《单片机原理与控制技术——双解汇编和C51 第3版 教学课件 ppt 作者 张志良 第5章》由会员分享，可在线阅读，更多相关《单片机原理与控制技术——双解汇编和C51 第3版 教学课件 ppt 作者 张志良 第5章（52页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第5章 机械工业出版社同名教材 配套电子教案,单片机原理与控制技术,第3版, C语言概述,第5章 C51程序设计,5.1 C51概述,C语言是一种结构化语言，简洁、紧凑，层次清晰，便于按模块化方式编写程序；有丰富的运算符和数据类型，能适应并实现各种复杂的数据处理；能实现位（bit）操作，生成目标代码效率较高，可移植性好，兼有高级语言和低级语言的优点。 因此，C语言应用范围越来越广泛。目前，各种操作系统和单片机，都可以用C语言编程，C语言是一种通用的程序设计语言，在大型、中型、小型和微型计算机上都得到了广泛应用。, Keil C51概述,用于80C51系列单片机编程的C语言，通常称为C51。C5
2、1实际上是一个编译系统，种类很多。其中，德国Keil Software公司推出的Keil C51软件应用最为广泛而方便。, C51编程的特点,与80C51汇编语言相比，主要具有以下特点： 编程相对方便。 便于实现各种复杂的运算和程序。 可方便地调用各已有程序模块。 可读性较好。 实时性较差。,5.2 C51数据与运算,5.2.1 数据与数据类型, 数据类型, 数据长度, 标识符,C语言标识符命名规定： 标识符只能由字母、数字和下划线三种字符组成，且须以字母或下划线开头。 标识符不能与“关键词”同名。关键词是C语言中一种具有固定名称和特定含义的专用标识符，用户不能用它自行定义其他用途。 英文字母
3、区分大小写。即标识符中的英文字母大小写不能通用。 有效长度随编译系统而异，一般多于32个字符，已足够用了。, 常量 :,程序运行过程中，其值不能被改变的量称为常量。, 位型常量（bit） 字符型常量（char） 整型常量（16位int和32位long） 浮点型常量（float） 字符常量 字符串常量 符号常量,5.2.2 变量及其定义方法, 变量概述,变量有两个要素：变量名和变量值。 变量名要求按标识符规则定义； 变量值存储在存储器中。 变量必须先定义，后使用。 程序运行中，通过变量名引用变量值。,80C51单片机主要用于实时控制， 变量一般为8bit无符号格式，16bit较少， 有符号和有小
4、数点的数值计算也很少。 因此，在已知变量长度及变量为正整数的情况下，应尽量采用8bit无符号格式：unsigned char。,C51程序中使用的常量和变量必须定位在80C51不同的存储区域。, 变量的存储区域, 存储器类型,数据定位在80C51不同的存储区域中，其访问方式和速度也就不同。,位变量只能定位在片内RAM位寻址区，使用bdata存储器类型； 常用的数据应定位在片内RAM中，使用data和idata存储器类型； 不太常用的数据可定位在片外RAM中，使用pdata和xdata存储器类型； 常量可采用code存储器类型。, 编译模式,若用户不对变量的存储器类型作出定义， 系统将采用由编译
5、模式默认的存储器类型, 局部变量和全局变量, 局部变量,C51程序在一个函数开始运行时， 才对该函数的局部变量分配存储单元， 函数运行结束，即释放该存储单元。, 全局变量,全局变量定义在函数外部， 但始终占用一个固定的存储单元， 可供各函数共用。,降低了函数的通用性；,应尽量减少全局变量的使用，能不用就尽量不用。,降低了内部存储单元的利用率；,可大大提高内部存储单元的利用率。, 变量的定义方式,存储种类 数据类型 存储器类型 变量名表,变量定义应集中放在函数的开头； 可单个定义，也可多个一起定义（必须是同类型）； 定义时，可赋值，也可不赋值； 变量定义语句必须以“；”结束。, 80C51特殊功
6、能寄存器定义方式,C51对80C51片内21个特殊功能寄存器和部分可寻址位 按MCS-51中取的名字（必须大写）全部作了定义， 只需在程序开头的头文件部分 写一条预处理命令：#include ， 即可直接引用。,但对ACC、B、P0、P1和P2的可寻址位， 因位定义名不符C51标识符要求，仍需重新定义。,5.2.3 运算符和表达式, 赋值运算符,变量表达式, 算术运算符,i和i：变量先加（减）1，后使用； i和i：变量先使用，后加（减）1。,除法运算的结果与参与运算数据的类型有关。 若两个数据都是整数，运算结果也为整数，余数舍去。,求余运算时要求参与运算的数据都是整型， 运算结果为两数相除的余
7、数。, 关系运算符,用于两个数据之间进行比较判断 。,运算的结果只能有两种： 条件满足，运算结果为1（真）； 条件不满足，运算结果为0（假）。,注意：不要混淆关系运算符“”与赋值运算符“”的区别。, 逻辑运算符,用于求条件表达式整体之间逻辑运算的逻辑值。 条件表达式的值只有两种：1（非0或真）或0（假）。 运算结果也只有两种：1（真）或0（假）。, 位逻辑运算符,用于变量数据本身按位（化为二进制数）进行逻辑运算。 变量数据的值可以是任意整常数。 运算结果也可以是任意整常数。, 复合赋值运算符,由运算符和赋值运算符叠加组合,5.3 C51基本语句,5.3.1 语句基本概念,主要有表达式语句、复合
8、语句、选择语句和循环语句等。, 表达式语句,在表达式后面加上“；”就构成表达式语句。, 复合语句,由若干条单语句组合而成的语句称为复合语句。,5.3.2 选择语句,根据给定的条件是否成立选择相应的操作。,具有一定的逻辑分析能力和选择决策能力， 按结构可分为单分支选择结构和多分支选择结构， 主要有if语句和switch语句。, if语句,分为3种形式：, 条件成立就选择，否则就不选择。,if (条件表达式) 内嵌语句;, 不论条件成立与否，总要选择一个。,if (条件表达式) 内嵌语句1; else 内嵌语句2;, 串行多分支结构。,if (条件表达式1 ) 内嵌语句1; else if (条件
9、表达式2 ) 内嵌语句2; else if (条件表达式n ) 内嵌语句n; else 内嵌语句（n+1）;,条件运算符“？：”,表达式1？表达式2:表达式3；,首先计算表达式1的值， 若为非0（真），则将表达式2的值作为整个条件表达式的值； 若为0（假），则将表达式3的值作为整个条件表达式的值。,例如：,max = (xy) ? x : y; /若xy，max= x；否则，max= y,【例5-7】 已知电路如图5-6所示，要求实现： S0、S1均未按下，VD0亮，其余灯灭； S0单独按下，VD1亮，其余灯灭； S1单独按下，VD2亮，其余灯灭； S0、S1均按下，VD3亮，其余灯灭。,Ke
10、il C51软件调试： 编译链接并进入调试状态后， 打开P1口，依次设置P1.6、P1.7四种状态， 并观察程序运行后P1.3P1.0的状态变化。,Proteus虚拟仿真调试： 装入Hex文件后， 全速运行， 点击S0、S1按钮， 设置4种不同状态， 可看到VD0VD3 相应亮暗状态。, switch语句,switch (表达式) case 常量表达式1: 语句1; break; case 常量表达式2: 语句2; break; case 常量表达式n: 语句n; break; default: 语句（n+1）;,类似于汇编中散转程序,【例5-9】 电路和要求同例5-7 ，试用switch语句
11、编程实现。 解：C51程序如下,Keil C51软件调试和Proteus ISIS虚拟仿真调试同例5-7。, while循环语句,5.3.3 循环语句,根据判断语句在流程中执行的先后可分为: while循环（也称为当型）和do-while循环（也称为直到型）。, while循环,while (条件表达式) 循环体语句;, do-while循环,do 循环体语句; while（条件表达式）;,【例5-11】 用while(1)无限循环语句改编例5-7程序。 解：编程如下：,Keil C51软件调试和Proteus ISIS虚拟仿真调试同例5-7。,while循环（当型）,do-while循环（直
12、到型）,Keil C51软件调试：编译链接并进入调试状态后，全速运行， 可看到：n=101，sum=5050 。, for循环语句,for (表达式1；表达式2；表达式3) 循环体语句;, 首先对循环变量赋初值（表达式1）； 判断表达式2是否满足给定的循环条件， 若满足循环条件（值为非0），则执行循环体语句； 若不满足循环条件（值为0），则结束循环； 在满足循环条件（值为非0）的前提下，执行循环体语句； 计算表达式3，更新循环变量； 返回判断表达式2，重复及以下操作，直至跳出for循环语句。,【例5-13】 用for循环语句改编例5-10程序。 解：本题程序与例5-10程序基本相同， 但第46
13、行用2行for循环替代：,Keil C51软件调试：编译链接并进入调试状态后，全速运行， 可看到：n=101，sum=5050 。,5.4 C51构造类型数据,构造类型数据，主要有数组、指针、结构、共用体和枚举等。,5.4.1 数组,数组是一组具有相同类型数据的有序集合。 每一数组用一个标识符表示，称为数组名， 数组名同时代表数组的首地址； 数组内数据有序排列的序号称为数组下标，放在方括号内， 根据数组下标可访问组成数组的每一个数组元素。,数组可分为一维和多维，常用的是一维数组。, 一维数组,数据类型 存储器类型 数组名元素个数, 定义格式, 引用格式,数组名下标,注意：数组下标是从0开始编号
14、的， 因此，数组下标最大编号比元素个数小1。, 数组赋值,一般在数组初始化时（即数组定义时）赋值。,【例5-18】 试将16个单字节无符号数从大到小排列。 解：编制C51程序如下：,Keil C51软件调试参阅例9-5。,5.4.2 指针,指针就是地址； 存放指针（地址）的变量称为指针变量，, 指针和指针变量, 指针变量定义方式,数据类型 数据存储器类型 *指针存储器类型 指针变量名, 取地址运算符和指针运算符,&：取地址运算符 *：指针运算符（或称为间接访问运算符、取指针内容运算符）,【例5-21】 已知一维数组a10，试将其按顺序输出。 解：该题目有3种解法，C51程序分别如下：,Keil
15、 C51软件调试： 编译链接 并进入调试状态后， 打开Serial #1窗口， 全速运行， 可看到 Serial #1窗口 输出程序运行结果： 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,5.5 C51函数,函数是C程序的基本单位，即C51程序主要是由函数构成的。,5.5.1 函数概述, 函数的分类,C51函数可分为主函数main( )和普通函数两种:,一个C51源程序必须有也只能有一个main函数， 而且是整个程序执行的起始点。,普通函数是被主函数调用的子函数， 普通函数又可分为标准库函数和自定义函数。,标准库函数是由C51编译系统的函数库提供的，,自定义函数就是用户根据自己的需要编写的函数。
16、, 函数的定义方式,返回值类型 函数名（形式参数列表） 编译属性 中断属性 寄存器组属性 局部变量说明 函数体语句,返回值类型是指本函数返回值的数据类型， 若无返回值，则成为无类型，用void表示； 若该项要素缺省，则C51编译系统默认为int类型。,函数名除了main函数有固定名称外， 其他函数由用户按标识符的规则自行命名。,形式参数用变量名（标识符）表示，没有具体数值； 可以是一个，或多个（中间用逗号“，”分隔），或没有形式参数。,编译属性是指定该函数采用的存储器编译模式， 有Small、Compact和Large 3种选择，缺省时，默认Small模式。,中断属性是指明该函数是否中断函数； 寄存器组属性是指明该函数被调用时准备采用哪组工作寄存器。,局部变量是仅应用于本函数内
