C单片机C语言编程.ppt

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第三章单片机C语言程序设计,3.1C语言与89C51单片机,3.1.1C语言的特点及程序结构,一C语言的特点1语言简洁、紧凑，使用方便、灵活。

2运算符丰富。

3数据结构丰富。

具有现代化语言的各种数据结构。

4可进行结构化程序设计。

5可以直接对计算机硬件进行操作。

6生成的目标代码质量高，程序执行效率高。

7可移植性好。

二C语言的程序结构,C语言程序采用函数结构，每个C语言程序由一个或多个函数组成，在这些函数中至少应包含一个主函数main（），也可以包含一个main（）函数和若干个其它的功能函数。

不管main（）函数放于何处，程序总是从main（）函数开始执行，执行到main（）函数结束则结束。

在main（）函数中调用其它函数，其它函数也可以相互调用，但main（）函数只能调用其它的功能函数，而不能被其它的函数所调用。

功能函数可以是C语言编译器提供的库函数，也可以是由用户定义的自定义函数。

在编制C程序时，程序的开始部分一般是预处理命令、函数说明和变量定义等。

3.1.2C语言与89C51单片机,用C语言编写89C51单片机程序与用汇编语言编写89C51单片机程序不一样。

用汇编语言编写89C51单片机程序必须要考虑其存储器结构，尤其必须考虑其片内数据存储器与特殊功能寄存器的使用以及按实际地址处理端口数据。

用C语言编写的89C51单片机应用程序，则不用像汇编语言那样须具体组织、分配存储器资源和处理端口数据，但在C语言编程中，对数据类型与变量的定义，必须要与单片机的存储结构相关联，否则编译器不能正确地映射定位。

C语言编写单片机应用程序时，需根据单片机存储结构及内部资源定义相应的数据类型和变量，而标准的C语言程序不需要考虑这些问题；C51包含的数据类型、变量存储模式、输入输出处理、函数等方面与标准的C语言有一定的区别。

其它的语法规则、程序结构及程序设计方法等与标准的C语言程序设计相同。

用C语言编写单片机应用程序与标准的C语言程序也有相应的区别：

现在支持89C51系列单片机的C语言编译器有很多种，如AmericanAutomation、Avocet、BSO/TASKING、DUNFIELDSHAREWARE、KEIL/Franklin等。

各种编译器的基本情况相同，但具体处理时有一定的区别，其中KEIL/Franklin以它的代码紧凑和使用方便等特点优于其它编译器，现在使用特别广泛。

本章主要以KEIL编译器介绍89C51单片机C语言程序设计。

3.1.3C51程序结构,C51的语法规定、程序结构及程序设计方法都与标准的C语言程序设计相同，但C51程序与标准的C程序在以下几个方面不一样：

（1）C51中定义的库函数和标准C语言定义的库函数不同。

标准的C语言定义的库函数是按通用微型计算机来定义的，而C51中的库函数是按89C51单片机相应情况来定义的；

（2）C51中的数据类型与标准C的数据类型也有一定的区别，在C51中还增加了几种针对89C51单片机特有的数据类型；,（3）C51变量的存储模式与标准C中变量的存储模式不一样，C51中变量的存储模式是与89C51单片机的存储器紧密相关；（4）C51与标准C的输入输出处理不一样，C51中的输入输出是通过89C51串行口来完成的，输入输出指令执行前必须要对串行口进行初始化；（5）C51与标准C在函数使用方面也有一定的区别，C51中有专门的中断函数。

3.2C51的数据类型,C51的数据类型分为基本数据类型和组合数据类型，情况与标准C中的数据类型基本相同，但其中char型与short型相同，float型与double型相同，另外，C51中还有专门针对于89C51单片机的特殊功能寄存器型和位类型。

特殊功能寄存器型这是C51扩充的数据类型，用于访问89C51单片机中的特殊功能寄存器数据，它分sfr和sfr16两种类型。

其中：

sfr为字节型特殊功能寄存器类型，占一个内存单元，利用它可以访问89C51内部的所有特殊功能寄存器；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89C51内部的所有两个字节的特殊功能寄存器。

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。

位类型这也是C51中扩充的数据类型，用于访问MCS-51单片机中的可寻址的位单元。

在C51中，支持两种位类型：

bit型和sbit型。

它们在内存中都只占一个二进制位，其值可以是“1”或“0”。

其中：

用bit定义的位变量在C51编译器编译时，在不同的时候位地址是可以变化的，而用sbit定义的位变量必须与89C51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。

KEILC51编译器能够识别的基本数据类型：

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隐式转换，隐式转换的优先级顺序如下：

bitcharintlongfloatsignedunsigned也就是说，当char型与int型进行运算时，先自动对char型扩展为int型，然后与int型进行运算，运算结果为int型。

C51除了支持隐式类型转换外，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。

C5l编译器除了能支持以上这些基本数据类型之外，还能支持一些复杂的组合型数据类型，如数组类型、指针类型、结构类型、联合类型等这些复杂的数据类型，在后面将相继介绍。

3.3.1常量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。

3.3C51的运算量,3.3.2变量变量是在程序运行过程中其值可以改变的量。

一个变量由两部分组成：

变量名和变量值。

在C51中，变量在使用前必须对变量进行定义，指出变量的数据类型和存储模式。

以便编译系统为它分配相应的存储单元。

定义的格式如下：

存储种类数据类型说明符存储器类型变量名1=初值，变量名2初值；,三存储种类存储种类是指变量在程序执行过程中的作用范围。

C51变量的存储种类有四种，分别是自动（auto）、外部（extern）、静态（static）和寄存器（register）。

1auto：

使用auto定义的变量称为自动变量，其作用范围在定义它的函数体或复合语句内部，当定义它的函数体或复合语句执行时，C51才为该变量分配内存空间，结束时占用的内存空间释放。

自动变量一般分配在内存的堆栈空间中。

定义变量时，如果省略存储种类，则该变量默认为自动（auto）变量。

2extern：

使用extern定义的变量称为外部变量。

在一个函数体内，要使用一个已在该函数体外或别的程序中定义过的外部变量时，该变量在该函数体内要用extern说明。

外部变量被定义后分配固定的内存空间，在程序整个执行时间内都有效，直到程序结束才释放。

3static：

使用static定义的变量称为静态变量。

它又分为内部静态变量和外部静态变量。

在函数体内部定义的静态变量为内部静态变量，它在对应的函数体内有效，一直存在，但在函数体外不可见，这样不仅使变量在定义它的函数体外被保护，还可以实现当离开函数时值不被改变。

外部静态变量上在函数外部定义的静态变量。

它在程序中一直存在，但在定义的范围之外是不可见的。

如在多文件或多模块处理中，外部静态变量只在文件内部或模块内部有效。

4register：

使用register定义的变量称为寄存器变量。

它定义的变量存放在CPU内部的寄存器中，处理速度快，但数目少。

C51编译器编译时能自动识别程序中使用频率最高的变量，并自动将其作为寄存器变量，用户可以无需专门声明。

四存储器类型存储器类型是用于指明变量所处的单片机的存储器区域情况。

存储器类型与存储种类完全不同。

C51编译器能识别的存储器类型有以下几种，见表所示。

定义变量时也可以省“存储器类型”，省时C51编译器将按编译模式默认存储器类型，具体编译模式的情况在后面介绍。

【例】变量定义存储种类和存储器类型相关情况。

chardatavarl；/*在片内RAM低128B定义用直接寻址方式访问的字符型变量var1*/intidatavar2；/*在片内RAM256B定义用间接寻址方式访问的整型变量var2*/autounsignedlongdatavar3；/*在片内RAM128B定义用直接寻址方式访问的自动无符号长整型变量var3*/externfloatxdatavar4；/*在片外RAM64KB空间定义用间接寻址方式访问的外部实型变量var4*/intcodevar5；/*在ROM空间定义整型变量var5*/unsigncharbdatavar6；/*在片内RAM位寻址区20H2FH单元定义可字节处理和位处理的无符号字符型变量var6*/,五特殊功能寄存器变量89C51系列单片机片内有许多特殊功能寄存器，通过这些特殊功能寄存器可以控制89C51系列单片机的定时器、计数器、串口、I/O及其它功能部件，每一个特殊功能寄存器在片内RAM中都对应于一个字节单元或两个字节单元。

在C51中，允许用户对这些特殊功能寄存器进行访问，访问时须通过sfr或sfr16类型说明符进行定义，定义时须指明它们所对应的片内RAM单元的地址。

格式如下：

sfr或sfr16特殊功能寄存器名=地址；sfr用于对89C51单片机中单字节的特殊功能寄存器进行定义，sfr16用于对双字节特殊功能寄存器进行定义。

特殊功能寄存器名一般用大写字母表示。

地址一般用直接地址形式，具体特殊功能寄存器地址见前面内容。

【例3-3】特殊功能寄存器的定义。

sfrPSW=0xd0；sfrSCON=0x98；sfrTMOD=0x89；sfrP1=0x90；sfr16DPTR=0x82；sfr16T1=0X8A；,六位变量在C51中，允许用户通过位类型符定义位变量。

位类型符有两个：

bit和sbit。

可以定义两种位变量。

bit位类型符用于定义一般的可位处理位变量。

它的格式如下：

bit位变量名；在格式中可以加上各种修饰，但注意存储器类型只能是bdata、data、idata。

只能是片内RAM的可位寻址区，严格来说只能是bdata。

【例】bit型变量的定义。

bitdataa1；/*正确*/bitbdataa2；/*正确*/bitpdataa3；/*错误*/bitxdataa4；/*错误*/,sbit位类型符用于定义在可位寻址字节或特殊功能寄存器中的位，定义时须指明其位地址，可以是位直接地址，可以是可位寻址变量带位号，也可以是特殊功能寄存器名带位号。

格式如下：

sbit位变量名=位地址；如位地址为位直接地址，其取值范围为0x000xff；如位地址是可位寻址变量带位号或特殊功能寄存器名带位号，则在它前面须对可位寻址变量或特殊功能寄存器进行定义。

字节地址与位号之间、特殊功能寄存器与位号之间一般用“”作间隔。

【例】sbit型变量的定义：

sbitOV=0xd2；sbitCY=oxd7；unsignedcharbdataflag；sbitflag0=flag0；sfrP1=0x90；sbitP1_0=P10；sbitP1_1=P11；sbitP1_2=P12；sbitP1_3=P13；sbitP1_4=P14；sbitP1_5=P15；sbitP1_6=P16；sbitP1_7=P17；,在C51中，为了用户处理方便，C51编译器把89C51单片机的常用的特殊功能寄存器和特殊位进行了定义，放在一个“reg51.h”或“reg52.h”的头文件中，当用户要使用时，只须要在使用之前用一条预处理命令#include把这个头文件包含到程序中，然后就可使用殊功能寄存器名和特殊位名称。

4.3.3存储模式,C51编译器支持三种存储模式：

SMALL模式、COMPACT模式和LARGE模式。

不同的存储模式对变量默认的存储器类型不一样。

（1）SMALL模式。