单片机应用技术(C语言版)第4章C51程序设计入门

2020/1/161单片机应用技术（C语言版）第4章C51程序设计入门2020/1/162第4章单片机C语言及程序设计4.1C51的基本数据类型4.2C51变量的存储区域4.3C51的运算符4.4数组4.5指针4.6结构4.7C51程序设计4.8函数的定义与调用目录2020/1/163本章内容完全是结合单片机来讲解，也就是补充C语言在单片机方面的概念、数据定义和函数定义等。通过本章学习，使读者能够比较顺利地编写C51程序。2020/1/164“C51”概念：把“单片机C语言”称为“C51”，也称为“KeilC”。用C51编写单片机程序，与用ANSIC编写程序的不同之处是，需要根据单片机存储器结构及内部资源，定义相应的数据类型和变量。其它的语法规定、程序结构及程序设计方法，都与ANSIC相同。1、C51概述2020/1/1652、C语言编程的优势在编程方面，使用C51较汇编语言有诸多优势：1）编程容易2）容易实现复杂的数值计算3）容易阅读与交流4）容易调试与维护程序5）容易实现模块化开发6）程序可移植性好2020/1/166用汇编语言编写程序时，必须考虑其存储器的结构，尤其要考虑其片内数据存储器、特殊功能寄存器是否正确合理的使用，以及按照实际地址端口数据的处理。2020/1/1673、C51扩展的关键字由于单片机在结构及编程上的特殊要求，C51有自己的特殊关键字，称之为C51扩展的关键字，下面给出常用的C51扩展的关键字。_at_bdatabitcodedataidatainterruptpdatareentrantsbitsfrsfr16xdata这些关键字在后面会陆续接触到，此处先不给出它们的含义。2020/1/1684.1C51基本数据类型1、数据类型：数据的不同格式。2、数据类型分类：基本型（表4.1）、构造类型（数组、结构体、共同体、枚举）、指针类型和空类型2020/1/169在计算机中不能随意给一个变量赋任意的值，因为变量在单片机的内存中要占空间的，变量不同，所占的空间不同。为了合理利用单片机的内存空间，在编程时要设定合适的数据类型。2020/1/1610表4-1C51数据类型、长度和数值范围数据类型表示方法长度数值范围无符号字符型unsignedchar1字节0～255有符号字符型signedchar1字节-128～127无符号整型unsignedint2字节0～65535有符号整型signedint2字节-32768～32767无符号长整型unsignedlong4字节0～4294967295有符号长整型signedlong4字节-2147483648～2147483647浮点型float4字节±1.1755E-38～±3.40E+38特殊功能寄存器型sfrsfr161字节2字节0～2550～65535位类型bit、sbit1位0或12020/1/1611补充：C51特殊功能寄存器与位变量的定义（P82）主要内容1、8位特殊功能寄存器的定义2、16位特殊功能寄存器的定义3、sbit型位变量的定义4、bit型位变量的定义2020/1/16121、8位特殊功能寄存器的定义定义的一般格式为：sfr特殊功能寄存器名＝地址常数地址常数范围：0x80～0xff。特殊功能寄存器定义例子（见reg51.h、reg52.h等文件）：sfrP0=0x80;//定义P0寄存器sfrP1=0x90;//定义P1口寄存器sfrPSW=0xd0;//定义PSWsfrIE=0xa8;//定义IE2020/1/16132、16位特殊功能寄存器的定义定义的一般格式为：sfr16特殊功能寄存器名＝地址常数地址常数范围：0x80～0xff。例如（见reg51.h、reg52.h等文件）：sfr16DPTR=0x82;sfr16T2=0xcc;//含TL2和TH22020/1/1614几点说明：1）定义特殊功能寄存器中的地址必须在0x80～0xff范围内。2）定义特殊功能寄存器，必须放在函数外面作为全局变量。3）用sfr或sfr16每次只能定义一个特殊功能寄存器。4）用sfr或sfr16定义的是绝对定位的变量（因为名字是与确定地址对应的），具有特定的意义，在应用时不能像一般变量那样随便使用。2020/1/16153、sbit型位变量的定义特殊功能寄存器的位声明一般格式为：sbit位变量名＝位地址表达式这里的位地址表达式有三种形式：直接位地址特殊功能寄存器名带位号字节地址带位号2020/1/1616a、用直接位地址定义位变量定义特殊功能寄存器的位。例如：sbitP0_0=0x80;sbitP1_1=0x91;sbitRS0=0xd3;//定义PSW的第3位sbitET0=0xa9;//定义IE的第1位2020/1/1617b、特殊功能寄存器名带位号定义定义格式为：sbit位变量名＝特殊功能寄存器名^位号常数这里的位号常数为0～7。例如：sbitP0_3=P0^3;sbitP1_4=P1^4;sbitOV=PSW^2;//定义PSW的第2位sbitES=IE^4;//定义IE的第4位2020/1/1618c、寄存器地址带位号定义位变量定义格式为：sbit位变量名＝特殊功能寄存器地址^位号常数这里的位号常数同上，为0～7。例如：sbitP0_6=0x80^6;sbitP1_7=0x90^7;sbitOV=0xd0^2;//定义PSW的第2位sbitES=0xa8^4;//定义IE的第4位2020/1/1619d、几点说明1）用sbit定义的位变量，必须能够按位操作，而不能够对无位操作功能的位定义位变量。2）用sbit定义位变量，必须放在函数外面作为全局位变量，而不能在函数内部定义。3）用sbit每次只能定义一个位变量。4）用sbit定义的是一种绝对定位的位变量（因为名字是与确定位地址对应的），具有特定的意义，不能随便使用。2020/1/16204、bit型位变量的定义常说的位变量指的就是bit型位变量。C51的bit型位变量定义的一般格式为：[存储类型]bit位变量名1[=初值][，位变量名2[=初值]][，…]bit位变量被保存在RAM中的位寻址区域例如：bitflag_run=0；staticbitsend_bit；2020/1/1621数据类型转换(p56)1）自动转换把赋值号右边的类型转换成左边的类型。A：实型赋予整型B:整型赋予实型C:字符型赋予整型D：整型赋予字符型2020/1/16222）强制转换像ANSIC一样，通过强制类型转换的方式进行转换。如：unsignedintb;floatc;b=(int)c;2020/1/16234.2C51变量存储区域1、C51变量的定义2、C51变量的存储类型3、C51变量的存储区域4、C51变量定义举例5、C51变量的存储模式2020/1/16241、C51变量的定义C51变量定义的一般格式为：[存储类型]数据类型[存储区域]变量名1[=初值][,变量名2[=初值]][,…]或[存储类型][存储区域]数据类型变量名1[=初值][,变量名2[=初值]][,…]staticunsignedchardatai=0;2020/1/16252、C51变量的存储类型按照ANSIC，C语言的变量有4种存储类型：（P71）动态存储（auto）静态存储（static）全局存储（extern）寄存器存储（register）2020/1/1626（1）动态变量动态（存储）变量：用auto定义的为动态变量，也叫自动变量。作用范围：在定义它的函数内或复合语句内部。执行时，分配存储空间，结束时释放存储空间。定义变量时，auto可以省略2020/1/1627（2）静态变量静态（存储）变量：用static定义的为静态变量。函数退出时，变量的值不消失。分为静态局部和静态全局变量。静态局部变量：在函数体内定义静态全局变量：在函数体外部定义若非必要，不要多用静态变量2020/1/1628（3）外部变量外部（存储）变量：用extern声明的变量为外部变量，是在其它文件定义过的全局变量。用extern声明后，便可以在所声明的文件中使用。2020/1/1629补充：函数的定义：函数功能的确立，包括制定函数名、函数值类型、形参及其类型、函数体等，是一个完整的、独立的函数单位。函数的声明：把函数的名字、函数类型以及形参类型、个数和顺序通知编译系统，以便在调用该函数时系统按此进行对照检查。2020/1/1630#includestdio.hvoidmain(){intmax(int,int);//对被调函数的声明intA=13,B=3;定义外部变量printf(“%d\n”,max(A,B));}intmax(intx,inty)//定义子函数{intz;z=xy?x:y;return(z);}2020/1/1631（4）寄存器变量寄存器（存储）变量：用register定义的变量为寄存器变量。寄存器变量存放在CPU的寄存器中，这种变量处理速度快，但数目少。C51中的寄存器变量：C51的编译器在编译时，能够自动识别程序中使用频率高的变量，并将其安排为寄存器变量，用户不用专门声明，对C51无实际意义。2020/1/16323、C51变量的存储区域（P57）变量的存储区属性是单片机扩展的概念，非常重要，它涉及到6个新的关键字。MCS-51单片机有四个存储空间，分成三类，它们是片内RAM、片外RAM和ROM。2020/1/1633表4.2C51存储区与存储空间的对应关系关键字对应的存储空间及范围data片内RAM，直接寻址，低128字节bdata片内RAM，位寻址区0x20～0x2f，可字节访问idata片内RAM，间接寻址，256字节，与@Ri对应pdata片外RAM，低256字节，与MOVX@Ri对应xdata片外RAM，64KB全空间codeROM空间，64KB全空间2020/1/16344、C51变量定义举例1）定义存储在data区域的动态unsignedchar变量：unsignedchardatasec=0,min=0,hou=0;2）定义存储在data区域的静态unsignedchar变量：staticunsignedchardatascan_code=0xfe;3）定义存储在data区域的静态unsignedint变量：staticunsignedintdatad;2020/1/16354）定义存储在bdata区域的动态unsignedchar变量：unsignedcharbdataoperate,operate1;5）定义存储在idata区域的动态unsignedchar数组：unsignedcharidatatemp[20];6）定义在pdata区域的动态有符号int数组：intpdatasend_data[30];2020/1/16367）定义存储在xdata区域的动态unsignedint数组：unsignedintxdatareceiv_buf[50];8）定义存储在code区域的unsignedchar数组：unsignedcharcodea[10]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f};//定义共阴极数码管段码数组2020/1/16375、C51变量的存储模式(P58)存储模式：如果在定义变量时缺省了存储区，则编译器会自动选择默认的存储区域，也就是存储模式。存储模式分为三种：小模式（small）、紧凑模式（compact）和大模式（large）。编译模式由编译控制命令决定。存储模式（编译模式）决定了变量的默认存储区域和参数的传递方法。2020/1/1638(1)small模式在small模式下，变量的默认存储区域是“data”、“idata”，并且堆栈也安排在该区域中。small模式的特点：存储容量小，但速度快。默认存储模式：如果文件或函数未指明存储模式，则编译器按small模式处理。2020/1/1639(2)compact模式在compact