单片机技术及应用-第九章 c51程序设计及应用

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1、单 片 机 技 术 与 应 用 实 践,第9章 C51程序设计及应用,单片机技术与应用实践,教学提示,本章主要介绍了C51程序设计基础知识，包括C语言的数据类型、运算符、各种语句、数组与函数等知识，使大家具有单片机C语言程序设计的能力。,教学目标,了解C51与ASM51的区别。 掌握C51程序设计基础知识。 掌握C51的函数与数组的使用方法。 学会用C语言编写简单单片机程序。,单片机技术与应用实践,9.1 C51程序设计基础知识,9.2 C51的函数与数组,9.3 实践训练,单片机技术与应用实践,9.1 C51程序设计基础知识,9.1.1 C51特点,9.1.2 C51编程的例子,9.1.3

2、C51的标识符和保留字,9.1.4 C51的数据类型,9.1.5 C51的常量,9.1.6 变量,9.1.7 C51的常用运算符,9.1.8 C51的输入输出,9.1.9 C51的基本语句,单片机技术与应用实践,9.1 C51程序设计基础知识,9.1.1 C51特点,（1）对单片机的指令系统不要求了解，仅要求对51系列单片机的存贮器结构有初步了解； （2）寄存器分配、不同存贮器的寻址及数据类型等细节可由编译器管理； （3）程序有规范的结构，可分成不同的函数，这种方式可使程序结构化； （4）提供的库包含许多标准子程序，具有较强的数据处理能力； （5） 由于具有方便的模块化编程技术，使已编好程序可

3、容易地移植； （6）生成的目标代码的效率略低于汇编语言程序。,C51与ASM51相比，主要具有如下特点：,单片机技术与应用实践,9.1.2 C51编程的例子,【例9-1】 编程使接在P1.0引脚上的LED发光。 #include “reg51.h“ sbit P1_0=P10; void main() P1_0=0; /* P1.0 灯亮*/ ,这个程序的作用是让接在P1.0引脚上的LED点亮,单片机技术与应用实践,1. 编译预处理部分,程序的第一行是一个“文件包含”处理。程序中包含reg51.h文件的目的是为了要使用P1这个符号，即通知C编译器，程序中所写的P1是指80C51单片机的P1端口

4、而不是其他变量。 可根据不同的编程需要选择不同的头文件，一般情况下若只用简单控制，只需要下面3个头文件： #include “reg51.h“ /*寄存器说明头文件*/ #include “stdio.h“ /*输入/输出说明头文件*/ #include “intrins.h“ /*部分特殊指令说明头文件*/,在C语言里，如果直接写P1.0，C编译器并不能识别，而且P1.0也不是一个合法的C语言变量名，所以需给它另起一个名字，这里使用了Keil C的关键字sbit来定义。,2. 说明与定义部分,单片机技术与应用实践,函数是C51程序的基本单位，一个C51程序至少有一个主函数main()，也可以

5、由一个主函数main()和若干个其他函数构成。函数由函数说明部分和函数体两部分构成。 (1) 函数说明部分由函数名、函数类型、函数属性、函数参数(形参)名和形式参数类型组成。 一个函数名后面必须跟一对圆括号，即便没有任何参数也是如此。 (2) 函数体，即函数说明部分下面的大括号“”内的部分。 函数体一般包括： 声明部分：在这部分中定义所用到的变量. 执行部分：由若干个语句组成。 说明: void Delay() /*这是一个空函数，什么也不做，但它是合法的*/,3. 函数,单片机技术与应用实践,(1)每个变量必须先定义后使用。 (2)变量名由英文字母、数字和下划线构成，具体使用细则见9.1.3

6、小节。 (3)C语言书写的格式自由，可以在一行写多个语句，也可以把一个语句写在多行。没有行号(但可以有标号)，对书写的缩进没有要求。但是建议读者自己按一定的规范来写，可以给自己带来方便。 (4)每个语句的最后必须有一个分号“；”，分号是C语句的必要组成部分，此点尤其要注意与汇编语言区分。空语句可以只用一个分号表示，在分号前什么也不写，最好用花括号把分号括起来，即；，表示什么也不做但要耗费一定的时间，作用类似于汇编语言中的空操作指令NOP。,4. 语句组成规则,单片机技术与应用实践,可以用/*/的形式为C程序的任何一部分做注释，在“/*”开始后，一直到“*/”为止的中间的任何内容都被认为是注释。

7、 注意：Keil C也支持C+风格的注释，就是用“/”引导的后面的语句是注释. 例： P1_0=!P1_0; /取反P1.0 这种风格的注释只对本行有效，而且书写比较方便，所以在只需要一行注释时，往往采用这种格式。,5.C51的注释,单片机技术与应用实践,C51程序结构如下：,译预处理部分 #include #define 标识符 字符串说明与定义部分 sbit P1_0=P10; /*变量定义*/ void delay(void); /*函数声明*/ void main() /*主函数说明*/ 声明部分 执行部分 void delay(int a) /*子函数说明*/ 声明部分 执行部分 ,

8、单片机技术与应用实践,9.1.3 C51的标识符和保留字,标识符用于标识语句、数据类型、函数、变量、数组、存储方式等对象，也就是这些对象的名字。在C语言中，标识符严格区分大小写。在C51编译器中，支持标识符的前32位为有效标识，如果超长，则超长部分被舍弃。 注意:变量名只能由字母、数字、下划线组成，且只能由字母和下划线开头。变量不能是C语言的保留字(或称关键字)，即不能使用C语言系统已经有固定含义的单词。,单片机技术与应用实践,表9-1 C语言32个保留字,表9-2 C51扩展13个保留字,单片机技术与应用实践,9.1.4 C51的数据类型,数据在计算机内存中的存放情况由数据结构决定。C语言的

9、数据结构是由数据类型决定的，C51的数据类型分为基本数据类型和组合数据类型，组合数据类型是由基本数据类型构造而成的。情况与标准C中的数据类型基本相同，标准C语言中基本的数据类型为char、int、short、long、float和double。组合数据类型有数组类型、结构体类型、共同体类型、枚举类型、指针类型和空类型。 注意:在C51编译器中int和short相同，float和double相同。另外，C51中还有专门针对MCS-51单片机的特殊功能寄存器类型和位类型。,单片机技术与应用实践,表9-3 C51基本数据类型,单片机技术与应用实践,1字符型char,长度为一个字节，用于存放一个单字节

10、的数据。可以分为以下两种： (1) signed char：用于定义带符号字节数据，其字节的最高位为符号位，“0”表示正数，“1”表示负数，用补码表示，所能表示的数值范围是-128+127。 (2) unsigned char：用于定义无符号字节数据或字符，可以存放一个字节的无符号数，其取值范围为0255。可以用来存放无符号数，也可以存放西文字符，一个西文字符占一个字节，在计算机内部用ASCII码存放。 默认为signed char。,单片机技术与应用实践,2int整型,长度均为两个字节，用于存放一个双字节数据。可分两种： (1) signed int：用于存放两字节带符号数，用补码表示，数的

11、范围为-32768+32767。 (2) unsigned int：用于存放两字节无符号数，数的范围为065535。 默认为signed int。,3long长整型,长度均为4字节，用于存放一个4字节数据。可分以下两种： (1) signed long：用于存放4字节带符号数，用补码表示，数的范围为-2147483648 +2147483647。 (2) unsigned long：用于存放4字节无符号数，数的范围为04294967295。 默认为signed long。,单片机技术与应用实践,4 float浮点型,float型数据的长度为4字节，格式符合IEEE754标准的单精度浮点型数据，

12、包含指数和尾数两部分，最高位为符号位，“1”表示负数，“0”表示正数，其次的8位为阶码，最后的23位为尾数的有效数位，由于尾数的整数部分隐含为“1”，所以尾数的精度为24位。,5* 指针型,指针变量本身也是一个变量，在这个变量中存放的是指向另一个数据的地址。这个指针变量要占用一定的内存单元，对不同的处理器其长度不一样，在C51中它的长度一般为13个字节。,单片机技术与应用实践,6特殊功能寄存器型,C51提供的一种扩展数据类型，用于访问MCS-51单片机中的特殊功能寄存器数据，在C51中对特殊功能寄存器的访问必须先用sfr或sfr16进行声明。可以分为以下两种： (1) sfr：sfr为字节型特

13、殊功能寄存器类型，占一个内存单元，利用它可以访问MCS-51内部的所有特殊功能寄存器。 (2) sfr16：sfr16为双字节型特殊功能寄存器类型，占用两个字节单元，利用它可以访问MCS-51内部的所有两个字节的特殊功能寄存器。,单片机技术与应用实践,7位类型,位类型也是C51提供的扩展数据类型，用于访问MCS-51单片机中的可寻址的位单元，但不能定义位指针也不能定义位数组。它们在内存中都只占一个二进制位，其值可以是“1”或“0”。支持以下两种位类型： (1) bit型：定义的位变量在C51编译器编译时，在不同时间位地址是可以变化的。使用它可以定义一个位变量，但不能定义位指针，也不能定义位数组

14、。 (2) sbit型：定义的位变量必须与MCS-51单片机的一个可以寻址位单元或可位寻址的字节单元中的某一位(C51内部的RAM及特殊功能寄存器中可位寻址空间)联系在一起，在C51编译器编译时，其对应的位地址是不可变化的。,单片机技术与应用实践,说明:,在C51语言程序中，有可能会出现在运算中数据类型不一致的情况。C51允许任何标准数据类型的自动转换，除自动转换外，还可以通过强制类型转换符“()”对数据类型进行人为的强制转换，例：1/2=0，而(float)1/2=0.5，此知识点在编程时尤其需要注意。 以上所述的数据类型中只有bit与unsigned char两种数据类型可以直接转换成机器

15、指令。所以C语言中使用的其他数据类型，虽然语句上很简单，但都要C51编译器用一系列机器指令处理这些数据类型。特别是对浮点数，处理起来更加复杂，将明显增加程序的长度与执行时间。因此应该避免使用复杂的数据类型。在编制C51程序时，应该尽可能使用无符号字符变量和位变量。,单片机技术与应用实践,9.1.5 C51的常量,整型常量也就是整型常数，根据其值范围在计算机中分配不同的字节数来存放。在C51中它可以表示成以下几种形式： (1) 十进制数。如123、-45、0等。 (2) 十六进制数。以0x开头表示，如0x12、-0x3B等。 (3) 长整型。在C51中当一个整数的值达到长整型的范围，则该数按长整

16、型存放，在存储器中占4字节。另外，如一个整数后面加一个字母L，这个数在存储器中也按长整型存放，如12L在存储器中占4个字节。,常量是指在程序执行过程中其值不能改变的量。在C51中支持整型常量、浮点型常量、字符型常量和字符串型常量。,1整型常量,单片机技术与应用实践,2浮点型常量,字符型常量是用单引号括起的字符，如2、A、n等。可以是可显示的ASCII字符，也可以是不可显示的控制字符。对不可显示的控制字符须在前面加上反斜杠“”组成转义字符。利用它可以完成一些特殊功能和输出时的格式控制。,浮点型常量也就是实型常数。有十进制表示形式和指数表示形式。 十进制表示形式又称定点表示形式，由数字和小数点组成，如3.14159、0.36。 指数表示又称科学记数法，常用于表示较大、较小的实型常量，指数形式为： 数字 .数字 e 整数 如：6.021023，可表示成：6.02e+23或6.02e23。 -1.610-19，可表示成：-1.6e-19