分享下我的实现过程。

    1、输入端电压我设计的是5V供电，因为后端我选取的DCDC隔离电源需要5V供电，所以这里需要提示下的。输入进来加个保险丝（9V/100mA），起到保护作用。还有输入端我一般会选择加个LED灯，提示用的。

    2、信号输入后开始进行全隔离，信号通过隔离芯片实现，电源信号通过隔离电源，实现全隔离；信号线一般需要加个小电阻（10R够了）增强鲁棒性，对于隔离部分处理相对简单，看图吧

    3、接下来就是转换芯片（SP3232EIM/TR）部分了，对于RS232的信号，我做了功课，这里简单说明下，RS232信号0和1与TTL不一样，TTL工作电压是0~3.3V，RS232逻辑1电平是低于-3V的（保证电平在-3~-15V）；逻辑0电平是高于3V的（保证电平在3~15V）接通状态呢有效电平高于3V，断开状态电平低于-3V，也就是当传输电平绝对值大于3V时，电路可以有效的检查出来。

通过阅读RS232转换芯片的数据手册，看下对于电荷泵电容的说法，

那么我的设计就参照手册的推荐设计，另外我选用的芯片可以实现两路转换，我只用了一路。对于有芯片的设计还是要多看手册。

4、最后就是输出部分的端口了，DB9接口，这个也要查询下相关资料，这里我跟大家分享下我查询的结果还有我的端口设计。

    最后需要注意的是：主控目标和隔离模块通讯才用 杜邦线连接，隔离模块和从控目标通讯采用带有DB9接口的线材连接，这里需要注意带有DB9接口的线分TX和RX交叉、不交叉两个版本，采购时切记分清楚。

    那么这个小模块的设计就完成了，是不是觉得其他我们平时买的黑盒内容也没想象中那么复杂，技术需要沉淀，不管做软件设计也好，硬件设计也好，真的都要去实际完成才会有不一样的收获。或者在我的设计基础上也可以有不同的见解，还可以有更好的升华。思路需要开阔，当有了丰富的经验，设计什么都会变得容易的多。更多的积累才会换来更大的财富。

    后面就开始设计PCB过程了，最后产品出来就可以通信使用了，如果大家感兴趣的话就持续关注我吧。后面会陆续分享出我的设计视频过程，随时欢迎大家跟我来探讨，也让我可以开阔下思路，或许还有其他实现方式。