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1、第8章 单片机C程序设计及应用,8.1 单片机C51程序设计 8.2 采用C51程序的设计实例 本章小结 练习与思考题,8.1 单片机C51程序设计 8.1.1 单片机C程序的基本概念 目前仍在使用的单片机开发设计语言大致有两类：汇编语言和C语言。C语言由于其结构化、移植性好和高效性的特点，是进行单片机开发的一种利器。C语言是一种源于编写UNIX操作系统的语言，与汇编语言相比，有以下优点：,(1) 不需要了解51单片机的指令系统，仅仅要求初步了解存储器结构。 (2) 程序有规范的结构，可分为不同的函数，使程序结构化。 (3) 程序可读性好。 (4) 提供很多标准库函数，数据处理能力强。 (5)
2、 程序易于做到模块化，移植性好。,8.1.2 单片机C程序的基本结构 C语言是一种通用性很强的结构化程序设计语言。从程序流程的角度来看，单片机C程序可以分为3种基本结构：顺序结构、选择结构和循环结构。这3种基本结构可以组成各种复杂程序。,1顺序结构 顺序结构程序是仅包含一个main( )函数的简单程序，适当运用表达式语句就能设计出具有某特定功能的顺序结构C51程序。这是一种最简单的基本结构，程序只由低地址向高地址顺序执行指令代码，如图8-1所示。虽然该程序设计方法简单，但在具体运用中的算法仍然采用自顶向下逐步求精的方法进行设计。,图8-1 顺序结构,2选择结构 使单片机具有决策能力的是选择结构
3、，这种结构也称为分支结构，如图8-2(a)所示。选择结构中包含一个判断框，执行流程根据判断条件P的成立与否，选择执行其中的一路分支。图8-2(b)所示的是特殊的选择结构，即一路为空的选择结构。这种选择结构中，当P条件成立时，执行A操作，然后脱离选择结构；如果P条件不成立，则直接脱离选择结构。它包括if语句结构和switch语句结构两种。,图8-2 选择结构,1) if语句结构 C语言的if语句有3种形式：基本if形式、if-else形式、if-else-if形式。 基本if形式语法结构如下： if(表达式) 处理程序; 处理机理是：如果表达式的值为“真”，则执行“处理程序”的语句内容，否则不执
4、行该语句内容。例如：,void main( ) uchar sp0=0, buffer02=0, 0; if (sp0 = 0) buffer0sp0=RXBUF0; /接收串口数据 if-else形式语法结构如下： if(表达式) 处理程序1; else 处理程序2;,处理机理是：如果if表达式的值为“真”，则执行“处理程序1”的语句内容，否则执行“处理程序2”语句内容。例如： void main( ) uchar end,rev_flag; if (end = 1) rev_flag0=1; else rev_flag0=0; ,if-else-if形式语法结构如下： if(表达式1) 处
5、理程序1; else if (表达式2) 处理程序2; else (表达式n) 处理程序n;,处理机理是：如果表达式1的值为“真”，则执行与之相对应的“处理程序1”的语句内容；如果表达式2的值为“真”，则执行与之相对应的“处理程序2”的语句内容，依次判断表达式“x”是否为“真”，如果为“真”则执行与之相对应的“处理程序x”语句内容。例如：,void main( ) uchar sp0=0, rev_byte0, buffer02=0, 0, receive_frame10; if (sp0 = 0) buffer0sp0=RXBUF0; /接收串口数据 if (buffer00 = 0xEB
6、) sp0+; ,/* 判断第二个字节 */ else if (sp0 = 1) buffer0sp0=RXBUF0; if ( buffer00 = 0xEB ) else if (sp0 = 2) ,receive_framerev_byte0=RXBUF0; rev_byte0+; ,2) switch语句结构 C语言的switch语句又称开关语句，它可以从多种情况中选择满足条件的一种情况，是多分支选择结构语句。 switch形式语法结构如下：,switch(表达式) case：处理序列1；break case：处理序列2；break case：处理序列n；break default：处
7、理序列n+1； ,处理机理是：计算表达式的值，并逐个与其后的常量表达式的值相比较，当表达式的值与某个常量表达式的值相等，即执行其后的处理序列语句，然后不再进行判断，继续执行后面所有case后的处理序列语句。如表达式的值与所有case后的常量表达式都不相同时，则执行default后的处理序列语句。C语言还提供了一种break语句，专用于跳出switch语句。例如：,void main( ) uchar flag=0,up=0,down=0,left=0,right=0; switch(flag) case 1:up=1;break; /置标志 case 2:down=1;break; case
8、3:left=1;break; case 4:right=1;break; default:error=1;break; ,本例中输入一个整数，经switch判断后，选择输出是一周中的星期几，整数不在17的范围内时就输出“Error”。可见此类多分支程序用switch语句可以很容易实现。,3循环结构 计算机的基本特征之一就是具有重复执行一组语句的能力循环能力。循环结构是程序中一种很重要的结构。其特点是：在给定条件成立时，反复执行某程序段，直到条件不成立时为止。 循环结构有两种形式：当型循环和直到型循环。,1) 当型循环 判断条件P是否成立，若成立，则重复执行A操作，直至某次判断条件P不再成立，
9、就不再执行A操作而退出循环结构，见图8-3(a)。 2) 直到型循环 重复执行A操作，然后判断条件P是否成立，如果不成立再执行A操作，直到条件P成立，不再执行A操作，退出循环，见图8-3(b)。,图8-3 循环结构,无论是顺序结构、选择结构，还是循环结构，它们有一个共同点，即只有一个入口且只有一个出口。从示意图中可以看到，如果把基本结构看做是一个整体(用虚线框表示)，执行流程从a点进入基本结构，而从b点脱离基本结构。整个程序由若干个这样的基本结构组合而成，必然有良好的可读性和可维护性。它包括for语句结构和while语句结构两种。,(1) for语句结构。C语言中，for语句是一种使用最为方便
10、灵活的循环控制语句结构，它提供了一个应用非常灵活的控制部分，既可以实现计数循环程序设计，又可以实现条件控制循环程序设计。 for形式语法结构如下： for(表达式1；表达式2；表达式3) 处理程序；,处理机理是：首先计算“表达式1”的值；再计算“表达式2”的值，若值为“真”则执行循环体一次，否则跳出循环；然后再计算“表达式3”的值，转回第2步重复执行。在整个for循环过程中，“表达式1”只计算一次，作为for的入口语句条件，“表达式2”和“表达式3”则可能计算多次。循环体也可能多次执行，也可能一次都不执行。例如：,void main( ) int n, sum=0; for(n=0;n=50;
11、n+) sum+=n; 在使用for语句中有几点要特别注意： 循环体内的处理程序可以为空操作； for语句的各表达式都可以省，而分号不能省，在省略各表达式时要特别小心分析，防止造成无限死循环。,(2) while语句结构。while形式语法结构有当while形式和直到while形式两种。 当while形式如下： while(表达式) 处理程序； 处理机理是：计算“表达式”的值，若为“真”则执行循环体的处理程序一次，然后再对表达式进行计算执行，直到表达式的值为“假”时停止循环。循环体也可能多次执行，也可能一次都不执行。例如：,void main( ) int n=0, sum=0; while(
12、n50) n+=1; sum+=n; ,直到循环do-while形式如下： do 处理程序； while(表达式)； 处理机理是：先执行处理程序，到while时计算“表达式”的值，若为“真”则再次执行循环体的处理程序一次，直到表达式的值为“假”时停止循环。循环体至少会执行一次。例如：,void main( ) int n=0, sum=0; do n+=1; sum+=n; while(n=50); ,8.1.3 单片机C程序的数据类型 数据是计算机操作的对象。无论用何种语言、算法进行程序设计，最终在计算机中运行的只有数据流。数据的不同格式称为数据类型。开始单片机C程序的学习之前先应该熟悉它所
13、支持的数据类型。 C语言数据类型包括：基本类型、构造类型、指针类型以及空类型。其中，基本数据类型包括位(bit)、字符(char)、整型(int)、短整型(short)、长整型(long)、浮点型(float)以及双精度浮点型(double)；构造类型包括数组(array)、结构体(struct)、共用体(union)以及枚举类型(enum)。,对于51系列单片机编程而言，支持的数据类型是和编译器有关的，比如C51编译器中整型(int)和短整型(short)相同，浮点型(float)和双精度浮点型(double)相同。表8-1列出了C51编译器KEIL uVision2 C51编译器所支持的数据类型。,表8-1 KEIL uVision2 C51编译器所支持的数据类型,下面来看看它们的具体定义。 1字符类型char char类型的长度是一个字节，通常用于定义处理字符类型的变量或常量。它分为无符号字符类型unsigned char和有符号字符类型signed char，默认值为signed char 类型。unsigned char 类型用字节中所有位表示数值，可以表达的数值范围是0(281)。signed char 类型用字节中最高位表示数据的符号，“0”表示正数，“1”表示负数，负数用补码表示，可以表达的数值范围是 27+(271)。,
