不同數(shù)據(jù)類型間的相互轉(zhuǎn)換

在 C 語言中，不同數(shù)據(jù)類型之間是可以混合運算的。當(dāng)表達式中的數(shù)據(jù)類型不一致時，首先轉(zhuǎn)換為同一種類型，然后再進行計算。C 語言有兩種方法實現(xiàn)類型轉(zhuǎn)換，一是自動類型轉(zhuǎn)換，另外一種是強制類型轉(zhuǎn)換。這塊內(nèi)容是比較繁雜的，因此我們根據(jù)常用的編程應(yīng)用來講部分相關(guān)內(nèi)容。

當(dāng)不同數(shù)據(jù)類型之間混合運算的時候，不同類型的數(shù)據(jù)首先會轉(zhuǎn)換為同一類型，轉(zhuǎn)換的主要原則是：短字節(jié)的數(shù)據(jù)向長字節(jié)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。比如：

unsigned char a;

unsigned int b;

unsigned int c;

c = a *b;

在運算的過程中，程序會自動全部按照 unsigned int 型來計算。比如 a=10，b=200，c 的結(jié)果就是 2000。那當(dāng) a=100，b=700，那 c 是 70000 嗎？新手最容易犯這種錯誤，大家要注意每個變量類型的取值范圍，c 的數(shù)據(jù)類型是 unsigned int 型，取值范圍是 0~65535，而 70000超過 65535 了，其結(jié)果會溢出，最終 c 的結(jié)果是(70000 - 65536) = 4464。

那要想讓 c 正常獲得 70000 這個結(jié)果，需要把 c 定義成一個 unsigned long 型。我們?nèi)绻麑懗桑?/p>

unsigned char a=100;

unsigned int b=700;

unsigned long c=0;

c = a*b;

有做過實驗的同學(xué)，會發(fā)現(xiàn)這個 c 的結(jié)果還是 4464，這個是個什么情況呢？

大家注意，C 語言不同類型運算的時候數(shù)值會轉(zhuǎn)換同一類型運算，但是每一步運算都會進行識別判斷，不會進行一個總的分析判斷。比如我們這段代碼中 a 和 b 相乘的時候，是按照 unsigned int 類型運算的，運算的結(jié)果也是 unsigned int 類型的 4464，只是最終把 unsigned int類型 4464 賦值給了一個 unsigned long 型的變量而已。我們在運算的時候如何避免這類問題的產(chǎn)生呢？可以采用強制類型轉(zhuǎn)換的方法。

在一個變量前邊加上一個數(shù)據(jù)類型名，并且這個類型名用小括號括起來，就表示把這個變量強制轉(zhuǎn)換成括號里的類型。如 c = (unsigned long)a * b;由于強制類型轉(zhuǎn)換運算符優(yōu)先級高于*，所以這個地方的運算是先把 a 轉(zhuǎn)換成一個 unsigned long 型的變量，而后與 b 相乘，根據(jù) C 語言的規(guī)則 b 會自動轉(zhuǎn)換成一個 unsigned long 型的變量，而后運算完畢結(jié)果也是一個unsigned long 型的，最終賦值給了 c。

不同類型變量之間的相互賦值，短字節(jié)類型變量向長字節(jié)類型變量賦值時，其值保持不變，比如：

unsigned char a=100;

unsigned int b=700;

b=a;

那么最終 b 的值就是 100 了。但是如果我們的程序是

unsigned char a=100;

unsigned int b=700;

a=b;

那么 a 的值僅僅是取了 b的低 8 位，我們首先要把 700 變成一個 16 位的二進制數(shù)據(jù)，然后取它的低 8 位出來，也就是 188，這就是長字節(jié)類型給短字節(jié)類型賦值的結(jié)果，會從長字節(jié)類型的低位開始截取剛好等于短字節(jié)類型長度的位，然后賦給短字節(jié)類型。

在 51 單片機里邊，有一種特殊情況，就是 bit 類型的變量，這個 bit 類型的強制類型轉(zhuǎn)換，是不符合上邊講的這個原則的，比如：

bit a=0;

unsigned char b;

a=(bit)b;

這個地方要特別注意，使用 bit 做強制類型轉(zhuǎn)換，不是取 b 的最低位，而是它會判斷 b 這個變量是 0 還是非 0的值，如果 b 是 0，那么 a 的結(jié)果就是 0，如果 b 是任意非 0 的其它值，那么 a 的結(jié)果都是 1。

定時時間精準(zhǔn)性調(diào)整

在 6.5.2 章節(jié)有一個數(shù)碼管秒表顯示程序，那個程序是 1 秒數(shù)碼管加 1，但是細心的同學(xué)做了實驗后，經(jīng)過長時間運行會發(fā)現(xiàn)，和我們實際的時間有了較大誤差了，那如何去調(diào)整這種誤差呢？要解決問題，先找到問題是什么原因造成的。

先對我們前面講過的中斷內(nèi)容做一個較深層次的補充。還是講解中斷的那個場景，當(dāng)我們在看電視的時候，突然發(fā)生了水開的中斷，我們必須去提水的時候，第一，我們從電視跟前跑到廚房需要一定的時間，第二，因為我們看的電視是智能數(shù)字電視，因此在去提水之前我們可以使用遙控器將我們的電視進行暫停操作，方便回來后繼續(xù)從剛才的劇情往下進行。

那么暫停電視，跑到廚房提水，這一點點時間是很短的，在實際生活中可以忽略不計，但是在單片機秒表程序中，誤差是會累計的，每 1 秒鐘都差了幾個微妙，時間一久，造成的累計誤差就不可小覷了。

單片機系統(tǒng)里，硬件進入中斷需要一定的時間，大概是幾個機器周期，還要進行原始數(shù)據(jù)保護，就是把進中斷之前程序運行的一些變量先保存起來，專業(yè)術(shù)語叫做中斷壓棧，進入中斷后，重新給定時器 TH 和 TL 賦值，也需要幾個機器周期，這樣下來就會消耗一定的時間，我們得把這些時間補償回來。

方法一，使用軟件 debug 進行補償。

我們在前邊講過使用 debug 來觀察程序運行時間，那我們可以把我們 2 次進入中斷的時間間隔觀察出來，看看和我們實際定時的時間相差了幾個機器周期，然后在進行定時器初值賦值的時候，進行一個調(diào)整。我們用的是 11.0592M 的晶振，發(fā)現(xiàn)差了幾個機器周期，就把定時器初值加上幾個機器周期，這樣就相當(dāng)于進行了一個補償。

方法二，使用累計誤差計算出來。

有的時候，除了程序本身存在的誤差外，硬件精度也可能會影響到時鐘的精度，比如晶振，會隨著溫度變化出現(xiàn)溫漂現(xiàn)象，就是實際值和標(biāo)稱值要差一點。那么我們還可以采取累計誤差的方法來提高精度。比如我們可以讓時鐘運行半個小時或者一個小時，看看最終時間差了幾秒，然后算算一共進了多少次定時器中斷，把這差的幾秒平均分配到每次的定時器中斷中，就可以實現(xiàn)時鐘的調(diào)整。

大家要明白，這個世界上本就沒有絕對的精確，我們只能在一定程度上提高精確度，但是永遠都不會使誤差為零，如果在這個基礎(chǔ)上還感覺精度不夠的話，不要著急，后邊我們會專門講時鐘芯片的，通常時鐘芯片計時的精度比單片機的精度要高一些。

字節(jié)操作修改位的技巧

這里再介紹個編程小技巧，在編程時，有的情況下需要改變一個字節(jié)中的某一位或者幾位，但是又不想改變其它位原有的值，該如何操作呢？

比如我們學(xué)定時器的時候遇到一個寄存器 TCON，這個寄存器是可以進行位操作的，可以直接寫 TR0=1;TR0 是 TCON 的一個位，因為這個寄存器是允許位操作，這樣寫是沒有任何問題的。還有一個寄存器 TMOD，這個寄存器是不支持位操作的，那如果我們要使用 T0的模式 1，我們希望達到的效果是 TMOD 的低 4 位是 0b0001，但如果我們直接寫成 TMOD =0x01 的話，實際上已經(jīng)同時操作到了高 4 位，即屬于 T1 的部分，設(shè)置成了 0b0000，如果T1 定時器沒有用到的話，那我們隨便怎么樣都行，但是如果程序中既用到了 T0，又用到了T1，那我們設(shè)置 T0 的同時已經(jīng)干擾到了 T1 的模式配置，這是我們不希望看到的結(jié)果。

在這種情況下，就可以用我們前邊學(xué)過的“&”和“|”運算了。對于二進制位操作來說，不管該位原來的值是 0 還是 1，它跟 0 進行&運算，得到的結(jié)果都是 0，而跟 1 進行&運算，將保持原來的值不變；不管該位原來的值是 0 還是 1，它跟 1 進行|運算，得到的結(jié)果都是 1，而跟 0 進行|運算，將保持原來的值不變。

利用上述這個規(guī)律，我們就可以著手解決剛才的問題了。如果我們現(xiàn)在要設(shè)置 TMOD 使定時器 0 工作在模式 1 下，又不干擾定時器 1 的配置，我們可以進行這樣的操作：TMOD =TMOD & 0xF0; TMOD = TMOD | 0x01;第一步與 0xF0 做&運算后，TMOD 的高 4 位不變，低4 位清零，變成了 0bxxxx0000；然后再進行第二步與 0x01 進行|運算，那么高 7 位均不變，最低位變成 1 了，這樣就完成了只將低 4 位的值修改位 0b0001，而高 4 位保持原值不變的任務(wù)，即只設(shè)置了 T0 而不影響 T1。熟練掌握并靈活運用這個方法，會給你以后的編程帶來便利。

另外，在 C 語言中，a &= b;等價于 a = a&b;同理，a |= b;等價于 a = a|b;那么剛才的一段代碼就可以寫成 TMOD &= 0xF0;TMOD |= 0x01 這樣的簡寫形式。這種寫法可以一定程度上簡化代碼，是 C 語言常用的一種編程風(fēng)格。

數(shù)碼管掃描函數(shù)算法改進

在學(xué)習(xí)數(shù)碼管動態(tài)掃描的時候，為了方便大家理解，我們程序?qū)懙募氈乱恍?，給大家引入了 switch 的用法，隨著編程能力與領(lǐng)悟能力的增強，對于 74HC138 這種非常有規(guī)律的數(shù)字器件，我們在編程上也可以改進一下邏輯算法，讓程序變的更簡潔。這種邏輯算法，通常不是靠學(xué)一下可以全部掌握的，而是通過不斷的編寫程序以及研究他人程序的過程中一點點積累起來的，從今天開始，大家就要開始積累吧。

前邊動態(tài)掃描刷新函數(shù)我們是這么寫的：

P0 = 0xFF;

switch (i){

case 0: ADDR2=0; ADDR1=0; ADDR0=0; i++; P0=LedBuff[0]; break;

case 1: ADDR2=0; ADDR1=0; ADDR0=1; i++; P0=LedBuff[1]; break;

case 2: ADDR2=0; ADDR1=1; ADDR0=0; i++; P0=LedBuff[2]; break;

case 3: ADDR2=0; ADDR1=1; ADDR0=1; i++; P0=LedBuff[3]; break;

case 4: ADDR2=1; ADDR1=0; ADDR0=0; i++; P0=LedBuff[4]; break;

case 5: ADDR2=1; ADDR1=0; ADDR0=1; i=0; P0=LedBuff[5]; break;

default: break;

}

我們來分析每一個 case 分支，它們的結(jié)構(gòu)是相同的，即改變 ADDR2～0、改變索引 i、取數(shù)據(jù)寫入 P0，只要把 case 后的常量與 ADDR2