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C语言数组结合位运算实战-位移与查表

如何对一个有规律的数组表进行位移

在嵌入式项目开发中,LED灯的操作是一定要会的,也是基础中的基础,比如用51单片机写个跑马灯,这不简单嘛,定义一个数组把那8个跑马灯存起来,然后搞个for循环不就可以了嘛,但是,实际工作开发中写一个跑马灯可不像学校和书本上那么简单噢,往往最简单的东西,有可能也是最复杂的。

现在需求是这样的,要求实现以下形式的流水灯:跑马灯在这个表格中是一位一位进行存储的,如果要一行全亮,那么写0xff,灯就全亮了,写0x00,灯就全灭了。

要求从led1流水到led100这个灯,如图所示,也就是实现100个灯的跑马灯操作。那如何实现呢?有人肯定会说定义十个数组就行啦,用填表的方法。然后搞十个for循环来实现,那么可取不?可取,但是太麻烦啦,因为这是用空间来换时间,虽然能达到效果,但是就太浪费内存空间了,效率也是很低的。

那么如何快速处理这个问题呢?

我们可以考虑位运算与循环的结合,首先思考一下,led是从第1个开始一直流到第100个,一共有十行,每行有十个,那么我们就可以定义一个for循环来循环相应的行数,设定led灯的初始位置,然后用移位算法,移动8位就换下一行,一个led相当于1bit,这样的话,两个for循环就可以搞定了,接下来我们用C语言来模拟这个过程。

 1void delay()  
 2{  
 3    int i , j ;   
 4    for(i = 0 ; i < 1000 ; i++)  
 5        for(j = 0 ; j < 8000 ;j++);  
 6}  
 7//跑马灯从高位到低位流
 8void test_low_to_high_bit()  
 9{  
10    int i , j ;   
11    int tick ;  
12    static int ledbuf[10] ;  
13    for(i = 0 ; i < 10 ; i++)  
14    {  
15    //设定每次开始的位置,从0x01开始
16        ledbuf[i] = 0x01 ;  
17        for(j = 0 ; j < 8 ; j++)  
18        {  
19            printf("%p ",ledbuf[i]); 
20            //每次左移一位,左移八次
21            ledbuf[i] <<= 1 ;   
22            delay() ;  
23        }  
24        putchar('\n');
25        //将数组清0,等待进入下一行
26        ledbuf[i] = 0 ;  
27    }  
28}  
29//跑马灯从低位到高位流
30void test_high_to_low_bit()  
31{  
32    int i , j ;   
33    int tick ;  
34    static int ledbuf[10] ;  
35    for(i = 0 ; i < 10 ; i++)  
36    {  
37    //设定从高位的第一个LED灯的位置
38        ledbuf[i] = 0x80 ;  
39        for(j = 0 ; j < 8 ; j++)  
40        {  
41            printf("%p ",ledbuf[i]);  
42            //将数组的第一个元素右移一位,一共右移八位
43            ledbuf[i] >>= 1 ;  
44            delay() ;  
45        }  
46        putchar('\n');  
47        //将数组清0,等待进入下一行
48        ledbuf[i] = 0 ;
49    }  
50}  
51int main(void)  
52{  
53    test_low_to_high_bit() ;  //测试从低位往高位输出
54    putchar('\n');  
55    test_high_to_low_bit() ;  //测试从高位往低位输出
56    return 0 ;  
57}  

运行结果:

运行结果很明显,第一个是从第一位移位到第八位,移动了8次,移动了十行。第二个是反着来的,从高位到低位输出。

如果,现在有个需求改了,那个表中,我要指定的LED亮,其它的不亮,然后实现流水灯的效果,那要如何去写这个程序?

C语言之查表法项目运用

面对一个无规律的数组表,假设这个数组表存放的是100个LED灯,一会想要一个个闪烁,一会想要一排排闪烁,一会乱序闪烁,那么,思考这样一个位移算法似乎是不可取的,所以,引入一个新的概念----查表法。

假设还是这么一张表,如图所示。存放着100个LED灯。

 1#include <stdio.h>
 2#include <stdlib.h>
 3#include <unistd.h>
 4//这里的行可以自由写,这样就不受限制,想做出什么样的效果都可以。
 5int array[][10] =  {  
 6
 7    0x03,0x00,0x00,0x00,0x00,//第一列
 8    0x00,0x02,0x00,0x00,0x00,  
 9
10    0x0C,0x00,0x00,0x00,0x00,//第二列
11    0x00,0x04,0x00,0x00,0x00,  
12
13    0x10,0x00,0x00,0x00,0x00,//第三列
14    0x00,0x08,0x00,0x00,0x00,  
15
16    0x60,0x00,0x00,0x00,0x00,//第四列
17    0x00,0x10,0x00,0x00,0x00,  
18
19    0x80,0x01,0x00,0x00,0x00,//第五列
20    0x00,0x20,0x00,0x00,0x00,  
21//多写一行,用来标志结束
22    0xAA,0x55,0x00,0x00,0xC0,//end  
23    0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,  
24
25};  
26//输出表中的数据
27void Print_led(int *array)  
28{  
29    int i;  
30    for(i = 0; i < 10; i++)  
31    {  
32    printf("%3x", *(array+i));
33    }  
34    printf("\n");  
35}  
36
37//延时函数
38void delay_500ms(void)  
39{  
40    usleep(500000);  
41}  
42
43int main(void)  
44{  
45    int i,j;  
46    int tick;  
47    int count = 0; 
48    //如果当数组第count行第0列等于0xAA,或者第count行第1列等于0x55时
49  //那么就退出,否则就循环执行遍历数据
50    while(array[count][0] != 0xAA || array[count][1] != 0x55) 
51    {  
52        //以首元素每次向后偏移10个字节
53        Print_led((int *)(&array[0][0]+count*10) );
54        delay_500ms();  
55        count++;  
56    }  
57    return 0;  
58}  

运行结果:

这样,只需要往表里填想要输出的数据,就可以成功输出了,这种方法就是以空间换时间的查表法,是嵌入式开发中最常用也是最实用的方法,这种方法对于算法掌握不是特别熟练的工程师来说是一种偷懒的办法。

本文分享自微信公众号 - 嵌入式开发圈(gh_d6ff851b4069),作者:杨源鑫

原文出处及转载信息见文内详细说明,如有侵权,请联系 yunjia_community@tencent.com 删除。

原始发表时间:2019-05-30

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