c语言在生活中的应用Word文档格式.docx

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其中单片机就是c语言应用的一个具体体现。

单片机技术的出现则是给现代工业测控领域带来了一次新的技术革命。

目前，单片机以其高可靠性、高性能价格比，在工业控制系统、数据采集系统、智能化仪器仪表、办公自动化等诸多领域得到极为广泛的应用，并已走入家庭，从洗衣机、微波炉到音响、汽车，到处都可见到单片机的踪影。

单片机以其卓越的性能，得到了广泛的应用，已深入到各个领域。

本文，主要通过单片机在生活和工业中的应用及以后发展，来凸显出c语言程序设计在生活中的用途之宽广。

【关键词】c语言；

单片机；

应用

1.C语言概述

C语言是一种计算机程序设计语言。

它既具有高级语言的特点，又具有汇编语言的特点。

它由美国贝尔研究所的D.M.Ritchie于1972年推出。

1978后，C语言已先后被移植到大、中、小及微型机上。

它可以作为工作系统设计语言，编写系统应用程序，也可以作为应用程序设计语言，编写不依赖计算机硬件的应用程序。

它的应用范围广泛，具备很强的数据处理能力，不仅仅是在软件开发上，而且各类科研都需要用到C语言，适于编写系统软件，三维，二维图形和动画。

具体应用比如单片机以及嵌入式系统开发。

1.1C语言的发展

C语言的前身是ALGOL语言（AL-GOL60是一种面向问题的高级语言）。

1963年英国剑桥大学推出CPL语言，此语言在ALGOL语言的基础上增加了硬件处理能力，同年剑桥大学的马丁•理查德对其进行简化，提出BCPL语言；

1970年美国贝尔实验室的肯•汤姆逊进一步简化，提出了B语言（取BCPL的第一个字母）；

1972年美国贝尔实验室的布朗•W.卡尼汉和丹尼斯•M.利奇对其完善和扩充，提出了C语言（取BCPL的第二个字母）；

1987年美国标准化协会指定了C语言标准ANSIC，即现在流行的C语言。

自1972年投入使用之后，C语言成为UNIX和XENIX操作系统的主要语言，是当今使用最为广泛的程序设计语言之一。

1.2C语言的特点

C语言是具有低级语言功能的高级语言。

C语言既具有高级语言的功能，又具有低级语言的许多功能。

它把高级语言的基本机构和语言与低级语言的实用性集合起来，是处于汇编语言和高级语言之间的一种程序设计语言，也可称其为“中级语言”。

C语言简洁、紧凑、使用方便、灵活。

程序书写形式自由，主要用小写字母表示，相对其他高级语言源程序代码量少。

运算符丰富，表达式能力强。

C语言共有34种运算符，范围广泛，除一般高级语言使用的算术、关系和逻辑运算符外，还可以实现以二进制位为单位的运算，并且具有如a++、b++等单项运算符和+=、-=、*=、/=等复合运算符。

数据结构丰富，便于数据的描述与存储。

C语言具有丰富的数据结构，其数据类型有整型、实型、字符型、数组类型、指针类型、结构体类型、共用体类型等，因此能实现复杂的数据结构的运算。

C语言是结构化、模块化的编程语言。

程序的逻辑结构可以使用顺寻、分支和循环3种基本结构。

C语言程序采用函数结构，便于把整体程序分割成若干相对独立的功能模块，为程序模块间的相互调用以及数据传递提供了便利。

C语言程序中，可使用宏定义编译预处理语句、条件编译预处理语句。

可移植性好。

与汇编语言相比，C程序基本上不作修改就可以运行于各种型号的计算机和各种操作系统。

C语言也存在一些不足之处，例如运算符及其优先级过多、语法定义不严格等，对于初学者有一定的困难。

由于C语言具有上述特点，因此C语言得到了迅速推广，成为人们编写大型软件的首选语言之一。

许多原来用汇编语言处理的问题可以用C语言来处理了

1.3C语言的重要性

C语言语法结构很简洁精妙，写出的程序也很高效，很便于描述算法，大多数的程序员愿意使用C语言去描述算法本身，所以，如果你想在程序设计方面有所建树，就必须去学它。

C语言能够让你深入系统底层，你知道的操作系统，哪一个不是C语言写的？

所有的windows,Unix,Linux,Mac,os/2，没有一个里外的，如果你不懂C语言，怎么可能深入到这些操作系统当中去呢？

更不要说你去写它们的内核程序了。

很多新型的语言都是衍生自C语言，C++,Java.哪个不是呢？

掌握了C语言，可以说你就掌握了很多门语言，经过简单的学习，你就可以用这些新型的语言去开发了，这个再一次验证了C语言是程序设计的重要基础。

还有啊，多说一点：

即使现在招聘程序员，考试都是考C语言，你想加入it行业，那么就一定要掌握好C语言。

2C语言与单片机的联系

电子行业飞速发展，单片机渗透到各个领域之中。

如冰箱、空调、音响、手机等等，都用到单片机来做智能控制。

因此单片机是电子技术对于很多行业的技术人员都是需要掌握的--fl技术。

而学习单片机除了需要掌握一定硬件知识，还需要掌握至少一门计算机语言。

目前许多学习单片机的人都以汇编语言作为编程语言．因为汇编语言有其独特的优点．但是作为一种结构化的程序设计语言。

C语言可以使你尽量少地对硬件进行操作，具有很强的功能性、结构性和可移植性，是一门非常实用的单片机系统的编程语言。

也是单片机开发人员必学的一门语言．

2.1C语言在单片机开发中的重要性

C语言是一种编译型程序设计语言，它兼顾了多种高级语言的特点，并具备汇编语言的功能，常把其成为中级语言。

C语言有功能丰富的库函数、运算速度快、编译效率高、有良好的可移植性，可以直接实现对系统硬件的控制。

C语言是一种结构化程序设计语言，它支持当前程序设计中广泛采用的由顶向下结构化程序设计技术。

此外，C语言程序具有完善的模块程序结构，从而为软件开发中采用模块化程序设计方法提供了有力的保障。

因此，使用c语言进行程序设计已成为软件开发的一个主流。

用C语言来编写目标系统软件，会大大缩短开发周期，且明显地增加软件的可读性，便于改进和扩充，从而研制出规模更大、性能更完备的系统。

在单片机中使用C语言进行编程，还有许多突出优点。

不懂得单片机的指令集．也能够编写完美的单片机程序：

不懂得单片机的具体硬件。

也能够编出符合硬件实际的专业水平的程序；

中断服务程序的现场保护和恢复，中断向量表的填写，是直接与单片机相关的，都由C编译器代办；

提供常用的标准函数库，以供用户直接使用：

头文件中定义宏、说明复杂数据类型和函数原型。

有利于程序的移植和支持单片机的系列化产品的开发：

有严格的句法检查。

错误很少．可容易地在高级语言的水平上迅速地被排掉：

可方便地接受多种实用程序的服务：

如片上资源的初始化有专门的实用程序自动生成：

再如，有实时多任务操作系统可调度多道任务．简化用户编程．提高运行的安全性：

提供auto、static、cons-'

t等存储类型，自动为变量合理地分配地址等等。

因此．用C语言进行单片机程序设计是单片机开发与应用的必然趋势。

所以作为一个涉足较大规模的软件系统开发的单片机开发人员除了掌握汇编语言之外。

还需要握基本的C语言编程。

3．单片机在生活和工业中的应用

随着电子技术的迅速发展，特别是随着大规模集成电路产生而出现的微型计算机，给人类生活带来了根本性的改变。

如果说微型计算机的出现使现代科学技术研究得到了质的飞跃，那么可以毫不夸张地说，单片机技术的出现则是给现代工业测控领域带来了一次新的技术革命。

3.1单片机概述

单片微型计算机简称单片机。

它是把组成微型计算机的各功能部件：

中央处理器CPU、随机存取存储器RAM、只读存储器ROM、I/O接口电路、定时器/计数器以及串行通讯接口等部件制作在一块集成芯片中，构成一个完整的微型计算机。

由于它的结构与指令功能都是按照工业控制要求设计的，故又叫单片微控制器（SingleChipMicrocontroller）。

目前国外已开始把它称作单片微型计算机（SingleChipMicrocomputer）。

3.2单片机的特点

它有以下主要特点；

高集成度，体积小，高可靠性。

单片机将各功能部件集成在一块晶体芯片上，集成度很高，体积自然也是最小的。

芯片本身是按工业测控环境要求设计的，内部布线很短，其抗噪音性能优于一般通用的CPU。

单片机程序指令，常数及表格等固化在ROM中不易破坏，许多信号通道均在一个芯片内，故可靠性高。

控制功能强。

为了满足对对象的控制要求，单片机的指令系统均有极丰富的条件:

分支转移能力，I/O口的逻辑操作及处理能力，非常适用于专门的控制功能。

低电压，低功耗，便于生产便携式产品。

为了满足广泛使用于便携式系统，许多单片机内的工作电压仅为1.8V～3.6V，而工作电流仅为数百微安。

易扩展。

单片机内具有计算机正常运行所必需的部件。

芯片外部有许多供扩展用的三总线及并行、串行输入/输出管脚，很容易构成各种规模的计算机应用系统。

优异的性能价格比单片机的性能极高。

为了提高速度和运行效率，单片机已开始使用RISC流水线和DSP等技术。

单片机的寻址能力也已突破64KB的限制，有的已可达到1MB和16MB，片内的ROM容量可达62MB，RAM容量则可达2MB。

由于单片机的广泛使用，因而销量极大，各大公司的商业竞争更使其价格十分低廉，其性能价格比极高。

3.3单片机的历史

单片机最早是被用在工业控制领域。

单片机由芯片内仅有CPU的专用处理器发展而来。

最早的设计理念是通过将大量外围设备和CPU集成在一个芯片中，使计算机系统更小，更容易集进复杂的而对体积要求严格的控制设备当中。

INTEL的Z80是最早按照这种思想设计出的处理器，从此以后，单片机和专用处理器的发展便分道扬镳。

早期的单片机都是8位或4位的。

其中最成功的是INTEL的8031，因为简单可靠而性能不错获得了很大的好评。

此后在8031上发展出了MCS51系列单片机系统。

基于这一系统的单片机系统直到现在还在广泛使用。

随着工业控制领域要求的提高，开始出现了16位单片机，但因为性价比不理想并未得到很广泛的应用。

90年代后随着消费电子产品大发展，单片机技术得到了巨大提高。

随着INTELi960系列特别是后来的ARM系列的广泛应用，32位单片机迅速取代16位单片机的高端地位，并且进入主流市场。

而传统的8位单片机的性能也得到了飞速提高，处理能力比起80年代提高了数百倍。

目前，高端的32位单片机主频已经超过300MHz，性能直追90年代中期的专用处理器，而普通的型号出厂价格跌落至1美元，最高端[1]的型号也只有10美元。

当代单片机系统已经不再只在裸机环境下开发和使用，大量专用的嵌入式操作系统被广泛应用在全系列的单片机上。

而在作为掌上电脑和手机核心处理的高端单片机甚至可以直接使用专用的Windows和Linux操作系统。

3.4单片机的应用领域

目前单片机渗透到我们生活的各个领域，几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹。

导弹的导航装置，飞机上各种仪表的控制，计算机的网络通讯与数据传输，工业自动化过程的实时控制和数据处理，广泛使用的各种智能IC卡，民用豪华轿车的安全保障系统，录像机、摄像机、全自动洗衣机的控制，以及程控玩具、电子宠物等等，这些都离不开单片机。

更不用说自动控制领域的机器人、智能仪表、医疗器械了。

因此，单片机的学习、开发与应用将造就一批计算机应用与智能化控制的科学家、工程师。

3.4.1工业控制中的应用

工业自动化控制是最早采用单片机控制的领域之一，在测控系统，过程控制，机电一体化设备中主要利用单片机实现逻辑控制，数据采集，运算处理，数据通信等用途。

单独使用单片机可以实现一些小规模的控制功能，最为底层检测，