SPL数据结构之堆栈 First In Last Out

本文通过实例详细介绍了PHP SPL堆栈的基本操作,包括节点的添加、查看、修改、遍历及删除等,并对比了堆栈与双向链表的差异。

摘要生成于 C知道 ,由 DeepSeek-R1 满血版支持, 前往体验 >

//SPL数据结构之堆栈    

$stack = new SplStack();

//push操作向堆栈中放入一个节点到Top位置

$stack->push('a');

$stack->push('b');

$stack->push('c');

print_r($stack);

 

echo "Bottom:" . $stack->bottom() . "\n";

echo "Top:" . $stack->top() . "\n";

//堆栈的offset是Top所在的位置,offset=1是Top位置靠近Bottom位置的相邻节点,以此类推

$stack->offsetSet(0,'C');

print_r($stack);

//双向链表的rewind与堆栈的rewind相反,堆栈的rewind使得当前指针指向Top所在的位置,而双向链表调用之后指向Bottom所在的位置

$stack->rewind();

echo "current:" . $stack->current() . "\n";

//堆栈的next操作使指针指向靠近Bottom未知的下一个节点,而双向链表是靠近Top的下一个节点

$stack->next();

echo "current:" . $stack->current() . "\n";

 

//遍历堆栈

$stack->rewind();

while ($stack->valid()) {

echo $stack->key() . "=>" . $stack->current() . "\n";

$stack->next();

}

 

//删除堆栈数据

//pop操作从堆栈中提取出最后一个元素(Top位置),同时在堆栈中删除该节点

$pop = $stack->pop();

echo "Pop value:" . $pop . "\n";

print_r($stack);

/* main.c - 主程序文件 */ #include "main.h" #include <string.h> #include <stdio.h> #include <math.h> /* 外设句柄 */ extern TIM_HandleTypeDef htim2; extern I2C_HandleTypeDef hi2c1; extern UART_HandleTypeDef huart1; // GPS extern UART_HandleTypeDef huart2; // SIM800C /* 全局变量 */ volatile uint32_t IC_Val1 = 0, IC_Val2 = 0; volatile uint32_t pulse_width = 0; volatile uint8_t is_first_captured = 0; volatile float distance_cm = 0; // 独立缓冲区 char gps_buffer[128]; uint8_t gps_index = 0; char sim800c_buffer[64]; uint8_t sim800c_index = 0; float latitude = 0.0, longitude = 0.0; uint8_t gps_fix_valid = 0; uint8_t emergency_flag = 0; const char EMERGENCY_PHONE[] = "13800138000"; // 预设紧急电话号码 /* 函数原型 */ void SystemClock_Config(void); //static void MX_GPIO_Init(void); //static void MX_TIM2_Init(void); //static void MX_USART1_UART_Init(void); //static void MX_USART2_UART_Init(void); //static void MX_I2C1_Init(void); void Trigger_Ultrasonic(void); void Ultrasonic_Process(void); void GPS_Process(void); void SIM800C_Init(void); uint8_t SIM800C_SendCommand(const char *cmd, const char *expect, uint32_t timeout); void SIM800C_Emergency_Call(void); void MPU6050_Init(void); uint8_t MPU6050_ReadAccel(int16_t *accel); uint8_t Check_Fall_Detection(void); void Parse_GPGGA(const char *ggastr); void Feedback_Distance(float dist); /* MPU6050 寄存器地址 */ #define MPU6050_ADDR 0xD0 #define MPU6050_WHO_AM_I 0x75 #define MPU6050_PWR_MGMT_1 0x6B #define MPU6050_ACCEL_CONFIG 0x1C #define MPU6050_ACCEL_XOUT_H 0x3B #ifndef M_PI #define M_PI 3.14159265358979323846 // 定义M_PI常量 #endif // 超声波超时计数器 volatile uint32_t ultrasonic_timeout = 0; int main(void) { /* HAL库初始化 */ HAL_Init(); /* 系统时钟配置 */ SystemClock_Config(); /* 外设初始化 */ MX_GPIO_Init(); MX_TIM2_Init(); MX_USART1_UART_Init(); MX_USART2_UART_Init(); MX_I2C1_Init(); /* 启动外设 */ HAL_TIM_IC_Start_IT(&htim2, TIM_CHANNEL_2); // 超声波输入捕获 HAL_UART_Receive_IT(&huart1, (uint8_t*)&gps_buffer[0], 1); // GPS接收 HAL_UART_Receive_IT(&huart2, (uint8_t*)&sim800c_buffer[0], 1); // SIM800C接收 /* 模块初始化 */ MPU6050_Init(); SIM800C_Init(); /* 启用超声波超时定时器 */ HAL_TIM_Base_Start_IT(&htim2); /* 主循环 */ while (1) { /* 1. 超声波测距 */ Trigger_Ultrasonic(); Ultrasonic_Process(); /* 2. 障碍物反馈 */ if (distance_cm > 0 && distance_cm < 40) { Feedback_Distance(distance_cm); } /* 3. 摔倒检测 */ if (Check_Fall_Detection()) { emergency_flag = 1; } /* 4. 紧急按钮检测 */ if (HAL_GPIO_ReadPin(EMERGENCY_BTN_GPIO_Port, EMERGENCY_BTN_Pin) == GPIO_PIN_SET) { HAL_Delay(50); // 防抖 if (HAL_GPIO_ReadPin(EMERGENCY_BTN_GPIO_Port, EMERGENCY_BTN_Pin) == GPIO_PIN_SET) { emergency_flag = 1; } } /* 5. 处理紧急情况 */ if (emergency_flag) { SIM800C_Emergency_Call(); emergency_flag = 0; HAL_Delay(5000); // 防止重复触发 } /* 6. 空闲时延时 */ HAL_Delay(100); // 100ms循环周期 } } /* 超声波触发函数 */ void Trigger_Ultrasonic(void) { // 重置捕获状态 is_first_captured = 0; ultrasonic_timeout = 0; // 发送10μs触发脉冲 HAL_GPIO_WritePin(TRIG_GPIO_Port, TRIG_Pin, GPIO_PIN_SET); HAL_Delay(0.01); // 10μs HAL_GPIO_WritePin(TRIG_GPIO_Port, TRIG_Pin, GPIO_PIN_RESET); } /* TIM2全局中断回调 */ void HAL_TIM_PeriodElapsedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim) { if (htim->Instance == TIM2) { // 超声波超时处理 if (is_first_captured) { ultrasonic_timeout++; if (ultrasonic_timeout > 100) { // 100ms超时 is_first_captured = 0; __HAL_TIM_SET_CAPTUREPOLARITY(&htim2, TIM_CHANNEL_2, TIM_INPUTCHANNELPOLARITY_RISING); } } } } /* TIM2输入捕获中断回调 */ void HAL_TIM_IC_CaptureCallback(TIM_HandleTypeDef *htim) { if (htim->Instance == TIM2 && htim->Channel == HAL_TIM_ACTIVE_CHANNEL_2) { if (!is_first_captured) { // 获取第一个捕获值(上升沿) IC_Val1 = HAL_TIM_ReadCapturedValue(htim, TIM_CHANNEL_2); is_first_captured = 1; ultrasonic_timeout = 0; // 切换为下降沿捕获 __HAL_TIM_SET_CAPTUREPOLARITY(htim, TIM_CHANNEL_2, TIM_INPUTCHANNELPOLARITY_FALLING); } else { // 获取第二个捕获值(下降沿) IC_Val2 = HAL_TIM_ReadCapturedValue(htim, TIM_CHANNEL_2); // 计算脉冲宽度 if (IC_Val2 > IC_Val1) { pulse_width = IC_Val2 - IC_Val1; } else { pulse_width = (0xFFFF - IC_Val1) + IC_Val2; } // 计算距离(cm) distance_cm = pulse_width * 0.034 / 2; // 重置状态 is_first_captured = 0; // 恢复为上升沿捕获 __HAL_TIM_SET_CAPTUREPOLARITY(htim, TIM_CHANNEL_2, TIM_INPUTCHANNELPOLARITY_RISING); __HAL_TIM_SET_COUNTER(htim, 0); } } } /* 超声波数据处理 */ void Ultrasonic_Process(void) { static float filtered_distance = 0; const float alpha = 0.3; // 滤波器系数 // 应用一阶低通滤波器 if (distance_cm > 0) { if (filtered_distance == 0) { filtered_distance = distance_cm; } else { filtered_distance = alpha * distance_cm + (1 - alpha) * filtered_distance; } } // 更新有效距离 distance_cm = filtered_distance; } /* USART接收中断回调 */ void HAL_UART_RxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart) { uint8_t rx_data; if (huart->Instance == USART1) { // GPS HAL_UART_Receive_IT(&huart1, &rx_data, 1); if (rx_data == '\n') { gps_buffer[gps_index] = '\0'; // 检查是否为GPGGA语句 if (strstr(gps_buffer, "$GPGGA")) { Parse_GPGGA(gps_buffer); } gps_index = 0; } else if (gps_index < sizeof(gps_buffer) - 1) { gps_buffer[gps_index++] = rx_data; } } else if (huart->Instance == USART2) { // SIM800C HAL_UART_Receive_IT(&huart2, &rx_data, 1); if (rx_data == '\n') { sim800c_buffer[sim800c_index] = '\0'; // 这里可以处理SIM800C响应 sim800c_index = 0; } else if (sim800c_index < sizeof(sim800c_buffer) - 1) { sim800c_buffer[sim800c_index++] = rx_data; } } } /* 解析GPGGA语句 (无破坏性解析) */ void Parse_GPGGA(const char *ggastr) { char buffer[128]; strncpy(buffer, ggastr, sizeof(buffer)); buffer[sizeof(buffer)-1] = '\0'; char *token = strtok(buffer, ","); uint8_t field = 0; char lat_str[16] = {0}, lon_str[16] = {0}; char ns = 'N', ew = 'E'; uint8_t fix_quality = 0; while (token != NULL && field < 15) { switch (field) { case 2: // 纬度 strncpy(lat_str, token, sizeof(lat_str)-1); break; case 3: // 北纬/南纬 ns = token[0]; break; case 4: // 经度 strncpy(lon_str, token, sizeof(lon_str)-1); break; case 5: // 东经/西经 ew = token[0]; break; case 6: // 定位质量 fix_quality = atoi(token); break; } token = strtok(NULL, ","); field++; } // 如果定位有效 if (fix_quality > 0 && lat_str[0] != '\0' && lon_str[0] != '\0') { // 解析纬度 (格式: DDMM.MMMMM) double lat_deg = atof(lat_str) / 100.0; int lat_deg_int = (int)lat_deg; double lat_min = lat_deg - lat_deg_int; latitude = lat_deg_int + (lat_min * 100.0) / 60.0; if (ns == 'S') latitude = -latitude; // 解析经度 (格式: DDDMM.MMMMM) double lon_deg = atof(lon_str) / 100.0; int lon_deg_int = (int)lon_deg; double lon_min = lon_deg - lon_deg_int; longitude = lon_deg_int + (lon_min * 100.0) / 60.0; if (ew == 'W') longitude = -longitude; gps_fix_valid = 1; } else { gps_fix_valid = 0; } } /* SIM800C初始化 */ void SIM800C_Init(void) { // 等待模块启动 HAL_Delay(2000); // 发送AT指令测试连接 SIM800C_SendCommand("AT\r\n", "OK", 1000); // 禁用命令回显 SIM800C_SendCommand("ATE0\r\n", "OK", 1000); // 设置短信文本模式 SIM800C_SendCommand("AT+CMGF=1\r\n", "OK", 1000); } /* 发送AT命令并等待响应 */ uint8_t SIM800C_SendCommand(const char *cmd, const char *expect, uint32_t timeout) { HAL_UART_Transmit(&huart2, (uint8_t*)cmd, strlen(cmd), timeout); uint32_t start = HAL_GetTick(); uint8_t response[128] = {0}; uint8_t index = 0; while ((HAL_GetTick() - start) < timeout) { if (HAL_UART_Receive(&huart2, &response[index], 1, 10) == HAL_OK) { if (response[index] == '\n') { if (strstr((char*)response, expect)) { return 1; // 成功 } index = 0; memset(response, 0, sizeof(response)); } else if (index < sizeof(response)-1) { index++; } } } return 0; // 超时或未找到 } /* SIM800C紧急呼叫 */ void SIM800C_Emergency_Call(void) { // 1. 拨打紧急电话 char call_cmd[32]; sprintf(call_cmd, "ATD%s;\r\n", EMERGENCY_PHONE); SIM800C_SendCommand(call_cmd, "OK", 2000); // 等待10秒通话 HAL_Delay(10000); // 挂断电话 SIM800C_SendCommand("ATH\r\n", "OK", 1000); // 2. 发送紧急短信 SIM800C_SendCommand("AT+CMGF=1\r\n", "OK", 1000); char sms_cmd[64]; sprintf(sms_cmd, "AT+CMGS=\"%s\"\r", EMERGENCY_PHONE); HAL_UART_Transmit(&huart2, (uint8_t*)sms_cmd, strlen(sms_cmd), 100); // 等待提示符 HAL_Delay(500); // 短信内容 char sms[128]; if (gps_fix_valid) { sprintf(sms, "紧急求助!位置:https://maps.google.com/?q=%.6f,%.6f", latitude, longitude); } else { strcpy(sms, "紧急求助!GPS未定位"); } HAL_UART_Transmit(&huart2, (uint8_t*)sms, strlen(sms), 1000); // 发送Ctrl+Z结束短信 uint8_t ctrl_z = 0x1A; HAL_UART_Transmit(&huart2, &ctrl_z, 1, 100); // 等待发送完成 HAL_Delay(2000); } /* MPU6050初始化 */ void MPU6050_Init(void) { uint8_t data[2]; // 唤醒MPU6050 data[0] = MPU6050_PWR_MGMT_1; data[1] = 0x01; // 使用X轴陀螺仪作为参考 HAL_I2C_Master_Transmit(&hi2c1, MPU6050_ADDR, data, 2, 100); HAL_Delay(100); // 设置加速度量程±8g data[0] = MPU6050_ACCEL_CONFIG; data[1] = 0x10; // ±8g HAL_I2C_Master_Transmit(&hi2c1, MPU6050_ADDR, data, 2, 100); HAL_Delay(100); // 验证设备ID uint8_t reg = MPU6050_WHO_AM_I; uint8_t id; HAL_I2C_Master_Transmit(&hi2c1, MPU6050_ADDR, &reg, 1, 100); HAL_I2C_Master_Receive(&hi2c1, MPU6050_ADDR, &id, 1, 100); if (id != 0x68) { // 设备ID错误处理 while(1) { HAL_GPIO_TogglePin(BUZZER_GPIO_Port, BUZZER_Pin); HAL_Delay(200); } } } /* 读取加速度数据 */ uint8_t MPU6050_ReadAccel(int16_t *accel) { uint8_t buffer[6]; uint8_t reg = MPU6050_ACCEL_XOUT_H; // 发送寄存器地址 if (HAL_I2C_Master_Transmit(&hi2c1, MPU6050_ADDR, &reg, 1, 10) != HAL_OK) { return 0; } // 读取6字节数据 if (HAL_I2C_Master_Receive(&hi2c1, MPU6050_ADDR, buffer, 6, 10) != HAL_OK) { return 0; } // 转换数据 accel[0] = (buffer[0] << 8) | buffer[1]; // X轴 accel[1] = (buffer[2] << 8) | buffer[3]; // Y轴 accel[2] = (buffer[4] << 8) | buffer[5]; // Z轴 return 1; } /* 检测摔倒 */ uint8_t Check_Fall_Detection(void) { static int16_t accel_history[3][5] = {0}; // 历史数据 (X,Y,Z × 5个样本) static uint8_t index = 0; static uint32_t last_check = 0; int16_t current_accel[3]; // 每200ms检查一次 if (HAL_GetTick() - last_check < 200) { return 0; } last_check = HAL_GetTick(); if (!MPU6050_ReadAccel(current_accel)) { return 0; } // 保存历史数据 accel_history[0][index] = current_accel[0]; accel_history[1][index] = current_accel[1]; accel_history[2][index] = current_accel[2]; index = (index + 1) % 5; // 计算移动平均值 int32_t avg_accel[3] = {0}; for (int i = 0; i < 5; i++) { avg_accel[0] += accel_history[0][i]; avg_accel[1] += accel_history[1][i]; avg_accel[2] += accel_history[2][i]; } avg_accel[0] /= 5; avg_accel[1] /= 5; avg_accel[2] /= 5; // 计算加速度矢量 float ax = avg_accel[0] / 4096.0; // ±8g灵敏度4096 LSB/g float ay = avg_accel[1] / 4096.0; float az = avg_accel[2] / 4096.0; float magnitude = sqrt(ax*ax + ay*ay + az*az); // 计算姿态角度 (判断是否平躺) float pitch = atan2(-ax, sqrt(ay*ay + az*az)) * 180.0 / M_PI; float roll = atan2(ay, az) * 180.0 / M_PI; // 摔倒判断条件 if ((magnitude < 0.5 || magnitude > 2.5) && // 加速度剧烈变化 (fabs(pitch) > 60 || fabs(roll) > 60)) { // 身体倾斜角度大 return 1; } return 0; } /* 距离反馈 */ void Feedback_Distance(float dist) { // 距离越近,反馈越强烈 uint16_t duration = 50; // 基础持续时间 uint16_t interval = (uint16_t)(dist * 10); // 间隔时间 // 蜂鸣器和马达同时工作 HAL_GPIO_WritePin(BUZZER_GPIO_Port, BUZZER_Pin, GPIO_PIN_SET); HAL_GPIO_WritePin(VIBRATION_MOTOR_GPIO_Port, VIBRATION_MOTOR_Pin, GPIO_PIN_SET); HAL_Delay(duration); HAL_GPIO_WritePin(BUZZER_GPIO_Port, BUZZER_Pin, GPIO_PIN_RESET); HAL_GPIO_WritePin(VIBRATION_MOTOR_GPIO_Port, VIBRATION_MOTOR_Pin, GPIO_PIN_RESET); HAL_Delay(interval); } /* I2C错误中断回调 */ void HAL_I2C_ErrorCallback(I2C_HandleTypeDef *hi2c) { if (hi2c->Instance == I2C1) { // I2C恢复 - 重新初始化 HAL_I2C_DeInit(&hi2c1); MX_I2C1_Init(); MPU6050_Init(); } } /* 系统时钟配置函数 */ void SystemClock_Config(void) { RCC_OscInitTypeDef RCC_OscInitStruct = {0}; RCC_ClkInitTypeDef RCC_ClkInitStruct = {0}; // 配置主电源调节器 __HAL_RCC_PWR_CLK_ENABLE(); __HAL_PWR_VOLTAGESCALING_CONFIG(PWR_REGULATOR_VOLTAGE_SCALE1); // 初始化RCC振荡器 RCC_OscInitStruct.OscillatorType = RCC_OSCILLATORTYPE_HSE; RCC_OscInitStruct.HSEState = RCC_HSE_ON; RCC_OscInitStruct.PLL.PLLState = RCC_PLL_ON; RCC_OscInitStruct.PLL.PLLSource = RCC_PLLSOURCE_HSE; RCC_OscInitStruct.PLL.PLLM = 8; RCC_OscInitStruct.PLL.PLLN = 336; RCC_OscInitStruct.PLL.PLLP = RCC_PLLP_DIV2; RCC_OscInitStruct.PLL.PLLQ = 7; if (HAL_RCC_OscConfig(&RCC_OscInitStruct) != HAL_OK) { Error_Handler(); } // 初始化CPU、AHB和APB总线时钟 RCC_ClkInitStruct.ClockType = RCC_CLOCKTYPE_HCLK|RCC_CLOCKTYPE_SYSCLK |RCC_CLOCKTYPE_PCLK1|RCC_CLOCKTYPE_PCLK2; RCC_ClkInitStruct.SYSCLKSource = RCC_SYSCLKSOURCE_PLLCLK; RCC_ClkInitStruct.AHBCLKDivider = RCC_SYSCLK_DIV1; RCC_ClkInitStruct.APB1CLKDivider = RCC_HCLK_DIV4; RCC_ClkInitStruct.APB2CLKDivider = RCC_HCLK_DIV2; if (HAL_RCC_ClockConfig(&RCC_ClkInitStruct, FLASH_LATENCY_5) != HAL_OK) { Error_Handler(); } } /* 错误处理函数 */ void Error_Handler(void) { // 错误时快速闪烁LED while(1) { HAL_GPIO_TogglePin(BUZZER_GPIO_Port, BUZZER_Pin); HAL_Delay(100); } } 这是我mian.c里的代码,按图片中的引脚,基于STM32F407VET6和cubemx。装置集成hc-sr04超声波测距模块、neo6M的GPS定位模块及sim800c紧急通信模块和mpu6050。超声波模块扫描前方40厘米范围内的障碍物,通过蜂鸣器反馈距离信息;GPS模块实时获取地理位置,mpu6050检测到摔倒或者遇紧急情况时可一键触发SIM800c模块拨打预设电话并发送含经纬度的求救短信。这是我要实现功能,但是烧录后没反应,debug后发现他卡在 HAL_Init();这一步,然后我把所有外设都断开后发现他还是卡在debug这一步
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07-06
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