使用 WinAVR C 大小问题的 Proteus 中的数组

Question

我有一个实验室任务，需要我使用 Atmega328P 进行 ADC，并使用 USART 将数字值传输到 MILFORD-4X20-BKP LCD 显示器。 LCD 需要在第一行以 2 字节格式（十进制，0-255）显示值，在第三行以字格式（4 字节，0-1023）显示值。

我成功地做到了这一点，但由于我不确定数组的大小，所以我最初将它们都设置得足够大，不会出现问题。当我将其更改为我认为必要的内容时，我遇到了一个奇怪的错误。这是下面显示的奇怪符号（或者我猜在底部）。该位置的符号取决于电位器的值。

这是我的想法。 我为 buff 分配了 36 个（位置 0 为 +1）位置，这些位置被发送到 LCD。我将 3 分配给 buff2 作为单词值（4 n 个位置） 最后是 4 用于 buff1 的 2 字节值（5 n 个位置）

buff[36]; buff1[4]; buff2[3];

单词值的 3n 个位置有效，但是当我为 2byte 值放置 4n 时，出现了错误。请看第一张图片。

根据buff和buff1的不同数组值，bug也以0-255值的一部分出现在第3行末尾的形式出现。第二张照片有 buff[37], buff1[2], buff2[3]

最后一点，如果我将值更改为buff1[5]，错误就会消失..但是为什么呢？ 2 字节的数组大小应该小于 4 字节的数组大小。

The weird bug

The LCD

我正在尽力解释我的问题，但不知道我是否足够清楚。我知道我正在让我的数组交叉到彼此的内存地址，但我不知道如何以及在哪里。

/*
 * Serial Lcd.c
 * 
 * Use's a 4x20 serial LCD display.
 *
 * Adapted by Phil J to suit Atmega328P: 15/2/2015 (corrected Usart_Rx Int Vector address ref. for 328)
 *
 * Editted by Tomi Fodor
 *
 */ 

#define F_CPU 16000000UL
#define BAUDRATE 9600 - change to External 16MHz crystal on MCU

#include <avr/io.h>
#include <avr/interrupt.h>
#include <util/delay.h>
#include "stdlib.h"
#include "USART.h"

// Global Variables
// Note the use of the volatile keyword to ensure that the compiler knows that these variables can be changed at 
// any time, including by the ISR

volatile int i=0; 
volatile uint16_t buffer[]; // 20 place array
volatile char buff[36];     // var sent out value
volatile char buff1[4];     // var for the pot value / 4 ***** HAS TO BE AT LEAST 4 FOR SOME REASON (5 w/o bug), SHOULD BE FINE AT 2
volatile char buff2[3];     // var for the actual pot value
volatile uint16_t StrRxFlag=0;
volatile int Ana, Bell;     // pot value

int main(void)
{
   buff[4]=' ';buff[5]='P';buff[6]='o';buff[7]='t';buff[8]=' ';buff[9]='V';buff[10]='a';buff[11]='l';buff[12]='(';buff[13]='D';buff[14]=')'; // constants to be displayed
   _delay_ms(500);

   ADCSRA = (1<<ADEN)|(1<<ADPS2)|(1<<ADPS1);    // Enables the ADC, sets the ADC to use the division factor 64 for the ADC clock 
   USART_interrupt_init();
   USART_putstring("Ready ");           // Send String to the LCD
// USART_putstring(buff3);                  
   USART_send('\r');                // Send carriage return
// USART_send('\n');                // Send linefeed
   _delay_ms(500);              // Allows for the LCD module to initialize

   while(1)
      {
     USART_send(254);       // LCD control mode
     USART_send(0);         // LCD HOME command
     USART_send(254);
     USART_send(1);         // LCD CLEAR SCREEN
     buff[0] = ' ';         // Required for offset of display
     buff[4] = ' ';         // Signifies terminator of pot
     ADCSRA |= (1<<ADSC);       // Starts A-D conversion
     while (ADCSRA & (1<<ADSC));    // Wait till A-D conversion is complete
     Ana = ADCW/4;          // Get A-D result
     Bell = ADCW;           // Get actual A-D result
     itoa(Ana,buff1,10);        // Creats the dec value of the Analogue value [stdlib.h]
     itoa(Bell,buff2,10);       // actual

     if (buff1[1] == '\0')      // If only 1 digit
        {
           buff[1] = ' ';       // Not hundreds
           buff[2] = ' ';       // Not tens
           buff[3] = buff1[0];  // Place in single digit
        }
     else if(buff1[2] == '\0')  // If only 2 digits
        {
           buff[1] = ' ';       // Not hundreds
           buff[2] = buff1[0];  // Shift
           buff[3] = buff1[1];  // Shift
        }
     else
        {
           buff[1] = buff1[0];  // Shift
           buff[2] = buff1[1];  // Shift
           buff[3] = buff1[2];  // Shift
        }

     for(i=0;i<25;i++)
        {
           buff[i+15] = ' ';
        }
buff[25]=' ';buff[26]='P';buff[27]='o';buff[28]='t';buff[29]=' ';buff[31]='V';buff[32]='a';buff[33]='l';buff[34]='(';buff[35]='D';buff[36]=')'; // constants to be displayed

     if (buff2[1] == '\0')      // If only 1 digit
        {
           buff[21] = ' ';      // Not thousands
           buff[22] = ' ';      // Not hundreds
           buff[23] = ' ';      // Not tens
           buff[24] = buff2[0]; // Place in single digit
        }
     else if(buff2[2] == '\0')  // If only 2 digits
        {
           buff[21] = ' ';      // Not thousands
           buff[22] = ' ';      // Not hundreds
           buff[23] = buff2[0]; // Shift
           buff[24] = buff2[1]; // Shift
        }
     else if(buff2[3] == '\0')  // If only 3 digits
        {
           buff[21] = ' ';      // Not thousands
           buff[22] = buff2[0]; // Shift
           buff[23] = buff2[1]; // Shift
           buff[24] = buff2[2]; // Shift
        }
     else
        {
           buff[21] = buff2[0]; // Shift
           buff[22] = buff2[1]; // Shift
           buff[23] = buff2[2]; // Shift
           buff[24] = buff2[3]; // Shift
        }

          USART_putstring(buff);
          USART_send('\r'); 
         _delay_ms(500);
    }
}

//ISR(USART0_RX_vect) - not for 328
ISR(USART_RX_vect)              //this is the right vector ref, not above
{   
   buffer[i]=UDR0;              //Read USART data register
   if(buffer[i++]=='\r')            //check for carriage return terminator and increment buffer index
      { 
     // if terminator detected
     StrRxFlag=1;           //Set String received flag 
     buffer[i-1]=0x00;      //Set string terminator to 0x00
     i=0;               //Reset buffer index
      }
}

Answer 1

您引用的问题可能是由于调用USART_putstring(buff); 时出现非空终止字符串所致。 C 字符串 by definition 要求最后一个字符是 \0 ( NULL )。示例：

给定char string[5];

|h|e|r|e|\0| 是合法的
|h|e|r|e|s| |a| |b|u|g| 是填充缓冲区，但不是字符串

在您的示例中有些地方您将非 NULL 字符写入缓冲区的最后一个元素。例如 buff 被创建为一个包含 36 个元素的数组：

volatile char buff[36];     // var sent out value

行内：

buff[25]=' ';buff[26]='P';buff[27]='o';buff[28]='t';buff[29]=' ';buff[31]='V';buff[32]='a';buff[33]='l';buff[34]='(';buff[35]='D';buff[36]=')'; // constants to be displayed

索引 35（最后一个合法索引）填充有 D 字符。索引 36（不合法）填充有 )，至少应该导致运行时错误。那么根据定义，因为它不是以 NULL 结尾的，所以它不是一个字符串，并且将其用作一个字符串将导致 Undefined Behavior。

这里也用 3 个元素创建 buf2：

volatile char buff2[3];     // var for the actual pot value 

但是在这一行，使用了索引3：（只有0-2有效）

else
        {
           buff[21] = buff2[0]; // Shift
           buff[22] = buff2[1]; // Shift
           buff[23] = buff2[2]; // Shift
           buff[24] = buff2[3]; // Shift <<< only buff2[0] - buff2[2] are legal
        }

这些错误会编译，但会导致运行时指针越界。

此变量的大小未定义，应标记错误：

volatile uint16_t buffer[];  // 20 place array

假设是您希望它是：

volatile uint16_t buffer[20];  // 20 place array

稍后，你在这里使用它：

ISR(USART_RX_vect)              //this is the right vector ref, not above
{   
   buffer[i]=UDR0;   

因为我不确定您正在使用什么 C 标准（即，如果它不是 ANSI C）我不知道您的环境是否会在编译时为 int 数组标记未定义的大小。但由于你的数组大小的其余部分是定义的，这个看起来很可疑。

另外，我看到你将我定义为：

volatile int i=0;

i 的边界是否众所周知？ i 是否有可能超过 19 的值？ （假设数组在某个时候被初始化）