第講C語言基本結構及單片機存儲器介紹

1、電子與通信工程學院 湯旭慧湯旭慧 第第3講講 C語言循環(huán)結構及存儲器介紹語言循環(huán)結構及存儲器介紹 主講：湯旭慧主講：湯旭慧Addr：行政樓：行政樓509第二工業(yè)中心第二工業(yè)中心418Tel26731194QQ：2232360300電子與通信工程學院 湯旭慧湯旭慧單片機內部結構時鐘電路CPUROMRAMT0 T1中斷系統(tǒng)串行接口并行接口P0 P1 P2 P3TXD RXDINT0 INT1定時計數器電子與通信工程學院 湯旭慧湯旭慧數據存儲器數據存儲器程序存儲器程序存儲器CPU電子與通信工程學院 湯旭慧湯旭慧STC90C516RD+單片機的存儲器單片機的存儲器 STC90

2、C516RD+單片機的程序存儲器和數據存儲器是各單片機的程序存儲器和數據存儲器是各自獨立編址的。除了可以訪問片上自獨立編址的。除了可以訪問片上Flash存儲器外，還可存儲器外，還可以以訪問訪問64KB的外部程序存儲器的外部程序存儲器。 STC90C516RD+單片單片機機內部內部 1280字節(jié)的數據存儲器字節(jié)的數據存儲器，其在物理和邏輯上都分，其在物理和邏輯上都分為兩個地址空間：為兩個地址空間：內部內部RAM（256字節(jié)）和內部擴展字節(jié)）和內部擴展RAM（1024字節(jié)）字節(jié)）。電子與通信工程學院 湯旭慧湯旭慧電子與通信工程學院 湯旭慧湯旭慧程序程序存儲器存儲器內部外部0000H0FFFH(4K

3、)0000HFFFFH(64K)0000H0FFFH(4K)0000H0001H0002H(PC)0000H是程序執(zhí)行的起始單元,在這三個單元存放一條無條件轉移指令中斷5中斷4中斷3中斷2中斷10003H000BH0013H001BH0023H002BH外部中斷0定時器0中斷外部中斷1定時器1中斷串行口中斷8位位0FFFH0FFEHEA=1 EA=0EA=1 EA=0程序程序存儲器資源分布存儲器資源分布中斷入口地址電子與通信工程學院 湯旭慧湯旭慧電子與通信工程學院 湯旭慧湯旭慧0000HFFFFH(64K)內部外部數據數據存儲器存儲器00HFFH7FH80H(高128B)(低128B)RAM專

4、用寄存器0000H H07H07H0808H H0FH0FH1010H H17H17H1818H H1FH1FH0區(qū)區(qū)R0R0R7R7R0R0R7R7R0R0R7R7R0R0R7R71區(qū)區(qū)2區(qū)區(qū)3區(qū)區(qū)工作寄存器區(qū)工作寄存器區(qū)可位尋址區(qū)可位尋址區(qū)20H2FH7F 7807 0030H7FH數據緩沖區(qū)數據緩沖區(qū)/堆棧區(qū)堆棧區(qū)內部內部RAMRAM存儲器存儲器 工作寄存器區(qū)工作寄存器區(qū)選擇位選擇位RS0RS0、RS1RS1電子與通信工程學院 湯旭慧湯旭慧注意注意: : 一個單元地址對應有一個單元地址對應有8 8個位地址個位地址MSBMSBMost Significant Bit Most Signif

5、icant Bit （最高有效位）（最高有效位）LSB LSB Least Significant Bit Least Significant Bit （最低有效位）（最低有效位）單元地址2FH2EH2DH2CH2BH2AH29H28H27H26H25H24H23H22H21H20H7F7F77776F6F67675F5F57574F4F47473F3F37372F2F27271F1F17170F0F0707 MSB 位地址 LSB7E7E76766E6E66665E5E56564E4E46463E3E36362E2E26261E1E16160E0E06067D7D75756D6D65655D

6、5D55554D4D45453D3D35352D2D25251D1D15150D0D05057C7C74746C6C64645C5C54544C4C44443C3C34342C2C24241C1C14140C0C04047B7B73736B6B63635B5B53534B4B43433B3B33332B2B23231B1B13130B0B03037A7A72726A6A62625A5A52524A4A42423A3A32322A2A22221A1A12120A0A020279797171696961615959515149494141393931312929212119191111090901

7、017878707068686060585850504848404038383030282820201818101008080000RAM位尋址區(qū)位地址表位尋址區(qū)位地址表電子與通信工程學院 湯旭慧湯旭慧離散分布有離散分布有2121個個特殊功能寄存器特殊功能寄存器SFRSFR（是用來對片內各功能是用來對片內各功能模塊進行管理、控制、模塊進行管理、控制、監(jiān)視的控制寄存器和狀監(jiān)視的控制寄存器和狀態(tài)寄存器。態(tài)寄存器。） 1111個可以進行個可以進行位尋址。位尋址。特別提示：對特別提示：對SFRSFR只能使用只能使用直接直接尋址方式尋址方式，書寫時，書寫時可使用寄存器符號，可使用寄存器符號，也可用寄存器

8、單元也可用寄存器單元地址。地址。電子與通信工程學院 湯旭慧湯旭慧電子與通信工程學院 湯旭慧湯旭慧電子與通信工程學院 湯旭慧湯旭慧1.程序計數器（程序計數器（PCProgram Counter） PC是一個是一個16位的計數器，它的作用是控制程序的位的計數器，它的作用是控制程序的執(zhí)行順序。其內容為將要執(zhí)行指令的地址，尋址范圍執(zhí)行順序。其內容為將要執(zhí)行指令的地址，尋址范圍達達64KB。 PC沒有地址，是不可尋址的。因此用戶無法對它沒有地址，是不可尋址的。因此用戶無法對它進行讀寫。進行讀寫。2. 累加器（累加器（ACCAccumulator）累加器為累加器為8位寄存器，是最常用的專用寄存器，它既可用

9、位寄存器，是最常用的專用寄存器，它既可用于存放操作數，也可用來存放運算的中間結果。于存放操作數，也可用來存放運算的中間結果。3. B寄存器寄存器B寄存器是一個寄存器是一個8位寄存器，主要用于乘除運算。位寄存器，主要用于乘除運算。電子與通信工程學院 湯旭慧湯旭慧4. 程序狀態(tài)字（PSWProgram Status Word）程序狀態(tài)字是一個8位寄存器，用于存程序運行中的各種狀態(tài)信息。PSW的各位定義如下：D7HD6HD5HD4HD3HD2HD1HD0HCYACF0RS1RS0OVF1PCY（PSW.7）進位借位標志位。其功能有二：一是存放算術運算的進位標志，在進行加或減運算時，如果操作結果最高位

10、有進位或借位時，CY由硬件置“1”，否則清“0”；二是在位操作中，作累加位使用。位傳送、位與位或等位操作，操作位之一固定是進位標志位。AC（PSW.6）輔助進位標志位。在進行加減運算中，當有低4位向高4位進位或借位時，AC由硬件置“1”，否則AC位被清“0”。F0（PSW.5）用戶標志位。這是一個供用戶定義的標志位，需要利用軟件方法置位或復位，用以控制程序的轉向。電子與通信工程學院 湯旭慧湯旭慧D7HD6HD5HD4HD3HD2HD1HD0HCYACF0RS1RS0OVF1PRS1和RS0（PSW.4，PSW.3）寄存器組選擇位。用于選擇CPU當前工作的通用寄存器組。通用寄存器共有四組，其對應

11、關系為：RS1 RS0 寄存器組 片內RAM地址0 0第0組00H07H0 1第1組08H0FH 1 0第2組10H17H 1 1第3組18H1FHOV（PSW.2）溢出標志位。在帶符號數加減運算中，OV=1表示加減運算超出了累加器A所能表示的符號數有效范圍（-128 +127），即產生了溢出，因此運算結果是錯誤；否則，OV=0表示運算正確，即無溢出產生。P（PSW.0）奇偶標志位。表明累加器A內容的奇偶性，如果A中有奇數個“1”，則P置“1”，否則置“0”。凡是改變累加器A中內容的指令均會影響P標志位。電子與通信工程學院 湯旭慧湯旭慧12345678910111213142827262524

12、232221 201918171615EPROM276412345678910111213142827262524232221 201918171615EPROM27641234567891011121314151617181920403938373635343332313029282726252424222112345678910111213142827262524232221 201918171615RAM6264 12345678910111213142827262524232221 201918171615RAM6264 80318751805189C51256B（字節(jié)）4K64K64

13、K電子與通信工程學院 湯旭慧湯旭慧實戰(zhàn)演練實戰(zhàn)演練 請按照本課堂的教學，建立開發(fā)環(huán)境，調試軟件代請按照本課堂的教學，建立開發(fā)環(huán)境，調試軟件代碼，并下載；分別用順序結構和循環(huán)結構實現如下實訓：碼，并下載；分別用順序結構和循環(huán)結構實現如下實訓：實現實現8個燈從上到下逐一點亮的流水燈效果。如：個燈從上到下逐一點亮的流水燈效果。如：電子與通信工程學院 湯旭慧湯旭慧需要用到的軟件及工具需要用到的軟件及工具1. C編譯軟件編譯軟件Keil4 軟件軟件2. 編程下載軟件：編程下載軟件：PZISP自動下載軟件自動下載軟件3. ISP下載器下載器4. 實驗電路板實驗電路板HC6800EM3 v20電子與通信工程

14、學院 湯旭慧湯旭慧工作環(huán)境建立步驟工作環(huán)境建立步驟1.1. 安裝安裝Keil4軟件（版本：軟件（版本：cavr1.259cavr1.259）2.安裝安裝PZISP自動下載軟件自動下載軟件3.3. 安裝安裝USB驅動程序。驅動程序。4.4. 到到“設備管理器設備管理器”的的“端口端口”中查看虛擬的串口端口中查看虛擬的串口端口號。號。5.5. 啟動啟動C C編譯軟件編譯軟件Keil4Keil4，進行編輯編譯生成，進行編輯編譯生成.hex文件。文件。6.6. 打開目標板電源，打開目標板電源，嘗試啟動嘗試啟動PZISP自動下載軟件自動下載軟件建立建立通信連接，實現在線下載。通信連接，實現在線下載。電子

15、與通信工程學院 湯旭慧湯旭慧C C程序的三種基本結構程序的三種基本結構 C C程序采用結構化的程序設計方法，程序由若干程序采用結構化的程序設計方法，程序由若干個基本結構組成。每一個基本結構可以包含一個或若個基本結構組成。每一個基本結構可以包含一個或若干個語句。主要有三種結構：干個語句。主要有三種結構：1.1. 順序結構順序結構：程序按照語句順序進行執(zhí)行。：程序按照語句順序進行執(zhí)行。2.2. 循環(huán)結構循環(huán)結構：當型循環(huán)結構：當型循環(huán)結構：“先判斷，再操作先判斷，再操作”直到型循環(huán)結構：直到型循環(huán)結構：“先操作，再判斷先操作，再判斷”3.3. 選擇（分支）結構：選擇（分支）結構：電子與通信工程學院

16、 湯旭慧湯旭慧運算符與表達式運算符與表達式u運算符：用來表示各種不同運算的符號。運算符：用來表示各種不同運算的符號。u表達式：用運算符把運算對象連接起來的式子。表達式：用運算符把運算對象連接起來的式子。電子與通信工程學院 湯旭慧湯旭慧關系運算符關系運算符 優(yōu)先級 = = !=低低高高電子與通信工程學院 湯旭慧湯旭慧關系表達式p 用用關系運算符關系運算符將兩個表達式（可以是算術表達式、關將兩個表達式（可以是算術表達式、關系表達式、賦值表達式或邏輯表達式系表達式、賦值表達式或邏輯表達式)連接起來的式子，連接起來的式子，稱為稱為關系表達式關系表達式。p 關系表達式的值為關系表達式的值為邏輯值邏輯值“

17、真真”或或“假假”，以，以1代表代表“真真”，以，以0代表代表“假假”。 例如：例如： (1)關系表達式關系表達式“8=4”的值為的值為 。 (2) 關系表達式關系表達式“50”的值為的值為 。 電子與通信工程學院 湯旭慧湯旭慧當型循環(huán)：當型循環(huán)：while語句語句whilewhile語句用來實現語句用來實現“當型當型”循環(huán)，循環(huán)，執(zhí)行過程：首先判斷表達式，執(zhí)行過程：首先判斷表達式， 當表達式的值為真（非當表達式的值為真（非0 0）時，）時，反復執(zhí)行循環(huán)體。為假（反復執(zhí)行循環(huán)體。為假（0 0）時）時執(zhí)行循環(huán)體外面的語句。執(zhí)行循環(huán)體外面的語句。循環(huán)體循環(huán)體循環(huán)繼續(xù)的條循環(huán)繼續(xù)的條件表達式件表達式

18、下一條語句下一條語句非非0（真）（真）0（假）（假）循環(huán)體語句組循環(huán)體語句組while執(zhí)行過程執(zhí)行過程格式：格式：while（循環(huán)繼續(xù)的條件表達式）（循環(huán)繼續(xù)的條件表達式） 語句組語句組; 花括號不花括號不能丟掉！能丟掉！請問：下述程序實現了什么功能？請問：下述程序實現了什么功能？main( )main( ) int int i=0,sum=0 i=0,sum=0; ; while(i=10) while(i=10) sum=sum+i; sum=sum+i; i+; i+; 電子與通信工程學院 湯旭慧湯旭慧直到型循環(huán)：直到型循環(huán)：do-while語句語句do-while語句用來實現語句用來實

19、現“直到型直到型”循環(huán)循環(huán)執(zhí)行過程：先執(zhí)行過程：先無條件無條件執(zhí)行一次循環(huán)體，執(zhí)行一次循環(huán)體，然后判斷條件表達式，當表達式的值然后判斷條件表達式，當表達式的值為真（非為真（非0）時，返回執(zhí)行循環(huán)體直）時，返回執(zhí)行循環(huán)體直到條件表達式為假（到條件表達式為假（0）為止。）為止。絕對不能少分號！絕對不能少分號！循環(huán)體循環(huán)體格式：格式：dodo 循環(huán)體語句組；循環(huán)體語句組； while( while(循環(huán)繼續(xù)條件循環(huán)繼續(xù)條件) )；花括號不花括號不能丟掉！能丟掉！循環(huán)繼續(xù)的條循環(huán)繼續(xù)的條件表達式件表達式下一條語句下一條語句非非0（真）（真）0（假）（假）循環(huán)體語句組循環(huán)體語句組請問：下述程序實現了什么

20、功能？請問：下述程序實現了什么功能？main( )main( ) int int i=0,sum=0; i=0,sum=0; do do sum=sum+i; sum=sum+i; i+; i+; while(i=100); while(i=100); 電子與通信工程學院 湯旭慧湯旭慧循環(huán)語句循環(huán)語句 nwhile(1);等同于等同于 while(1);無限次執(zhí)行空語句，原地踏步語句，停機無限次執(zhí)行空語句，原地踏步語句，停機nwhile(1) 循環(huán)體；循環(huán)體；無限次執(zhí)行循環(huán)體無限次執(zhí)行循環(huán)體電子與通信工程學院 湯旭慧湯旭慧C C語言的數據類型語言的數據類型C語言提供的數據結構，是以數據類型形式

21、出現的。分類如語言提供的數據結構，是以數據類型形式出現的。分類如下：下：指針類型基本類型字符型整型空類型構造類型枚舉類型單精度型數組類型雙精度型實型（浮點型） 結構體類型共用體類型數據類型 C程序中用到的每一個變量都要指定它們所屬的數據類型。程序中用到的每一個變量都要指定它們所屬的數據類型。 其其原因原因在于：不同類型的數據在內存中占據在于：不同類型的數據在內存中占據不同長度的存儲區(qū)不同長度的存儲區(qū)，而且采用而且采用不同的表示方式不同的表示方式。一個數據類型。一個數據類型對應著一個值的范圍對應著一個值的范圍并且并且對應一組允許的操作對應一組允許的操作。 電子與通信工程學院 湯旭慧湯旭慧表達式語

22、句表達式語句p表達式：用運算符把運算對象連接起來的式子。表達式：用運算符把運算對象連接起來的式子。 p表達式語句表達式語句由表達式加上分號由表達式加上分號“；”組成組成，其一般形，其一般形式如下：式如下： 表達式；表達式； 執(zhí)行表達式語句就是計算表達式的值執(zhí)行表達式語句就是計算表達式的值。p 空語句中只有一個分號空語句中只有一個分號“；”，程序執(zhí)行空語句時，程序執(zhí)行空語句時需要占用一條指令的執(zhí)行時間，但是什么也不做。需要占用一條指令的執(zhí)行時間，但是什么也不做。p 在在C51程序中常常把程序中常常把空語句空語句作為循環(huán)體，用于消耗作為循環(huán)體，用于消耗CPU時間等待事件發(fā)生的場合。時間等待事件發(fā)生

23、的場合。 電子與通信工程學院 湯旭慧湯旭慧算術運算符和表達式算術運算符和表達式u運算符：用來表示各種不同運算的符號。運算符：用來表示各種不同運算的符號。u表達式：用運算符把運算對象連接起來的式子。表達式：用運算符把運算對象連接起來的式子。u基本算術運算符：、基本算術運算符：、*、/、% 注意：兩個整數相除的結果仍為整數。注意：兩個整數相除的結果仍為整數。 %運算符兩側必須為整型數據。運算符兩側必須為整型數據。u強制類型轉換運算符強制類型轉換運算符： （類型名）（表達式）（類型名）（表達式） 注意：此運算并不改變數據原來的類型。注意：此運算并不改變數據原來的類型。u自增自減運算符：自增自減運算符

24、：u算術表達式：算術表達式：main() float num1=2.5; int result; result=(int)num1+4;電子與通信工程學院 湯旭慧湯旭慧算術運算符算術運算符 C語言提供了如下算術運算符：語言提供了如下算術運算符： （加法運算）、（加法運算）、 （減法運算）（減法運算） * *（乘法運算符）、（除法運算符）（乘法運算符）、（除法運算符） % % （求余運算符，或稱模運算符）（求余運算符，或稱模運算符） 如：如： 4 % 24 % 20 0說明：說明： 兩個整數相除結果為整數，如兩個整數相除結果為整數，如8/5的結果為的結果為1，舍去小，舍去小數部分。數部分。 如果

25、參加運算的兩個數中有一個數為實數，則結果是如果參加運算的兩個數中有一個數為實數，則結果是實型。實型。 求余運算要求求余運算要求%兩側都是整型數據。兩側都是整型數據。電子與通信工程學院 湯旭慧湯旭慧溫故而知新溫故而知新請閱讀如下程序：說明程序有什么問題？修改并說明其功能。請閱讀如下程序：說明程序有什么問題？修改并說明其功能。main( ) int num1,num2,num3=80; num1=12; num2=57.23; unsigned char sum, mux; sum=num1*num3+num3; mux=num1*num2*num3;main( ) int num1,num2,n

26、um3=80; unsigned char sum, mux; num1=12; num2=57.23; sum=num1*num3+num3; mux=num1*num2*num3;main( ) unsigned char num1, num3=80; float num2, mux； unsigned int sum; num1=12; num2=57.23; sum=num1*num3+num3; mux=num1*num2*num3; 電子與通信工程學院 湯旭慧湯旭慧自增（自增（+）、自減（）、自減（-）運算）運算1. 自增、自減運算符都有兩種用法：自增、自減運算符都有兩種用法： （

27、1）前置運算前置運算變量、變量變量、變量 即先增減、后運算。即先增減、后運算。 （2）后置運算后置運算變量、變量變量、變量 即先運算、后增減。即先運算、后增減。 2. 2. 說明說明（1）自增、自減運算，常用于循環(huán)語句中。）自增、自減運算，常用于循環(huán)語句中。（2）自增、自減運算符，不能用于常量和表達式。自增、自減運算符，不能用于常量和表達式。（3）嚴禁連續(xù)使同一變量進行自增或自減運算。嚴禁連續(xù)使同一變量進行自增或自減運算。電子與通信工程學院 湯旭慧湯旭慧課堂實訓課堂實訓請說明如下程序運行結束后，請說明如下程序運行結束后，num和和result的執(zhí)行結果？的執(zhí)行結果？main() int num

28、=6,result; result=+num; result=num-;實訓實訓要求：編制程序嘗試將此程序的計算結果顯示在發(fā)光要求：編制程序嘗試將此程序的計算結果顯示在發(fā)光二極管上。要求在二極管上。要求在P1口輸出口輸出result的值，在的值，在P0口輸出口輸出num的值。的值。電子與通信工程學院 湯旭慧湯旭慧實戰(zhàn)演練實戰(zhàn)演練 實訓實訓2：如圖所示電路，要求按照如下所示的方式：如圖所示電路，要求按照如下所示的方式1點亮，每點亮，每次點亮兩只燈，間隔一段時間后，再換成方式次點亮兩只燈，間隔一段時間后，再換成方式2點亮相鄰的兩點亮相鄰的兩只，依此類推，四次后，再回到第一次，只，依此類推，四次后，

29、再回到第一次，周而復始循環(huán)周而復始循環(huán)20次次后停機后停機。（要求分別用。（要求分別用while、do-while語句完成）語句完成） 方式方式1： 方式方式2： 方式方式3： 方式方式4：電子與通信工程學院 湯旭慧湯旭慧實戰(zhàn)演練實戰(zhàn)演練 請按照本課堂的教學，建立開發(fā)環(huán)境，模擬仿真調試請按照本課堂的教學，建立開發(fā)環(huán)境，模擬仿真調試軟件代碼，并下載實現如下實訓：實現軟件代碼，并下載實現如下實訓：實現8個燈左右個燈左右循環(huán)滾動循環(huán)滾動逐一點亮的流水燈效果逐一點亮的流水燈效果 。（要求。（要求周而復始循環(huán)周而復始循環(huán)20次后停機。次后停機。請分別用請分別用while、do-while語句完成）語句完

30、成）電子與通信工程學院 湯旭慧湯旭慧跑馬燈設計跑馬燈設計設計任務：設計任務： 指示燈指示燈LED1LED1LED8LED8分別接在分別接在P2P2口的口的P2.0P2.0P2.7P2.7管腳上，低管腳上，低電平燈亮，高電平燈滅。電平燈亮，高電平燈滅。初始狀態(tài)燈間隔點亮。初始狀態(tài)燈間隔點亮。 1.1.保持保持PAPA口其余燈的狀態(tài)不變的條件下，只關閉口其余燈的狀態(tài)不變的條件下，只關閉LED0LED0指示指示燈的跑馬燈設計。燈的跑馬燈設計。 2.2.保持保持PAPA口其余燈的狀態(tài)不變，只打開口其余燈的狀態(tài)不變，只打開LED7LED7指示燈的跑馬指示燈的跑馬燈設計。燈設計。 3.3.保持保持PAPA

31、口其余燈的狀態(tài)不變口其余燈的狀態(tài)不變, ,只關閉只關閉LED0LED0LED3LED3燈的跑燈的跑馬燈設計。馬燈設計。 4.4.嘗試將當前嘗試將當前PAPA端口所有指示燈輸出狀態(tài)相反的端口所有指示燈輸出狀態(tài)相反的C C程序設程序設計。計。 即亮燈改為滅燈，滅燈改為亮燈。即亮燈改為滅燈，滅燈改為亮燈。 電子與通信工程學院 湯旭慧湯旭慧綜合實戰(zhàn)演練綜合實戰(zhàn)演練 實訓實訓1：如圖所示電路設計跑馬燈。首先按一定的時間間隔：如圖所示電路設計跑馬燈。首先按一定的時間間隔從左到右依次輪流點亮從左到右依次輪流點亮1盞燈，輪完盞燈，輪完8只燈后；進入第二輪只燈后；進入第二輪顯示方式：從左到右依次輪流同時點亮顯示

32、方式：從左到右依次輪流同時點亮2盞燈，輪完盞燈，輪完8只燈只燈后；進入第三輪顯示方式：從左到右依次輪流同時點亮后；進入第三輪顯示方式：從左到右依次輪流同時點亮3盞盞燈；進入第四輪顯示方式：從左到右輪流同時點亮燈；進入第四輪顯示方式：從左到右輪流同時點亮4盞燈。盞燈。四輪方式結束后，再回到第一輪，周而復始。四輪方式結束后，再回到第一輪，周而復始。電子與通信工程學院 湯旭慧湯旭慧綜合實戰(zhàn)演練綜合實戰(zhàn)演練 方式方式1： 方式方式2： 方式方式3： 方式方式4： 方式方式5： 方式方式6： 方式方式7：實訓實訓2：如圖所示電路，要求從最上端到下端的燈輪流點亮：如圖所示電路，要求從最上端到下端的燈輪流點亮。首先如下所示的方式。首先如下所示的方