结构体和共用体在单片机中的使用

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C语言的结构体和共用体,往往在单片机应用开发中被忽视。如果能够用起来,不仅能够极大的提高单片机的运行效率,还可能解决一些看起来无法解决的问题。

现在,给大家举一个例子:单片机串口需要接收并处理大量数据的情况。

示例:单片机甲要与某个设备乙通信,它们采用串口连接,设备乙会给单片机甲发送串口数据,数据一共有46个字节,其中前8个字节表示命令,后8个字节表示设备信息,中间30个字节表示有效数据。

普通的程序代码,会进行如下变量定义:

unsigned char rec_buf[46]; // 定义接收缓存
unsigned char command[8]; // 定义命令变量
unsigned char valid_data[30]; // 定义有效数据变量
unsigned char device_info[8]; // 定义器件信息变量

在串口中断函数中,使用rec_buf接收串口数据。此处省略接收代码,自行脑补。

接收完毕后,再使用如下代码把对应的变量取出来。

//取出命令
for(i=0;i<8;i++)
{
  command[i]=rec_buf[i];
}
//取出有效数据
for(i=8;i<38;i++)
{
  valid_data[i-8]=rec_buf[i];
}
//取出器件信息
for(i=38;i<46;i++)
{
  device_info[i-38]=rec_buf[i];
}

取出来之后,就可以在程序中使用了,比如,判断接收到的是什么命令,如下代码所示:

if(command[0]==0x88) // 如果是修改参数命令
{
  if(command[1]==0x33)// 如果修改的是IP地址参数
  {
    // 就怎么怎么样...
  }  
  ...
}

好!上面是普通的用法,接下来,我们使用结构体和共用体!

union
{
  rec_buf[46];
  struct
  {
    unsigned char command[8];
    unsigned char valid_data[30];
    unsigned char device_info[8];
  }ComInfo;
}D_buf;

上面代码中,我们使用了共用体和结构体的方法定义了串口接收缓存和串口命令、有效数据和器件信息变量。

当我们在串口中断中接收完数据后。就可以直接使用这些变量了。例如:

if(D_buf.ComInfo.command[0]==0x88) // 如果是修改参数命令
{
  if(D_buf.ComInfo.command[1]==0x33)// 如果修改的是IP地址参数
  {
    // 就怎么怎么样...
  }  
  ...
}

下面,我解释一下代码。

共用体的特点:内部的变量使用同一个首地址。在我们定义的共用体里面,有两个变量,一个是rec_buf,一个是ComInfo,所以,它俩的内存首地址是相同的。

结构体的特点:内部的变量地址自增。在我们定义的结构体ComInfo中,command变量、valid_data变量、device_info变量使用同一片内存空间,地址连续。

基于以上共用体和结构体的特点,当我们接收完rec_buf以后,其实,数据就已经在结构体中的这3个变量中了,直接用就可以,省去了前面示例中“取出来”的环节。