單片機C語言程序設(shè)計93

1、第4章 單片機C語言程序設(shè)計 機器語言 (Machine Language)1、有三類 匯編語言 (Assemble) 高級語言 (High Level Language)不同計算機語言的應(yīng)用：源程序通過編譯得到機器能執(zhí)行的目標程序。 匯編語言程序可以高效率利用計算機資源，目標程序占用內(nèi)存少，執(zhí)行速度快，適合于自動測控系統(tǒng)反響快速、結(jié)構(gòu)緊湊的要求。實際應(yīng)用中，常與C語言配合使用。 高級語言程序容易掌握，通用性好，但編譯程序系統(tǒng)開銷大，目標程序占用內(nèi)存多，且執(zhí)行時間比較長，多用于科學計算、工業(yè)設(shè)計、企業(yè)管理。 編譯執(zhí)行方式：將源程序編譯成機器語言的目標，然后執(zhí)行，語言處理方式 生成并保存目標程序

2、。 解釋執(zhí)行方式：逐條語句邊解釋邊執(zhí)行，即每解釋一條語句就 執(zhí)行一條語句。 高級語言：在科學計算方面要求機器內(nèi)存大，因編譯后的目 應(yīng) 用 標程序比匯編語言的源程序大。 匯編語言：在實時控制中。 在絕大多數(shù)場合采用C語言即可完成預(yù)期的任務(wù)。 但有時需采用匯編語言： 對某些特殊I/O接口地址的處理； 中斷向量地址的安排； 提高程序代碼的執(zhí)行速度等 C51語言程序與匯編語言程序的相互調(diào)用也可視為函數(shù)的調(diào)用，只不過此時是采用不同語言編寫的而已。 可利用8051單片機的工作存放器固定的存儲區(qū)域來傳遞參數(shù)。 利用公共符號“PUBLIC來確定參數(shù)傳遞段的首地址。3、編程語言： 對于8051單片機，現(xiàn)有4種語

3、言支持，即匯編、PL/M、C、BASIC。 學習匯編語言不是目的，但學習它可幫助了解任何影響語言效率的8051特殊規(guī)定。 最好的單片機編程者應(yīng)是由匯編語言轉(zhuǎn)用C語言的人，而不是原來用過標準C語言的人。 2、宏指令與子程序的區(qū)別： 宏指令：在匯編語言的源程序中，假設(shè)有一段程序要屢次使用，為了使在源程序中不重復(fù)書寫這樣的一段程序，可用一條宏指令來代替，由匯編程序在匯編時產(chǎn)生所需要的代碼。 優(yōu)點：可簡化源程序。 與子程序不同：宏指令并沒有簡化目標程序，而子程序可以。4、文件命名常規(guī)：典型源文件：.ASM、.A51、.P51、 .C、.C51匯編語言源文件： .ASM、.A51PL/M語言源文件： .

4、P51C語言源文件： .C、.C51包含匯編/編譯的程序和錯誤的列表文件：.LST可重定位的目標文件：.HEX庫文件：.LIB鏈接/定位后的映像文件：.M51、MAP鏈接器/定位器使用的文件：.LNK編譯時參加到源文件中的頭文件：.H5、程序的組成： 從結(jié)構(gòu)化編程的角度，程序應(yīng)分成假設(shè)干源程序，每個源程序完成特定的功能。 在匯編語言源程序中，可重復(fù)使用的局部由子程序完成。 在C語言中，子程序的作用是由函數(shù)來完成的。4.1.1 C語言的特點及程序結(jié)構(gòu)一C語言的特點1語言簡潔、緊湊，使用方便、靈活；2運算符豐富；3數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)豐富。具有現(xiàn)代化語言的各種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；4可進行結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計；5可以直接對計算

5、機硬件進行操作；6生成的目標代碼質(zhì)量高，程序執(zhí)行效率高；7可移植性好。4.1 C語言與MCS-51單片機二C語言的程序結(jié)構(gòu) C語言程序采用函數(shù)結(jié)構(gòu)，每個C語言程序由一個或多個函數(shù)組成，在這些函數(shù)中至少應(yīng)包含一個主函數(shù)main( )，也可以包含一個main( )函數(shù)和假設(shè)干個其它的功能函數(shù)。不管main( )函數(shù)放于何處，程序總是從main( )函數(shù)開始執(zhí)行，執(zhí)行到main( )函數(shù)結(jié)束那么結(jié)束。在main( )函數(shù)中調(diào)用其它函數(shù)，其它函數(shù)也可以相互調(diào)用，但main( )函數(shù)只能調(diào)用其它的功能函數(shù)，而不能被其它的函數(shù)所調(diào)用。功能函數(shù)可以是C語言編譯器提供的庫函數(shù)，也可以是由用戶定義的自定義函數(shù)。

6、在編制C程序時，程序的開始局部一般是預(yù)處理命令、函數(shù)說明和變量定義等。 C語言程序結(jié)構(gòu)一般如下：預(yù)處理命令 include函數(shù)說明 long fun1( ); float fun2( );int x,y;float z;功能函數(shù)功能函數(shù)1 fun1( ) 函數(shù)體 主函數(shù)主函數(shù) main( ) 主函數(shù)體 功能函數(shù)功能函數(shù)2 fun2( )函數(shù)體 函數(shù)由“函數(shù)定義和“函數(shù)體兩個局部組成。 函數(shù)定義局部包括有函數(shù)類型、函數(shù)名、形式參數(shù)說明等，函數(shù)名后面必須跟一個圓括號，形式參數(shù)在內(nèi)定義。 函數(shù)體由一對花括號“ 組成，在“ 的內(nèi)容就是函數(shù)體。如果一個函數(shù)內(nèi)有多個花括號，那么最外層的一對“ 為函數(shù)體的內(nèi)

7、容。函數(shù)體內(nèi)包含假設(shè)干語句，一般由兩局部組成：聲明語句和執(zhí)行語句。聲明語句用于對函數(shù)中用到的變量進行定義。也可能對函數(shù)體中調(diào)用的函數(shù)進行聲明。執(zhí)行語句由假設(shè)干語句組成，用來完成一定功能。當然也有的函數(shù)體僅有一對“ ，其中內(nèi)部既沒有聲明語句，也沒有執(zhí)行語句。這種函數(shù)稱為空函數(shù)。 C語言程序在書寫時格式十分自由，一條語句可以寫成一行，也可以寫成幾行；還可以一行內(nèi)寫多條語句；但每條語句后面必須以分號“;作為結(jié)束符。C語言程序?qū)Υ笮懽帜副容^敏感，在程序中，同一個字母的大小寫系統(tǒng)是作不同的處理。在程序中可以用“/*/或“/對C程序中的任何局部作注釋，以增加程序的可讀性。 C語言本身沒有輸入輸出語句。輸

8、入和輸出是通過輸入輸出函數(shù)scanf()和printf()來實現(xiàn)的。輸入輸出函數(shù)是通過標準庫函數(shù)形式提供給用戶。 匯編語言與C語言的比較：匯編語言C語言語言格式.ASM、.A51.C、.C51編譯器匯編Ax51編譯Cx51區(qū)別 考慮其存儲器結(jié)構(gòu)，尤其是考慮其片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器與特殊功能寄存器的使用及按實際地址處理端口數(shù)據(jù) 不用象匯編語言那樣需具體組織、分配存儲器資源和處理端口數(shù)據(jù)。但對數(shù)據(jù)類型與變量的定義，必須要與單片機的存儲結(jié)構(gòu)相關(guān)聯(lián)，否則編譯器不能正確地影射定位優(yōu)點 目標程序效率高；速度快；與硬件結(jié)構(gòu)緊密 語言簡潔、緊湊；可直接對硬件進行操作；程序執(zhí)行效率高；可移植性好缺點 可讀性差；不便于移

9、植；開發(fā)周期長 最好的單片機編程者應(yīng)是由匯編語言轉(zhuǎn)用C語言的人，而不是原來用過標準C語言的人4.1.2 C語言與MCS-51單片機4.1.3 C51程序結(jié)構(gòu) C51的語法規(guī)定、程序結(jié)構(gòu)及程序設(shè)計方法都與標準的C語言程序設(shè)計相同，但C51程序與標準的C程序在以下幾個方面不一樣：1C51中定義的庫函數(shù)和標準C語言定義的庫函數(shù)不同。標準的C語言定義的庫函數(shù)是按通用微型計算機來定義的，而C51中的庫函數(shù)是按MCS-51單片機相應(yīng)情況來定義的；2C51中的數(shù)據(jù)類型與標準C的數(shù)據(jù)類型也有一定的區(qū)別，在C51中還增加了幾種針對MCS-51單片機特有的數(shù)據(jù)類型；3C51變量的存儲模式與標準C中變量的存儲模式不

10、一樣，C51中變量的存儲模式是與MCS-51單片機的存儲器緊密相關(guān)；4C51與標準C的輸入輸出處理不一樣，C51中的輸入輸出是通過MCS-51串行口來完成的，輸入輸出指令執(zhí)行前必須要對串行口進行初始化；5C51與標準C在函數(shù)使用方面也有一定的區(qū)別，C51中有專門的中斷函數(shù)。C51與標準C語言的比較：C51語言標準C語言語言格式.C、.C51.C調(diào)試工具Keil C51Turbo C特點 需考慮單片機存儲器結(jié)構(gòu)及其片內(nèi)資源定義相應(yīng)的數(shù)據(jù)類型和變量 不需要考慮這些問題庫函數(shù)按MCS-51單片機相應(yīng)情況定義 按微型計算機定義數(shù)據(jù)類型 增加了針對MCS-51單片機特有的數(shù)據(jù)類型存儲模式 變量的存儲模式

11、與MCS-51單片機的存儲器緊密相關(guān)輸入/輸出處理 通過MCS-51單片機串行口完成，輸入輸出指令執(zhí)行前必須對串行口初始化 通過輸入輸出指令完成函數(shù)使用 有專門的中斷函數(shù)相同語法規(guī)則、程序結(jié)構(gòu)和程序設(shè)計方法等兩者相同4.2 C51的數(shù)據(jù)類型 C51的數(shù)據(jù)類型分為根本數(shù)據(jù)類型和組合數(shù)據(jù)類型，情況與標準C中的數(shù)據(jù)類型根本相同，但其中char型與short型相同，float型與double型相同，另外，C51中還有專門針對于MCS-51單片機的特殊功能存放器型和位類型。 一、字符型char 有signed char和unsigned char之分，默認為signed char。它們的長度均為1個字節(jié)

12、，用于存放1個單字節(jié)的數(shù)據(jù)。 對于signed char，它用于定義帶符號字節(jié)數(shù)據(jù)，其字節(jié)的最高位為符號位，“0表示正數(shù)，“1表示負數(shù)，補碼表示，所能表示的數(shù)值范圍是-128+127。 對于unsigned char，它用于定義無符號字節(jié)數(shù)據(jù)或字符，可以存放1個字節(jié)的無符號數(shù)，其取值范圍為0255。unsigned char可以用來存放無符號數(shù)，也可以存放西文字符，一個西文字符占一個字節(jié)，在計算機內(nèi)部用ASCII碼存放。 二、int整型 分singed int和unsigned int。默認為signed int。它們的長度均為2個字節(jié)，用于存放一個雙字節(jié)數(shù)據(jù)。 對于signed int，用于

13、存放2字節(jié)帶符號數(shù)，補碼表示，數(shù)的范疇為-32768+32767。 對于unsigned int，用于存放兩字節(jié)無符號數(shù)，數(shù)的范圍為065535。 三、long長整型 分singed long和unsigned long。默認為signed long。它們的長度均為4個字節(jié)，用于存放一個4字節(jié)數(shù)據(jù)。 對于signed long，用于存放四字節(jié)帶符號數(shù)，補碼表示，數(shù)的范疇為-2147483648+2147483647。 對于unsigned long，用于存放4字節(jié)無符號數(shù)，數(shù)的范圍為04294967295。 四、float浮點型 float型數(shù)據(jù)的長度為4個字節(jié)，格式符合IEEE-754標準的

14、單精度浮點型數(shù)據(jù)，包含指數(shù)和尾數(shù)兩局部，最高位為符號位，“1表示負數(shù)，“0表示正數(shù)，其次的8位為階碼，最后的23位為尾數(shù)的有效數(shù)位，由于尾數(shù)的整數(shù)局部隱含為“1，所以尾數(shù)的精度為24位。 五、* 指針型 指針型本身就是一個變量，在這個變量中存放著指向另一個數(shù)據(jù)的地址。這個指針變量要占用一定的內(nèi)存單元，對不同的處理器其長度不一樣，在C51中它的長度一般為13個字節(jié)。 六、特殊功能存放器型 這是C51擴充的數(shù)據(jù)類型，用于訪問MCS-51單片機中的特殊功能存放器數(shù)據(jù)，它分sfr和sfr16兩種類型，其中 sfr為字節(jié)型特殊功能存放器類型，占一個內(nèi)存單元，利用它可以訪問MCS-51內(nèi)部的所有特殊功能存

15、放器。 sfr16為雙字節(jié)型特殊功能存放器類型，占用兩個字節(jié)單元，利用它可以訪問MCS-51內(nèi)部的所有兩個字節(jié)的特殊功能存放器。 在C51中對特殊功能存放器的訪問必須先用sfr或sfr16進行聲明。 七、位類型 這也是C51中擴充的數(shù)據(jù)類型，用于訪問MCS-51單片機中的可尋址的位單元。在C51中，支持兩種位類型：bit型和sbit型。它們在內(nèi)存中都只占一個二進制位，其值可以是“1或“0。其中： 用bit定義的位變量在C51編譯器編譯時，在不同的時候位地址是可以變化的。 而用sbit定義的位變量必須與MCS-51單片機的一個可以尋址位單元或可位尋址的字節(jié)單元中的某一位聯(lián)系在一起，在C51編譯器

16、編譯時，其對應(yīng)的位地址是不可變化的?；緮?shù)據(jù)類型長度取值范圍unsigned char1字節(jié)0255signed char1字節(jié)-128+127unsigned int2字節(jié)065535signed int2字節(jié)-32768+32767unsigned long4字節(jié)04294967295signed long4字節(jié)-2147483648+2147483647float4字節(jié)1.175494E-383.402823E+38bit1位0或1sbit1位0或1sfr1字節(jié)0255sfr162字節(jié)065535 在C51語言程序中，有可能會出現(xiàn)在運算中數(shù)據(jù)類型不一致的情況。C51允許任何標準數(shù)據(jù)類型的

17、隱式轉(zhuǎn)換。 隱式轉(zhuǎn)換的優(yōu)先級順序如下： bitcharintlongfloat signedunsigned 也就是說，當char型與int型進行運算時，先自動對char型擴展為int型，然后與int型進行運算，運算結(jié)果為int型。C51除了支持隱式類型轉(zhuǎn)換外，還可以通過強制類型轉(zhuǎn)換符“對數(shù)據(jù)類型進行人為的強制轉(zhuǎn)換。 C5l編譯器除了能支持以上這些根本數(shù)據(jù)類型之外，還能支持一些復(fù)雜的組合型數(shù)據(jù)類型，如數(shù)組類型、指針類型、結(jié)構(gòu)類型、聯(lián)合類型等這些復(fù)雜的數(shù)據(jù)類型。4.3 51的運算量4.3.1 常量 常量是指在程序執(zhí)行過程中其值不能改變的量。在C51中支持整型常量、浮點型常量、字符型常量和字符串型

18、常量。一整型常量 整型常量也就是整型常數(shù)，根據(jù)其值范圍在計算機中分配不同的字節(jié)數(shù)來存放。在C51中它可以表示成以下幾種形式： 十進制整數(shù)。如234、-56、0等。 十六進制整數(shù)。以0 x開頭表示，如0 x12表示十六進制數(shù)12H。 長整數(shù)。在C51中當一個整數(shù)的值到達長整型的范圍，那么該數(shù)按長整型存放，在存儲器中占四個字節(jié)，另外，如一個整數(shù)后面加一個字母L，這個數(shù)在存儲器中也按長整型存放。如123L在存儲器中占4個字節(jié)。二浮點型常量 浮點型常量也就是實型常數(shù)。有十進制表示形式和指數(shù)表示形式。 十進制表示形式又稱定點表示形式，由數(shù)字和小數(shù)點組成。如：0.123、34.645等都是十進制數(shù)表示形式

19、的浮點型常量。 指數(shù)表示形式為： 數(shù)字 .數(shù)字 e 數(shù)字 例如：123.456e-3、-3.123e2等都是指數(shù)形式的浮點型常量。三字符型常量 字符型常量是用單引號 引起的字符，如a、1、F等?？梢允强娠@示的ASCII字符，也可以是不可顯示的控制字符。對不可顯示的控制字符須在前面加上反斜杠“組成轉(zhuǎn)義字符。利用它可以完成一些特殊功能和輸出時的格式控制。常用的轉(zhuǎn)義字符如表4-2所示。 轉(zhuǎn)義字符含 義ASCII碼（十六進制數(shù)） o空字符（null）00H n換行符（LF）0AH r回車符（CR）0DH t水平制表符（HT）09H b退格符（BS）08H f換頁符（FF）0CH 單引號27H ”雙引號

20、22H 反斜杠5CH四字符串型常量 字符串型常量由雙引號“ 括起的字符組成。如“D、“1234、“ABCD等。注意字符串常量與字符常量是不一樣，一個字符常量在計算機內(nèi)只用一個字節(jié)存放，而一個字符串常量在內(nèi)存中存放時不僅雙引號內(nèi)的字符一個占一個字節(jié)，而且系統(tǒng)會自動的在后面加一個轉(zhuǎn)義字符“o作為字符串結(jié)束符。因此不要將字符常量和字符串常量混淆，如字符常量A和字符串常量“A是不一樣的。4.3.2 變量 變量是在程序運行過程中其值可以改變的量。一個變量由兩局部組成：變量名和變量值。 在C51中，變量在使用前必須對變量進行定義，指出變量的數(shù)據(jù)類型和存儲模式。以便編譯系統(tǒng)為它分配相應(yīng)的存儲單元。定義的格式

21、如下： 存儲種類 數(shù)據(jù)類型說明符 存儲器類型 變量名1=初值，變量名2初值；一、數(shù)據(jù)類型說明符 在定義變量時，必須通過數(shù)據(jù)類型說明符指明變量的數(shù)據(jù)類型，指明變量在存儲器中占用的字節(jié)數(shù)?？梢允歉緮?shù)據(jù)類型說明符，也可以是組合數(shù)據(jù)類型說明符，還可以是用typedef定義的類型別名。 在C51中，為了增加程序的可讀性，允許用戶為系統(tǒng)固有的數(shù)據(jù)類型說明符用typedef起別名，格式如下： typedef c51固有的數(shù)據(jù)類型說明符 別名； 定義別名后，就可以用別名代替數(shù)據(jù)類型說明符對變量進行定義。別名可以用大寫，也可以用小寫，為了區(qū)別一般用大寫字母表示?！纠?-1】 typedef的使用。 typed

22、ef unsigned int WORD; typedef unsigned char BYTE; BYTE a1=0 x12; WORD a2=0 x1234;二、變量名 變量名是C51區(qū)分不同變量，為不同變量取的名稱。在C51中規(guī)定變量名可以由字母、數(shù)字和下劃線三種字符組成，且第一個字母必須為字母或下劃線。變量名有兩種：普通變量名和指針變量名。它們的區(qū)別是指針變量名前面要帶“*號。三、存儲種類 存儲種類是指變量在程序執(zhí)行過程中的作用范圍。C51變量的存儲種類有四種，分別是自動(auto)、外部(extern)、靜態(tài)(static)和存放器(register)。1auto：使用auto定義的

23、變量稱為自動變量，其作用范圍在定義它的函數(shù)體或復(fù)合語句內(nèi)部，當定義它的函數(shù)體或復(fù)合語句執(zhí)行時，C51才為該變量分配內(nèi)存空間，結(jié)束時占用的內(nèi)存空間釋放。自動變量一般分配在內(nèi)存的堆?？臻g中。定義變量時，如果省略存儲種類，那么該變量默認為自動(auto)變量。2extern：使用extern定義的變量稱為外部變量。在一個函數(shù)體內(nèi)，要使用一個已在該函數(shù)體外或別的程序中定義過的外部變量時，該變量在該函數(shù)體內(nèi)要用extern說明。外部變量被定義后分配固定的內(nèi)存空間，在程序整個執(zhí)行時間內(nèi)都有效，直到程序結(jié)束才釋放。3static：使用static定義的變量稱為靜態(tài)變量。它又分為內(nèi)部靜態(tài)變量和外部靜態(tài)變量。在

24、函數(shù)體內(nèi)部定義的靜態(tài)變量為內(nèi)部靜態(tài)變量，它在對應(yīng)的函數(shù)體內(nèi)有效，一直存在，但在函數(shù)體外不可見，這樣不僅使變量在定義它的函數(shù)體外被保護，還可以實現(xiàn)當離開函數(shù)時值不被改變。外部靜態(tài)變量上在函數(shù)外部定義的靜態(tài)變量。它在程序中一直存在，但在定義的范圍之外是不可見的。如在多文件或多模塊處理中，外部靜態(tài)變量只在文件內(nèi)部或模塊內(nèi)部有效。4register：使用register定義的變量稱為存放器變量。它定義的變量存放在CPU內(nèi)部的存放器中，處理速度快，但數(shù)目少。C51編譯器編譯時能自動識別程序中使用頻率最高的變量，并自動將其作為存放器變量，用戶可以無需專門聲明。四、存儲器類型 存儲器類型是用于指明變量所處的

25、單片機的存儲器區(qū)域情況。存儲器類型與存儲種類完全不同。C51編譯器能識別的存儲器類型有以下幾種，見表所示。存儲器類型描 述 data直接尋址的片內(nèi)RAM低128B，訪問速度快 bdata片內(nèi)RAM的可位尋址區(qū)（20H2FH），允許字節(jié)和位混合訪問 idata間接尋址訪問的片內(nèi)RAM，允許訪問全部片內(nèi)RAM pdata用Ri間接訪問的片外RAM的低256B xdata用DPTR間接訪問的片外RAM，允許訪問全部64k片外RAM code程序存儲器ROM64k空間 定義變量時也可以省“存儲器類型，省時C51編譯器將按編譯模式默認存儲器類型。【例4-2】變量定義存儲種類和存儲器類型相關(guān)情況。 cha

26、r data varl； /*在片內(nèi)RAM低128B定義用直接尋址方式訪問的字符型變量var1*/ int idata var2； /*在片內(nèi)RAM256B定義用間接尋址方式訪問的整型變量var2*/ auto unsigned long data var3； /*在片內(nèi)RAM128B定義用直接尋址方式訪問的自動無符號長整型變量var3*/ extern float xdata var4； /*在片外RAM64KB空間定義用間接尋址方式訪問的外部實型變量var4*/ int code var5； /*在ROM空間定義整型變量var5*/ unsign char bdata var6； /*在片

27、內(nèi)RAM位尋址區(qū)20H2FH單元定義可字節(jié)處理和位處理的無符號字符型變量var6*/五、特殊功能存放器變量 MCS-51系列單片機片內(nèi)有許多特殊功能存放器，通過這些特殊功能存放器可以控制MCS-51系列單片機的定時器、計數(shù)器、串口、I/O及其它功能部件，每一個特殊功能存放器在片內(nèi)RAM中都對應(yīng)于一個字節(jié)單元或兩個字節(jié)單元。 在C51中，允許用戶對這些特殊功能存放器進行訪問，訪問時須通過sfr或sfr16類型說明符進行定義，定義時須指明它們所對應(yīng)的片內(nèi)RAM單元的地址。格式如下： sfr或sfr16 特殊功能存放器名=地址； sfr用于對MCS-51單片機中單字節(jié)的特殊功能存放器進行定義，sfr

28、16用于對雙字節(jié)特殊功能存放器進行定義。特殊功能存放器名一般用大寫字母表示。地址一般用直接地址形式，具體特殊功能存放器地址見前面內(nèi)容?！纠?-3】特殊功能存放器的定義。 sfr PSW=0 xd0； sfr SCON=0 x98； sfr TMOD=0 x89； sfr P1=0 x90； sfr16 DPTR=0 x82； sfr16 T1=0 x8C；六、位變量 在C51中，允許用戶通過位類型符定義位變量。位類型符有兩個：bit和sbit?？梢远x兩種位變量。 bit位類型符用于定義一般的可位處理位變量。它的格式如下： bit 位變量名； 在格式中可以加上各種修飾，但注意存儲器類型只能是b

29、data、data、idata。只能是片內(nèi)RAM的可位尋址區(qū)，嚴格來說只能是bdata?！纠?-4】 bit型變量的定義。bit data a1； /*正確*/bit bdata a2； /*正確*/bit pdata a3； /*錯誤*/bit xdata a4； /*錯誤*/ sbit位類型符用于定義在可位尋址字節(jié)或特殊功能存放器中的位，定義時須指明其位地址，可以是位直接地址，可以是可位尋址變量帶位號，也可以是特殊功能存放器名帶位號。格式如下： sbit 位變量名=位地址； 如位地址為位直接地址，其取值范圍為0 x000 xff；如位地址是可位尋址變量帶位號或特殊功能存放器名帶位號，那么在

30、它前面須對可位尋址變量或特殊功能存放器進行定義。字節(jié)地址與位號之間、特殊功能存放器與位號之間一般用“作間隔?！纠?-5】sbit型變量的定義。sbit OV=0 xd2；sbit CY=0 xd7；unsigned char bdata flag；sbit flag0=flag0；sfr P1=0 x90；sbit P1_0=P10；sbit P1_1=P11；sbit P1_2=P12；sbit P1_3=P13；sbit P1_4=P14；sbit P1_5=P15；sbit P1_6=P16；sbit P1_7=P17； 在C51中，為了用戶處理方便，C51編譯器把MCS-51單片機的常

31、用的特殊功能存放器和特殊位進行了定義，放在一個“reg51.h或“reg52.h的頭文件中，當用戶要使用時，只需要在使用之前用一條預(yù)處理命令#include 把這個頭文件包含到程序中，然后就可使用殊功能存放器名和特殊位名稱。4.3.3 存儲模式 C51編譯器支持三種存儲模式：SMALL模式、COMPACT模式和LARGE模式。不同的存儲模式對變量默認的存儲器類型不一樣。1SMALL模式。SMALL模式稱為小編譯模式，在SMALL模式下，編譯時，函數(shù)參數(shù)和變量被默認在片內(nèi)RAM中，存儲器類型為data。2COMPACT模式。COMPACT模式稱為緊湊編譯模式，在COMPACT模式下，編譯時，函數(shù)

32、參數(shù)和變量被默認在片外RAM的低256字節(jié)空間，存儲器類型為pdata。3LARGE模式。LARGE模式稱為大編譯模式，在LARGE模式下，編譯時函數(shù)參數(shù)和變量被默認在片外RAM的64KB字節(jié)空間，存儲器類型為xdata。 在程序中變量的存儲模式的指定通過#pragma預(yù)處理命令來實現(xiàn)。函數(shù)的存儲模式可通過在函數(shù)定義時后面帶存儲模式說明。如果沒有指定，那么系統(tǒng)都隱含為SMALL模式。【例4-6】變量的存儲模式。#pragma small /*變量的存儲模式為SMALL*/char k1;int xdata m1;#pragma compact /*變量的存儲模式為COMPACT*/char k

33、2;int xdata m2;int func1(int x1,int y1) large /*函數(shù)的存儲模式為LARGE*/return(x1+y1);int func2(int x2,int y2) /*函數(shù)的存儲模式隱含為SMALL*/return(x2-y2); 程序編譯時，k1變量存儲器類型為data，k2變量存儲器類型為pdata，而m1和m2由于定義時帶了存儲器類型xdata，因而它們?yōu)閤data型；函數(shù)func1的形參x1和y1的存儲器類型為xdata型，而函數(shù)func2由于沒有指明存儲模式，隱含為SMALL模式，形參x2和y2的存儲器類型為data。4.3.4 絕對地址的訪問

34、一、使用C51運行庫中預(yù)定義宏 C51編譯器提供了一組宏定義來對51系列單片機的code、data、pdata和xdata空間進行絕對尋址。規(guī)定只能以無符號數(shù)方式訪問，定義了8個宏定義，其函數(shù)原型如下：#define CBYTE(unsigned char volatile*)0 x50000L)#define DBYTE(unsigned char volatile*)0 x40000L)#define PBYTE(unsigned char volatile*)0 x30000L)#define XBYTE(unsigned char volatile*)0 x20000L)#define

35、 CWORD(unsigned int volatile*)0 x50000L)#define DWORD(unsigned int volatile*)0 x40000L)#define PWORD(unsigned int volatile*)0 x30000L)#define XWORD(unsigned int volatile*)0 x20000L) 這些函數(shù)原型放在absacc.h文件中。使用時須用預(yù)處理命令把該頭文件包含到文件中，形式為：#include 。 其中：CBYTE以字節(jié)形式對code區(qū)尋址，DBYTE以字節(jié)形式對data區(qū)尋址，PBYTE以字節(jié)形式對pdata區(qū)尋址，

36、XBYTE以字節(jié)形式對xdata區(qū)尋址，CWORD以字形式對code區(qū)尋址，DWORD以字形式對data區(qū)尋址，PWORD以字形式對pdata區(qū)尋址，XWORD以字形式對xdata區(qū)尋址。訪問形式如下： 宏名地址 宏名為CBYTE、DBYTE、PBYTE、XBYTE、CWORD、DWORD、PWORD或XWORD。地址為存儲單元的絕對地址，一般用十六進制形式表示。 【例4-7】絕對地址對存儲單元的訪問。#include /*將絕對地址頭文件包含在文件中*/#include /*將存放器頭文件包含在文件中*/#define uchar unsigned char /*定義符號uchar為數(shù)據(jù)類型

37、符unsigned char*/#define uint unsigned int /*定義符號uint為數(shù)據(jù)類型符unsigned int*/void main(void)uchar var1;uint var2;var1=XBYTE0 x0005; /*XBYTE0 x0005訪問片外RAM的0005字節(jié)單元*/var2=XWORD0 x0002; /*XWORD0 x0002訪問片外RAM的0002字單元*/.while(1); 在上面程序中，其中XBYTE0 x0005就是以絕對地址方式訪問的片外RAM 0005字節(jié)單元；XWORD0 x0002就是以絕對地址方式訪問的片外RAM 00

38、02字單元。二、通過指針訪問 采用指針的方法，可以實現(xiàn)在C51程序中對任意指定的存儲器單元進行訪問?！纠?-8】 通過指針實現(xiàn)絕對地址的訪問。#define uchar unsigned char /*定義符號uchar為數(shù)據(jù)類型符 unsigned char*/#define uint unsigned int /*定義符號uint為數(shù)據(jù)類型符unsigned int*/void func(void)uchar data var1;uchar pdata *dp1; /*定義一個指向pdata區(qū)的指針dp1*/uint xdata *dp2; /*定義一個指向xdata區(qū)的指針dp2*/uc

39、har data *dp3; /*定義一個指向data區(qū)的指針dp3*/dp1=0 x30; /*dp1指針賦值，指向pdata區(qū)的30H單元*/dp2=0 x1000; /*dp2指針賦值，指向xdata區(qū)的1000H單元*/*dp1=0 xff; /*將數(shù)據(jù)0 xff送到片外RAM30H單元*/*dp2=0 x1234; /*將數(shù)據(jù)0 x1234送到片外RAM1000H單元*/dp3=&var1; /*dp3指針指向data區(qū)的var1變量*/*dp3=0 x20; /*給變量var1賦值0 x20*/三、使用C51擴展關(guān)鍵字_at_ 使用_at_對指定的存儲器空間的絕對地址進行訪問，一般

40、格式如下： 存儲器類型 數(shù)據(jù)類型說明符 變量名 _at_ 地址常數(shù)； 其中，存儲器類型為data、bdata、idata、pdata等C51能識別的數(shù)據(jù)類型，如省略那么按存儲模式規(guī)定的默認存儲器類型確定變量的存儲器區(qū)域；數(shù)據(jù)類型為C51支持的數(shù)據(jù)類型。地址常數(shù)用于指定變量的絕對地址，必須位于有效的存儲器空間之內(nèi)；使用_at_定義的變量必須為全局變量。【例4-9】通過_at_實現(xiàn)絕對地址的訪問。#define uchar unsigned char /*定義符號uchar為數(shù)據(jù)類型符unsigned char*/#define uint unsigned int /*定義符號uint為數(shù)據(jù)類型符

41、unsigned int*/void main(void)data uchar x1 _at_ 0 x40; /*在data區(qū)中定義字節(jié)變量x1,它的地址為40H*/xdata uint x2 _at_ 0 x2000; /*在xdata區(qū)中定義字變量x2,它的地址為2000H*/x1=0 xff;x2=0 x1234;.while(1);4.4 C51的運算符及表達式4.4.1 賦值運算符 賦值運算符“=，在C51中，它的功能是將一個數(shù)據(jù)的值賦給一個變量，如x=10。利用賦值運算符將一個變量與一個表達式連接起來的式子稱為賦值表達式，在賦值表達式的后面加一個分號“；就構(gòu)成了賦值語句，一個賦值語

42、句的格式如下： 變量=表達式； 執(zhí)行時先計算出右邊表達式的值，然后賦給左邊的變量。例如： x=8+9； /*將8+9的值賦紿變量x*/ x=y=5； /*將常數(shù)5同時賦給變量x和y*/ 在C51中，允許在一個語句中同時給多個變量賦值，賦值順序自右向左。 加、減、乘運算相比照較簡單，而對于除運算，如相除的兩個數(shù)為浮點數(shù)，那么運算的結(jié)果也為浮點數(shù)，如相除的兩個數(shù)為整數(shù)，那么運算的結(jié)果也為整數(shù)，即為整除。如25.0/20.0結(jié)果為1.25，而25/20結(jié)果為1。 對于取余運算，那么要求參加運算的兩個數(shù)必須為整數(shù)，運算結(jié)果為它們的余數(shù)。例如：x=5%3，結(jié)果x的值為2。4.4.2 算術(shù)運算符C51中支

43、持的算術(shù)運算符有：+ 加或取正值運算符- 減或取負值運算符* 乘運算符/ 除運算符 % 取余運算符4.4.3 關(guān)系運算符C51中有6種關(guān)系運算符： 大于= 大于等于3，結(jié)果為真1，而10= =100，結(jié)果為假0。注意：關(guān)系運算符等于“= =是由兩個“=組成。1、邏輯與，格式： 條件式1 & 條件式2 當條件式1與條件式2都為真時結(jié)果為真非0值，否那么為假0值。2、邏輯或，格式： 條件式1 | 條件式2 當條件式1與條件式2都為假時結(jié)果為假0值，否那么為真非0值。3、邏輯非，格式： ！條件式 當條件式原來為真非0值，邏輯非后結(jié)果為假0值。當條件式原來為假0值，邏輯非后結(jié)果為真非0值。例如：假設(shè)a

44、=8，b=3，c=0，那么！a為假，a & b為真，b & c為假。4.4.4 邏輯運算符C51有3種邏輯運算符： | 邏輯或 & 邏輯與 ！ 邏輯非 關(guān)系運算符用于反映兩個表達式之間的大小關(guān)系，邏輯運算符那么用于求條件式的邏輯值，用邏輯運算符將關(guān)系表達式或邏輯量連接起來的式子就是邏輯表達式。 4.4.5 位運算符 C51語言能對運算對象按位進行操作，它與匯編語言使用一樣方便。位運算是按位對變量進行運算，但并不改變參與運算的變量的值。如果要求按位改變變量的值，那么要利用相應(yīng)的賦值運算。C51中位運算符只能對整數(shù)進行操作，不能對浮點數(shù)進行操作。C51中的位運算符有：& 按位與 | 按位或 按位異

45、或 按位取反 右移【例4-10】設(shè)a=0 x54=01010100B，b=0 x3b=00111011B， 那么a&b、a|b、ab、a、a2分別為多少？a&b=00010000b=0 x10。a|b=01111111B=0 x7f。ab=01101111B=0 x6f。a=10101011B=0 xab。a2=00001110B=0 x0e。4.4.6 復(fù)合賦值運算符 C51語言中支持在賦值運算符“=的前面加上其它運算符，組成復(fù)合賦值運算符。下面是C51中支持的復(fù)合賦值運算符：+= 加法賦值 + 減法賦值*= 乘法賦值 /= 除法賦值%= 取模賦值 &= 邏輯與賦值 |= 邏輯或賦值 = 邏

46、輯異或賦值= 邏輯非賦值 = 右移位賦值=2相當于x=x2。4.4.7 逗號運算符 在C51語言中，逗號“，是一個特殊的運算符，可以用它將兩個或兩個以上的表達式連接起來，稱為逗號表達式。逗號表達式的一般格式為： 表達式1，表達式2，表達式n 程序執(zhí)行時對逗號表達式的處理：按從左至右的順序依次計算出各個表達式的值，而整個逗號表達式的值是最右邊的表達式表達式n的值。例如：x=(a=3,6*3)，結(jié)果x的值為18。4.4.8 條件運算符 條件運算符“？：是C51語言中唯一的一個三目運算符，它要求有三個運算對象，用它可以將三個表達式連接在一起構(gòu)成一個條件表達式。條件表達式的一般格式為： 邏輯表達式？表

47、達式1：表達式2 其功能是先計算邏輯表達式的值，當邏輯表達式的值為真非0值時，將計算的表達式1的值作為整個條件表達式的值；當邏輯表達式的值為假0值時，將計算的表達式2的值作為整個條件表達式的值。例如：條件表達式max=(ab)?a:b的執(zhí)行結(jié)果是將a和b中較大的數(shù)賦值給變量max。4.4.9 指針與地址運算符 指針是C51語言中的一個十分重要的概念，在C51中的數(shù)據(jù)類型中專門有一種指針類型。指針為變量的訪問提供了另一種方式，變量的指針就是該變量的地址，還可以定義一個專門指向某個變量的地址的指針變量。為了表示指針變量和它所指向的變量地址之間的關(guān)系，C51中提供了兩個專門的運算符：* 指針運算符&

48、 取地址運算符 指針運算符“ * 放在指針變量前面，通過它實現(xiàn)訪問以指針變量的內(nèi)容為地址所指向的存儲單元。例如：指針變量p中的地址為2000H，那么*p所訪問的是地址為2000H的存儲單元，x=*p，實現(xiàn)把地址為2000H的存儲單元的內(nèi)容送給變量x。 取地址運算符“&放在變量的前面，通過它取得變量的地址，變量的地址通常送給指針變量。例如：設(shè)變量x的內(nèi)容為12H，地址為2000H，那么&x的值為2000H，如有一指針變量p，那么通常用p=&x，實現(xiàn)將x變量的地址送給指針變量p，指針變量p指向變量x，以后可以通過*p訪問變量x。4.5 表達式語句及復(fù)合語句4.5.1 表達式語句在表達式的后邊加一個

49、分號“；就構(gòu)成了表達式語句 ,如:a=+b*9；x=8；y=7；+k； 可以一行放一個表達式形成表達式語句，也可以一行放多個表達式形成表達式語句，這時每個表達式后面都必須帶“；號，另外，還可以僅由一個分號“；占一行形成一個表達式語句，這種語句稱為空語句。 空語句在程序設(shè)計中通常用于兩種情況：1在程序中為有關(guān)語句提供標號，用以標記程序執(zhí)行的位置。例如采用下面的語句可以構(gòu)成一個循環(huán)。repeat：； ； goto repeat；2在用while語句構(gòu)成的循環(huán)語句后面加一個分號，形成一個不執(zhí)行其它操作的空循環(huán)體。這種結(jié)構(gòu)通常用于對某位進行判斷，當不滿足條件那么等待，滿足條件那么執(zhí)行?！纠?-11】下

50、面這段子程序用于讀取8051單片機的串行口的數(shù)據(jù)，當沒有接收到那么等待；當接收到，接收數(shù)據(jù)后返回，返回值為接收的數(shù)據(jù)。#include char getchar( )char c;while(!RI); /當接收中斷標志位RI為0那么等待， 當接收中斷標志位為1那么結(jié)束等待c=SBUF;RI=0;return(c);4.5.2 復(fù)合語句 復(fù)合語句是由假設(shè)干條語句組合而成的一種語句，在C51中，用一個大括號“ 將假設(shè)干條語句括在一起就形成了一個復(fù)合語句，復(fù)合語句最后不需要以分號“；結(jié)束，但它內(nèi)部的各條語句仍需以分號“；結(jié)束。復(fù)合語句的一般形式為：局部變量定義；語句1；語句2； 復(fù)合語句在執(zhí)行時，

51、其中的各條單語句按順序依次執(zhí)行，整個復(fù)合語句在語法上等價于一條單語句，因此在C51中可以將復(fù)合語句視為一條單語句。通常復(fù)合語句出現(xiàn)在函數(shù)中，實際上，函數(shù)的執(zhí)行局部即函數(shù)體就是一個復(fù)合語句；復(fù)合語句中的單語句一般是可執(zhí)行語句，此外還可以是變量的定義語句說明變量的數(shù)據(jù)類型。在復(fù)合語句內(nèi)部語句所定義的變量，稱為該復(fù)合語句中的局部變量，它僅在當前這個復(fù)合語句中有效。利用復(fù)合語句將多條單語句組合在起，以及在復(fù)合語句中進行局部變量定義是C51語言的一個重要特征。4.6 C51的輸入輸出 在C51語言中，它本身不提供輸入和輸出語句，輸入和輸出操作是由函數(shù)來實現(xiàn)的。在C51的標準函數(shù)庫中提供了一個名為“std

52、io.h的一般I/O函數(shù)庫，它當中定義了C51中的輸入和輸出函數(shù)。當對輸入和輸出函數(shù)使用時，須先用預(yù)處理命令“#include 將該函數(shù)庫包含到文件中。 在C51的一般I/O函數(shù)庫中定義的I/O函數(shù)都是通過串行接口實現(xiàn)，在使用I/O函數(shù)之前，應(yīng)先對MCS-51單片機的串行接口進行初始化。選擇定時器/計數(shù)器1工作于方式28位自動重載方式，波特率由定時器/計數(shù)器1溢出率決定。例如，設(shè)系統(tǒng)時鐘為12MHz，波特率為2400bps，那么初始化程序如下：SCON=0 x52；TMOD=0 x20；TH1=0 xF3；TR1=1；4.6.1 格式輸出函數(shù)printf( ) printf( )函數(shù)的的作用是

53、通過串行接口輸出假設(shè)干任意類型的數(shù)據(jù)，它的格式如下：printf格式控制，輸出參數(shù)表 格式控制是用雙引號括起來的字符串，也稱轉(zhuǎn)換控制字符串，它包括三種信息：格式說明符、普通字符和轉(zhuǎn)義字符。1格式說明符，由“%和格式字符組成，它的作用是用于指明輸出的數(shù)據(jù)的格式輸出，如%d、%f等，它們的具體情況見表4-4。2普通字符，這些字符按原樣輸出，用來輸出某些提示信息。3轉(zhuǎn)義字符，就是前面介紹的轉(zhuǎn)義字符表4-2，用來輸出特定的控制符，如輸出轉(zhuǎn)義字符n就是使輸出換一行。 輸出參數(shù)表是需要輸出的一組數(shù)據(jù)，可以是表達式。格式字符數(shù)據(jù)類型輸 出 格 式dint帶符號十進制數(shù)uint無符號十進制數(shù)oint無符號八進

54、制數(shù)xint無符號十六進制數(shù)，用“af”表示Xint無符號十六進制數(shù)，用“AF”表示ffloat帶符號十進制數(shù)浮點數(shù)，形式為-dddd.dddde，Efloat帶符號十進制數(shù)浮點數(shù)，形式為-d.ddddEddg，Gfloat自動選擇e或f格式中更緊湊的一種輸出格式cchar單個字符s指針指向一個帶結(jié)束符的字符串p指針帶存儲器批示符和偏移量的指針，形式為M：aaaa其中，M可分別為：C(code)，D(data)，I(idata)，P(pdata)如M為a，則表示的是指針偏移量4.6.2 格式輸入函數(shù)scanf scanf函數(shù)的作用是通過串行接口實現(xiàn)數(shù)據(jù)輸入，它的使用方法與printf類似，sc

55、anf的格式如下： scanf格式控制，地址列表 格式控制與printf函數(shù)的情況類似，也是用雙引號括起來的一些字符，可以包括以下三種信息：空白字符、普通字符和格式說明。1空白字符，包含空格、制表符、換行符等，這些字符在輸出時被忽略。2普通字符，除了以百分號“%開頭的格式說明符而外的所有非空白字符，在輸入時要求原樣輸入。3格式說明，由百分號“%和格式說明符組成，用于指明輸入數(shù)據(jù)的格式，它的根本情況與printf相同，具體情況見表4-5。 地址列表是由假設(shè)干個地址組成，它可以是指針變量、取地址運算符“&加變量變量的地址或字符串名表示字符串的首地址。格式字符數(shù)據(jù)類型輸出格式dint指針帶符號十進制

56、數(shù)uint指針無符號十進制數(shù)oint指針無符號八進制數(shù)xint指針無符號十六進制數(shù)f，e，Efloat指針浮點數(shù)cchar指針字符sstring指針字符串表4.5 C51中輸入函數(shù)scanf的格式字符及功能【例4-12】 使用格式輸入輸出函數(shù)的例子：#include /包含特殊功能存放器庫#include /包含I/O函數(shù)庫void main(void) /主函數(shù)int x,y; /定義整型變量x和ySCON=0 x52; /串口初始化TMOD=0 x20;TH1=0 xF3;TR1=1;printf(“input x,y:n); /輸出提示信息scanf(“%d%d,&x,&y); /輸入x

57、和y的值printf(“n); /輸出換行printf(“%d+%d=%d,x,y,x+y); /按十進制形式輸出printf(“n); /輸出換行printf(“%xH+%xH=%XH,x,y,x+y); /按十六進制形式輸出while(1); /結(jié)束4.7 C51程序根本結(jié)構(gòu)與相關(guān)語句4.7.1 C51的根本結(jié)構(gòu)一順序結(jié)構(gòu) 順序結(jié)構(gòu)是最根本、最簡單的結(jié)構(gòu)，在這種結(jié)構(gòu)中，程序由低地址到高地址依次執(zhí)行，圖4.3給出順序結(jié)構(gòu)流程圖，程序先執(zhí)行A操作，然后再執(zhí)行B操作。AB圖4.3 順序結(jié)構(gòu)流程圖 選擇結(jié)構(gòu)可使程序根據(jù)不同的情況，選擇執(zhí)行不同的分支，在選擇結(jié)構(gòu)中，程序先都對一個條件進行判斷。當條件

58、成立，即條件語句為“真時，執(zhí)行一個分支，當條件不成立時，即條件語句為“假時，執(zhí)行另一個分支。如圖4.4，當條件S成立時，執(zhí)行分支A，當條件P不成立時，執(zhí)行分支B。二選擇結(jié)構(gòu)條件P語句A語句B成立不成立 在C51中，實現(xiàn)選擇結(jié)構(gòu)的語句為if/else，if/else if語句。另外在C51中還支持多分支結(jié)構(gòu)，多分支結(jié)構(gòu)既可以通過if和else if語句嵌套實現(xiàn)，可用swith/case語句實現(xiàn)。 在程序處理過程中，有時需要某一段程序重復(fù)執(zhí)行屢次，這時就需要循環(huán)結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)，循環(huán)結(jié)構(gòu)就是能夠使程序段重復(fù)執(zhí)行的結(jié)構(gòu)。循環(huán)結(jié)構(gòu)又分為兩種：當while型循環(huán)結(jié)構(gòu)和直到do.while型循環(huán)結(jié)構(gòu)。1當型循環(huán)

59、結(jié)構(gòu)當型循環(huán)結(jié)構(gòu)如圖4-3，當條件P成立為“真時，重復(fù)執(zhí)行語句A，當條件不成立為“假時才停止重復(fù)，執(zhí)行后面的程序。三循環(huán)結(jié)構(gòu)圖4.5 當型循環(huán)結(jié)構(gòu) 條件P語句A成立不成立2直到型循環(huán)結(jié)構(gòu)直到型循環(huán)結(jié)構(gòu)如圖4-4，先執(zhí)行語句A，再判斷條件P，當條件成立為“真時，再重復(fù)執(zhí)行語句A，直到條件不成立為“假時才停止重復(fù)，執(zhí)行后面的程序。條件P語句A成立不成立圖4.6 直到型循環(huán)結(jié)構(gòu)構(gòu)成循環(huán)結(jié)構(gòu)的語句主要有：while、do while、for、goto等。 if語句是C51中的一個根本條件選擇語句，它通常有三種格式：1if 表達式 語句；2if 表達式 語句1； else 語句2；3if 表達式1 語句

60、1； else if 表達式2 語句2； else if 表達式3 語句3； else if 表達式n-1 語句n-1； else 語句n 4.7.2 If語句【例4-13】 if語句的用法。1if (x!=y) printf(“x=%d,y=%dn,x,y); 執(zhí)行上面語句時，如果x不等于y，那么輸出x的值和y的值。2if (xy) max=x;else max=y; 執(zhí)行上面語句時，如x大于y成立，那么把x送給最大值變量max，如x大于y不成立，那么把y送給最大值變量max。使max變量得到x、y中的大數(shù)。3if (score=90) printf(“Your result is an A