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1、51系列单片机学习4C编程相关变量赋值和转换学过汇编的朋友都知道汇编对位的处理能力是很强的，但是单片机C语言也能对运算对象进行按位操作，从而使单片机C语言也能具有一定的对硬件直接进行操作的能力。位运算符的作用是按位对变量进行运算，但是并不改变参与运算的变量的值。如果要求按位改变变量的值，则要利用相应的赋值运算。还有就是位运算符是不能用来对浮点型数据进行操作的。单片机c语言中共有6种位运算符。位运算一般的表达形式如下：变量 1 位运算符 变量 2 位运算符也有优先级，从高到低依次是:“”(按位取反)“”(右移) “&”(按位与)“”(按位异或)“|”(按位或)表 8-1 是位逻辑运算符的真值表，

2、X 表示变量 1，Y 表示变量 2XYXYX&YX|YXY0011000011001110010111100110表 8-1 按位取反，与，或和异或的逻辑真值表利用以前建立起来的实验板，我们来做个实验验证一下位运算是否真是不改变参与变量 的值，同时学习位运算的表达形式。程序很简单，用 P1 口做运算变量，P1.0-P1.7 对应 P1 变量的最低位到最高位，通过连接在 P1 口上的 LED 我们便能直观看到每个位运算后变量 是否有改变或如何改变。程序如下：#includevoid main(void)unsigned int a;unsigned int b;unsigned char tem

3、p; /临时变量P1 = 0xAA; /点亮 D1,D3,D5,D7 P1 口的二进制为 10101010,为 0 时点亮 LEDfor (a=0;a1000;a+)for (b=0;b1000;b+); /延时temp = P1 & 0x7; /单纯的写 P1|0x7 是没有意义的，因为没有变量被影响，不会被编译/执行 P1|0x7 后结果存入temp，这个时候改变的是 temp，但 P1 不会被影响。/这个时候 LED 没有变化，仍然是 D1,D3,D5,D7 亮for (a=0;a1000;a+)for (b=0;b1000;b+); /延时 P1 = 0xFF; /熄灭 LEDfor

4、(a=0;a1000;a+)for (b=0;b1000;b+); /延时P1 = 0xAA; /点亮 D1,D3,D5,D7 P1 口的二进制为 10101010,为 0 时点亮 LEDfor (a=0;a1000;a+)for (b=0;b1000;b+); /延时P1 = P1 & 0x7; /这个时候 LED 会变得只有 D2 灭/因为之前 P1=0xAA=10101010/与 0x7 位与 0x7=00000111/结果存入 P1 P1=00000010 /位为 O 时点亮 LED，电路看第三课for (a=0;a1000;a+)for (b=0;b=右移位赋值-=减法赋值 &=逻辑

5、与赋值*=乘法赋值 |=逻辑或赋值/=除法赋值 =逻辑异或赋值%= 取模赋值 -= 逻辑非赋值= 左移位赋值 复合运算的一般形式为：变量 复合赋值运算符 表达式 其含义就是变量与表达式先进行运算符所要求的运算，再把运算结果赋值给参与运算的变量。其实这是 C 语言中一种简化程序的一种方法，凡是二目运算都能用复合赋值运算符 去简化表达。例如：a+=56 等价于 a=a+56y/=x+9 等价于 y=y/(x+9) 很明显采用复合赋值运算符会降低程序的可读性，但这样却能使程序代码简单化，并能提高编译的效率。对于开始学习 C 语言的朋友在编程时最好还是根据自己的理解力和习惯去使 用程序表达的方式，不要

6、一味追求程序代码的短小。逗号运算符如果你有编程的经验，那么对逗号的作用也不会陌生了。如在 VB 中“Dim a,b,c”的逗 号就是把多个变量定义为同一类型的变量，在 C 也一样，如“int a,b,c”,这些例子说明逗 号用于分隔表达式用。但在 C 语言中逗号还是一种特殊的运算符，也就是逗号运算符，能 用它将两个或多个表达式连接起来，形成逗号表达式。逗号表达式的一般形式为：表达式 1，表达式 2，表达式 3表达式 n这样用逗号运算符组成的表达式在程序运行时，是从左到右计算出各个表达式的值，而整个用逗号运算符组成的表达式的值等于最右边表达式的值，就是“表达式 n”的值。在实际的应用中，大部分情

7、况下，使用逗号表达式的目的只是为了分别得到名个表达式的值，而并不一定要得到和使用整个逗号表达式的值。要注意的还有，并不是在程序的任何位置出现的逗号，都能认为是逗号运算符。如函数中的参数，同类型变量的定义中的逗号只是用来 间隔之用而不是逗号运算符。条件运算符上面我们说过单片机C语言中有一个三目运算符，它就是“?:”条件运算符，它要求有三个运算对象。它能把三个表达式连接构成一个条件表达式。条件表达式的一般形式如下:逻辑表达式? 表达式 1 : 表达式2 条件运算符的作用简单来说就是根据逻辑表达式的值选择使用表达式的值。 当逻辑表达式的值为真时(非 0 值)时，整个表达式的值为表达式 1 的值;当逻

8、辑表达式的值为假(值为 0)时，整个表达式的值为表达式 2 的值。要注意的是条件表达式中逻辑表达式的类型可 以与表达式 1 和表达式 2 的类型不一样。下面是一个逻辑表达式的例子。如有 a=1,b=2 这个时候我们要求是取 ab 两数中的较小的值放入 min 变量中，也许你会这样写：if (ab)min = a;else min = b; /这一段的意思是当 a用条件运算符去构成条件表达式就变得简单明了了. 第 3 课我们学习数据类型时，学习过指针类型，知道它是一种存放指向另一个数据的地址的变量类型。指针是单片机C语言中一个十分重要的概念，也是学习单片机C语言中的一个难点。对于指针将会在第九课

9、中做详细的讲解。在这里我们先来了解一下单片机C语言中供给的两个专门用于指针和地址的运算符：* 取内容; & 取地址取内容和地址的一般形式分别为：变量 = * 指针变量 ;指针变量 = & 目标变量 取内容运算是将指针变量所指向的目标变量的值赋给左边的变量；取地址运算是将目标变量的地址赋给左边的变量。要注意的是：指针变量中只能存放地址（也就是指针型数据）， 一般情况下不要将非指针类型的数据赋值给一个指针变量。下面来看一个例子，并用一个图表和实例去简单理解指针的使用方法和含义。设有两个 unsigned int 变量 ABC 处 CBA 存放在 0x0028,0x002A 中 另有一个指针变量 p

10、ortA 存放在 0x002C 中 那么我们写这样一段程序去看看*,&的运算结果 unsigned int data ABC _at_ 0x0028; unsigned int data CBA _at_ 0x002A; unsigned int data *Port _at_ 0x002C;#include#includevoid main(void)SCON = 0x50; /串行口方式 1,允许接收 TMOD = 0x20; /定时器 1 定时方式 2TH1 = 0xE8; /11.0592MHz 1200 波特率 TL1 = 0xE8;TI = 1;TR1 = 1; /启动定时器ABC

11、 = 10; /设初值 CBA = 20;Port = &CBA; /取 CBA 的地址放到指针变量 Port *Port = 100; /更改指针变量 Port 所指向的地址的内容printf(1: CBA=%dn,CBA); /显示此时 CBA 的值Port = &ABC; /取 ABC 的地址放到指针变量 PortCBA = *Port; /把当前 Port 所指的地址的内容赋给变量 CBAprintf(2: CBA=%dn,CBA); /显示此时 CBA 的值printf( ABC=%dn,ABC); /显示 ABC 的值程序初始时值地址说明0x000x002DH 0x000x002C

12、H 0x000x002BH 0x000x002AH 0x0A0x0029H 0x000x0028H 执行 ABC = 10;向 ABC 所指的地址 0x28H 写入 10(0xA)，因 ABC 是 int 类型要占用 0x28H 和0x29H 两个字节的内存空间，低位字节会放入高地址中，所以 0x28H 中放入 0x00，0x29H 中 放入 0x0A值地址说明0x000x002DH 0x000x002CH 0x000x002BH 0x000x002AH 0x0A0x0029HABC 为 int 类型占用两字节0x000x0028H 执行 CBA = 20;原理和上一句一样值地址说明0x000

13、x002DH 0x000x002CH 0x140x002BHCBA 为 int 类型占用两字节0x000x002AH 0x0A0x0029HABC 为 int 类型占用两字节0x000x0028H 执行 Port = &CBA; 取 CBA 的首地址放到指针变量 Port值地址说明0x000x002DH 0x2A0x002CHCBA 的首地址存入 Port0x140x002BH 0x000x002AH 0x0A0x0029H 0x000x0028H *Port = 100; 更改指针变量 Port 所指向的地址的内容值地址说明0x000x002DH 0x2A0x002CH 0x640x002B

14、HPort 指向了 CBA 所在地址 2AH0x000x002AH并存入 1000x0A0x0029H 0x000x0028H 其它的语句也是一样的道理，大家能用 Keil 的单步执行和打开存储器查看器一看，这样就更不难理解了。图 91 存储器查看窗图 92 在串行调试窗口的最终结果sizeof 运算符看上去这确实是个奇怪的运算符，有点像函数，却又不是。大家看到 size 应该就猜到 是和大小有关的吧？是的，sizeof 是用来求数据类型、变量或是表达式的字节数的一个运 算符，但它并不像“”之类运算符那样在程序执行后才能计算出结果，它是直接在编译时 产生结果的。它的语法如下：sizeof (数

15、据类型)sizeof (表达式) 下面是两句应用例句，程序大家能试着编写一下。printf(char 是多少个字节? 字节n,sizeof(char);printf(long 是多少个字节? 字节n,sizeof(long);结果是:char 是多少个字节? 1 字节long 是多少个字节? 4 字节强制类型转换运算符 不知你们是否有自己去试着编一些程序，从中是否有遇到一些问题？开始学习时我就遇到过这样一个问题：两个不一样数据类型的数在相互赋值时会出现不对的值。如下面的一段小程序：void main(void)unsigned char a;unsigned int b;b=100*4;a=b

16、;while(1);这段小程序并没有什么实际的应用意义，如果你是细心的朋友定会发现 a 的值是不会等于100*4 的。是的 a 和 b 一个是 char 类型一个是 int 类型，从以前的学习可知 char 只占一个 字节值最大只能是 255。但编译时为何不出错呢？先来看看这程序的运行情况：图 93 小程序的运行情况 b=100*4 就能得知 b=0x190,这个时候我们能在 Watches 查看 a 的值，对于 watches 窗口我们 在第 5 课时简单学习过，在这个窗口 Locals 页里能查看程序运行中的变量的值，也能在 watch 页中输入所要查看的变量名对它的值进行查看。做法是按图

17、中 1 的 watch#1(或watch#2),然后光标移到图中的 2 按 F2 键，这样就能输入变量名了。在这里我们能查看到 a 的值为 0x90，也就是 b 的低 8 位。这是因为执行了数据类型的隐式转换。隐式转换是 在程序进行编译时由编译器自动去处理完成的。所以有必要了解隐式转换的规则：1变量赋值时发生的隐式转换，“”号右边的表达式的数据类型转换成左边变量的数据类型。就如上面例子中的把 INT 赋值给 CHAR 字符型变量，得到的 CHAR 将会是 INT 的低 8 位。如把浮点数赋值给整形变量，小数部分将丢失。2所有 char 型的操作数转换成 int 型。3两个具有不一样数据类型的操

18、作数用运算符连接时，隐式转换会按以下次序进行：如有一操作数是 float 类型，则另一个操作数也会转换成 float 类型；如果一个操作数为 long 类型，另一个也转换成 long；如果一个操作数是 unsigned 类型，则另一个操作会被转换成 unsigned 类型。 从上面的规则能大概知道有那几种数据类型是能进行隐式转换的。是的，在 单片机c语言 中只有 char,int,long 及 float 这几种基本的数据类型能被隐式转换。而其它的数据类型 就只能用到显示转换。要使用强制转换运算符应遵循以下的表达形式：(类型) 表达式 用显示类型转换来处理不一样类型的数据间运算和赋值是十分方便

19、和方便的，特别对指针变量赋值是很有用的。看一面一段小程序：#include#includevoid main(void)char xdata * XROM;char a;int Aa = 0xFB1C;long Ba = 0x893B7832;float Ca = 3.4534;SCON = 0x50; /串行口方式 1,允许接收 TMOD = 0x20; /定时器 1 定时方式 2TH1 = 0xE8; /11.0592MHz 1200 波特率 TL1 = 0xE8;TI = 1;TR1 = 1; /启动定时器XROM=(char xdata *) 0xB012; /给指针变量赋 XROM

20、初值*XROM = R; /给 XROM 指向的绝对地址赋值a = *(char xdata *) 0xB012); /等同于 a = *XROMprintf (“%bx %x %d %c n”,(char) Aa, (int) Ba,(int)Ca, a);/转换类型并输出while(1); 程序运行结果：1c 7832 3 R 在上面这段程序中，能很清楚到到各种类型进行强制类型转换的基本使用方法，程序中先在外部数据存储器 XDATA 中定义了一个字符型指针变量 XROM，当用 XROM=(char xdata *)0xB012 这一语句时，便把 0xB012 这个地址指针赋于了 XROM，

21、如你用 XROM 则会是非法的，这种方法特别适合于用标识符来存取绝对地址，如在程序前用#define ROM 0xB012 这样的语句，在程序中就能用上面的方法用ROM对绝对地址0xB012进行存取操作了。运算符的优先级说明表格能在笔者的 本教程附录 中查看。 前面学习了大部分的基本语法，以下所要学习的各种基本语句的语法能说是组成程序的灵魂。在前面的课程中的例子里，也简单理解过一些语句的使用方法，能看出C语言是一种结构化的程序设计语言。C 语言供给了相当丰富的程序控制语句。学习掌握这些语句的使用方法也是单片机C语言学习中的重点。 表达式语句是最基本的一种语句。不一样的程序设计语言都会有不一样的

22、表达式语句，如VB就是在表达式后面加入回车就构成了VB 的表达式语句，而在51单片机的C语言中则是加入分号“;”构成表达式语句。举例如下：b = b * 10; Count+;X = A;Y = B;Page = (a+b)/a-1;以上的都是合法的表达式语句。在我收到的一些网友的 Email 中，发现很多开始学习的朋友一般在编写调试程序时忽略了分号“;”，造成程序不能被正常的编译。我本人的经验是在遇 到编译错误时先语法是否有误，这在开始学习时一般会因在程序中加入了全角符号、运算符打错 漏掉或没有在后面加“;”。在 C 语言中有一个特殊的表达式语句，称为空语句，它仅仅是由一个分号“;”组成。

23、有时候为了使语法正确，那么就要求有一个语句，但这个语句又没有实际的运行效果那么这时就要有一个空语句。说起来就像大家在晚自修的时候用书包占位一样，呵呵。空语句通常用会以下两种使用方法。(1)while,for 构成的循环语句后面加一个分号，形成一个不执行其它操作的空循环体。 我会会常常用它来写等待事件发生的程序。大家要注意的是“;”号作为空语句使用时，要与语句中有效组成部分的分号相区别，如 for (;a50000;a+);第一个分号也应该算是 空语句，它会使 a 赋值为 0(但要注意的是如程序前有 a 值，则 a 的初值为 a 的当前值)，最后一个分号则使整个语句行成一个空循环。若此时 a=0

24、，那么 for (;a50000;a+);就相当于for (a=0;a50000;a+);我本人习惯是写后面的写法，这样能使人更不难读明白。 (2)在程序中为有关语句供给标号，标记程序执行的位置，使相关语句能跳转到要执行的位置。这会用在 goto 语句中。下面的示例程序是简单说明 while 空语句的使用方法。硬件的功能很简单，就是在 P3.7 上 接一个开关，当开关按下时 P1 上的灯会全亮起来。当然实际应用中按钮的功能实现并没有 这么的简单，一般还要进行防抖动处理等。先在我们的实验板上加一个按钮。电路图如图 10-1。 图 10-1 加了按钮的实验电路图程序如下：#includevoid

25、main(void) unsigned int a; do P1 = 0xFF; /关闭 P1 上的 LED while(P3_7); /空语句，等待 P3_7 按下为低电平，低电平时执行下面的语句 P1 = 0; /点亮 LED for(;a60000;a+); /这也是空语句的使用方法,注意 a 的初值为当前值 /这样第一次按下时会有一延时点亮一段时间，以后按多久就亮多久 while(1); /点亮一段时间后关闭再次判断 P3_7,如此循环上面的实验电路已加入了 RS232 串行口电路，只要稍微改变一下，就能变为具有仿真功能的实验电路。这个改变的关键就是把芯片改用 SST89C58，并在芯

26、片中烧入仿真监控程序。 SST89C58 同样也是一种 51 架构的单片机，它具有 24K+8K 的两个程序存储区，能选择其 一做为程序的启动区。只要把一个叫 SOFTICE.HEX 的监控程序用支持 SST89C58 的编程器烧 录到芯片中(使用编程器或用 CA 版的 SST89C58 烧录 SOFTICE 的具体方法和文件能参考 / )，就 能把上 面 的电路升级为MON51 仿真实验器。那么怎么用它和 KEIL 实现联机仿真呢? 图 10-2 项目设置菜单 图 10-3 项目设置 首先要在你要仿真的程序项目设置仿真器所使用的驱动，在 Debug 页中选择对应本仿真器的 KeilMon51

27、 驱 动，如图 10 中 1 所示。图 10-3 的 3 是选择在仿真时能使用的工具窗口，如内存显示，断点等等。按 2 进 行图 10-4 中的仿真器设置。设置好串行口号，波特率，晶体震荡器为 11.0592M 时选 38400。Cache Options 为仿真 缓选取后会加快仿真的运行的速度。设好后编译运行程序就能连接仿真器了，连接成功会出现如图 10-5 的画面。如连接不成功就出现图 10-6 的图，这个时候能先复位电路再按Try Again，还不成功连接的话则 应检查软件设置和硬件电路。图 10-5 中 1 是指示仿真器的固件版本为 F-MON51V3.4 版。点击 3 中小红 点位置时为设置和取消断点，点击 2 则运行到下一个断点。图 10-7 则是变量和存储器的查看。仿真器在软件大概的使用方法和软件仿真相差不多。