手把手教你学单片机的C语言程序设计（六）：编译预处理.pdf

学 习单 片机 所谓螭译预处理， 是蝙译嚣在对C语言源程序进行正常墒译之前， 先对一些特殊的预处理命令作解释， 产生一个新 的源程序蝙译预处理主要为程序调试 移植等提供便剃， 是一个非常实用的功能 在源程序中 为了区分预处理命令 和一般的C语句的不同所有预处理 命令行都以符号。 群 ” 开头 并且结尾不 用分号。 预处理命令可以出现在程序任 何位 置， 但 习惯上尽可能地写在源程 序 的开头 其作用范围从其出现的位置到 文件尾 。 C语言提供的预处理命令主要有： 宏定义、 文件包含和条件编译。其中宏 定义分为带参数的宏定义和不带参数 的宏定义。 1 不带参数的宏定义 不带参数的宏定义的一般形式为： # d e fi n e标识符 字符 串 它的作用是在编译预处理时。 将源 程序中所有标识符替换成字符串。例 如 ! # d in e P I 31 4 # d e f in e u i n t u n s ig n e d in t 当需要修改元素时 只要直接修改 宏定义即可 无需修改程序中所有出现 元素个数的地方 所以宏定义 不仅提 高了程序的可读 性 便于调试 而且也 方便了程序的移植。 无参数的宏定义使用时， 要注意以 下几个问题： 1 】 宏名一般用大写字母 以便于 与变量名的区舅 0 。当然 用小写字母也 不为锚。 2 ) 在编译预处理中宏名与字符串 进行替换时 不作语法检查 只是简单 的字符替换。 只有在编译时才对已经展 开宏名的源程序进行语法检查。 3 ) 宏名的有效范围是从定义位置 到文件结束。 如果需要终止宏定义的作 用域 可 以用 # u n d e f 命令 。例如 ： #u n d ef P r 则该语句之后的P I 不再代表 3 1 4 ， 这 样可以曼活控制宏定义的范围。 4) 宏定义时可以引用己经定义的 宏 名。例如 ： #d ef i ne R 20 #d ef i n e P I 31 4 #d efi n e AL L PI R 5 对程序中用双引号扩起来的孛 符串内的字符 不进行宏的替换操作。 2 带参数的宏定义 为了进一步扩大宏的应用范围 在 定义宏时 还可以带参数。带参数的宏 定义的一般形式为： # d e fi n e标识 符( 参数表)宇符 串 它的作用是在编译预处理时。 将源 程序中所有标识符替换成字符串。 并且 将字符串中的参数用实际使用的参数 替换。例如 ： # d e f in e S ( a b )( a + b ) 2 则源程序中如果使用了S ( 3 4 ) 在 编译预处理时将替换为( 3 + 4 ) 2 。 在 L E D 1 6 2字符 液 晶试 验 板 上 实现两数相加并输出结果， 变量的数据 类型用宏定义的缩写形式。 在我的文档中建立一个文件目录 【 c s l 0 l 。 然后建立 c s 1 0 u v 2的工程项 目 最后建立源程序文件f c s l 0c ) 。 输入 下面的程序 ： # in c lu d e R E G 5 1 H 序号( 以下同】 ： 1 # d ef i n e u c h u n s i g n e d c h a r 2 u c h a r c o d e S E G 7 f 1 0 I 一 O x c 0 0 x f9 0 X a 4 0 x b 0 0 x 9 9 0 x g 2 0 x 8 2 0 x f 8 0 x 8 0 0 x ,g O ： 3 J ， 一一一 = 4 一一： v o id m a in ( v o id ) 5 f u c h e r a b s u m； 7 a =5 5 ； 8 b ： 2 0 o ： 9 s u m= a + b ； il l 0 P 2 =S E G7 a u m 1 。 0 】 ： 1 1 P 1 =S E G 7 【 ( s u m1 0 0 ) 1 0 ； # 1 2 P 0 =S E G7 【 s u m1 0 ； # 1 3 w h ile ( 1 1 、 1 4 1 5 编译通过 后 将生 成的 c s l O h e x 文件烧录到8 9 S 5 1芯片中。将芯片插 入到 L E D 1 6 2字符液晶试验板上 试 验板上接通 9 v电源 右边 3 个 L E D数 码管显示“ 2 5 5 。通过宕定义 我们发 现原来长 长的“ u n s ig n e d c h a r 现变成 了 u c h a r 。 是不是更 方便使 用了。 分析程序。 序号 1 I 程序解释 以下同) ：包古头文件 RE G51 H 。 序号 2 ：数据类型 。u n s ig n e d c h a r 用宕定 义为简写形式 u c h a r 。 序号3 ： 数码臂0 9的宇 码。 序号4 ： 程序分隅。 序号5 ： 定义函数名为ma in 的主函教。 序号6 ： m a in的主函数开始。 序号 7 ： 定义无符号宇符型变量 a 、 b 、 s u m。 序号8 ： a 破值5 5 。 序号9 b赋值 2 0 0 。 序号 1 0 ： a 、 b 作加法运算 其和放 s u m 。 序号 1 1 ： 取出s u m的首位教送 P 2 口显示。 序号 1 2 ： 取出s u m的十位数送 P I口 显示。 序号 1 3 ： 取出s u m的个位投送 P O 13 显示。 维普资讯 学习单 片机 序号 1 4 ： 动态停机。 序号 1 5 ： ma i n的主函数结束。 使用带参数的宏定义进行运算 ， 结 果送 L E D 1 6 2 字符液晶 试验板显示。 在我的文档中建立一个文件 目录 ( c s l 1 ) ， 然后建立 c s l 1 u v 2的工程项 目。 最后建立源程序文件( c s l 1 c o 输入下面的程序： # i n c lu d e 序号【 以下同) ： 1 # d e f in e u c h a r u n s ign e d c h a r 2 # d e f in e S ( a ， b )( a - b ) 3 3 u c h a r c o d e S E G7 1 0 】 = 1 0 x c 0 ， 0 x f 9 ， 0 x a 4 ， 0 x b 0 0 x 9 9 0 x 9 2 ， 0 x 8 2 0 x f 8 0 x 8 0 。0 x 9 0 。 ； 4 = = 一一一一一5 一一= v o i d m a in ( v o id ) 6 I i i7 u c h a r o u t ； 8 o u t =s ( 1 0 0 5 0 ) ： 9 P 2 =S E G 7 o u tJ l 0 0 ； l O P 1 =S E G 7 【 ( o u t 1 0 0 ) 1 0 ； 1 1 P 0 =S E G 7 【 o u t 1 0 ； 1 2 w h il e ( 1 ) ： 1 3 1 4 编译通过后。将生成的 c s l 1 h e x 文件烧录到 8 9 S 5 1芯片中，将芯片插 入到 L E D 1 6 2 字符液晶试验板上 。 试 验板上接通 9 V电源， 右边 3个 L E D数 码管显示“ 1 5 O ” 。 分析程序。 序号 1【 程序解释，以下同) ：包含头文件 RE G5 1 H 。 序号 2 ： 数据类型的宏定义。 序号 3 ： 带参数的宏定义 序号4 ： 数码管 0 9的字形码。 序号5 ： 程序分隔。 序号 6 ： 定义函数名为 m a in的主函数。 序号7 ： ma i n的主函数开始。 序号 8 ： 定义无符号字符型变量o u t 。 序号 9 ： 使用参数宏 其结果送o u t 。 序号 1 O ： 取出o u t 的百位数送 P 2口显示。 序号 1 1 ： 取出o u t 的十位数送 P 1口显示。 序号 1 2 ： 取出o u t 的个位数送 P 0 1：3 显示。 序号 1 3 ： 动态停机。 序号 1 4 ： m a i n 的主函数结束。 “ 文件包含”实际上就是我们前面 已经多次用到的# i n c l u d e命令实现的 功能， 即一个源程序文件可以包含另外 一 个源程序文件的全部内容。“ 文件包 含 ”不仅可 以包含 头文件 例如 ： # i n c l u d e，还可以包含用 户 自己编写 的源 程序 文件 例如 ： # i n c l u de。 文件包含预 处理命令 的一般形 式 为： # i n c l u d e或 # i n c l u d e “ 文件名” 上述两种 方式的 区别是 ：前一 种形式 的文件 名用尖括 弧括 起来 ， 系 统将 到包 含 C语言 库 函 数 的头 文件所在的 目录( 通 常是 K E I L目录 中的 in c l u d e子 目录 )中寻找 文件。 后一种形式的文件名用双引号括起 来 ， 系统先在 当前 目录 下寻 找 。 若找 不到 ， 再到其它路径 中查找。 “ ” 文件包含” 在使用时要注意 ： 1 一个 # i n c lu d e命令只能指定一 个被包含的文件。 2 “ 文件包含” 可以嵌套。在文件 包含的嵌套时， 如果文件 1 包含了文件 2 。 而文件 2包含了文件 3 。 则在文件 1 也要包含文件 3 。 并且文件 3的包含要 写在文件 2的包含之前， 即文件 I 中的 “ 文件包含” 说明如下： # in c l u d e # in c l u d e “ 文件包含”命令为多个源程序文 件的组装提供了一种方法。 在编写程序 时。习惯上将公共的符号常量定义 、 数 据类型定义和 e x t e r n 类型的全局变量 说明构成一个源文件 。 并以“ H ” 为文件 名的后缀。 如果其他文件用到这些说明 时。 只要包含该文件即可。 无需再重新 说明， 减少了工作量。而且这样编程使 得各源程序文件中的数据结构 、 符号常 量以及全局变量形式统一 ， 便于程序的 修改和调试。 “ 条件编译”命令允许对程序中的 内容选择性地编译 。 即可以根据一定的 条件选择是否编译。 条件编译的命令主要有 以下几种 形式 ： 形式 1 # if d e f标识符 程序段 I # els e 程序段 2 # en dif 它的作用是当 “ 标识符”已经由 # d e f i n e定义过了 则编译“ 程序段 1 ” 。 否则编译“ 程序段 2 ” 。 其 中如果不需要 编译“ 程序段 2 ” 。 则上述形式可以变换 为： # if d e f标识符 程序段 1 # en di f 形式 2 # if n d e f标识符 程序段 1 # els e 程序段 2 #e n dif 它的作用是当 “ 标识符 没有由 # d e f i n e定义过。 则编译“ 程序段 1 ” 。 否 则编译“ 程序段 2 ” 。同样当无“ 程序段 2 ” 时。 则上述形式变换为： # if n d e f标识符 程序段 1 #e n dif 形式 3 # I f表达式 程序段 1 #e l s e e 程序段 2 #e ndif 它的作用是 当“ 表达式 ” 值 为真 时 。 编译 程序段 1 。 番则编译程序段 2。同样 当无程序段 2时， 则上 述形 式变换 为 ： # 表达式 程序段 1 57 维普资讯 #e n di f 以上三种形式的条件编译预处理 结构都可以嵌套使用。 当# e l s e后嵌套 lf 时， 可以使用预处理命令 # e l if ， 它相 当于 # e l s e# i f 。 在程序中使用条件编译主要是为 了方便程序的调试和移植。 在 C语言程序中。用户可 以根据 自己的需要对数据类型重新定义。使 用关键字 t y p e d e f 的定义方法如下： t y p e d e f已有的数据类型新的数据类 型名： 其中“ 已有的数据类型” 是指上面 所介绍的 C语言 中所有的数据类型。 包括结构 、 指针和数组等。 “ 新的数据类 型名” 可按用户自己的习惯或根据任务 需要决定。 关键字 t y p e d e f 的作用只是 将 C语言 中已有 的数据类型作了置 换。 因此可用置换后的新数据类型名来 进行变量的定义。例如： t y p e d e f i n t WO R D ； 定义 w o r d 为新的整型数据类型名 一 般而言 。 对 t y p e d e f 定义 的新 数据类型用大写字母表示 。以便与 C语言 中原有 的数据 类型相 区别 。 另外还要注意 。 用 t y p e d e f 可 以定义 各种新 的数据类型名 。但不能直接 用来定义变量。t y p e d e f 只是对已有 的数据 类 型 作 了一 个 名字 上 的置 换 。并没有创造出一个新的数据类 型 。例 如前 面例子 中 的 WOR D， 它 只是 I n 1 类型 的一个新名字而已。 采 用 t y p e d e f 来 重新定 义数 据类 型有 利于程序的移植 。同时还可 以简化 较长的数据类型定 义 ( 如结构数据 类型等 ) 。在 采用 多模块 程序设 计 时，如 果不同的模块程序源文件 中 用到同一类型的数据时 ( 尤其是像 数 组 、 指针 、 结构 、 联合 等复杂 数据 类型 ) 。经 常用 t y p e d e f 将这些数据 重 新 定 义 并放 到 一 个 单独 的 文件 中 。 需 要 时 再 用 预 处 理 命 令 # i n c l u d e将它们包含进来 。 学习单 片机 用 t y p e d e f 重新定义数据类型 ， 变 量 v a l 赋值后送 L E D 1 2 8 6 4图形液晶 试验板上的 8个 L E D显示 ，模拟彩灯 闪烁。 在我的文档中建立一个文件 目录 ( c s 1 2) 。 然后建立 c s l 2 u v 2的工程项 目。 最后建立源程序文件( c s 1 2 c o 输入下面的程序： # in c l u d e 序号( 以下同) ： 1 t y p e d e f u n s ig n e d c h a r U8 一 B YT E ； 2 t y p e d e f u n s ig n e d i n t U1 6 _ WOR D； 3 v o i d d e l a y ( U 1 6 _ WOR D k ) ： 4 = ； = ； 一一一= 5 = = v o i d m a in ( v o i d ) 6 I| | U8 一B Y TE v a l ； 8 w h i le ( 1 ) 9 1 0 v a l = O x 5 5 ； 1 1 P O = v a l ； 1 2 d e l a y ( 5 0 0 ) ； 1 3 v a l = O x a a ； 1 4 P O = v a l ； 1 5 d e l a y ( 5 0 0 ) ； 1 6 1 ， 1 7 1 8 一 一 一一 一 一 一 一 1 9 一 一 v o id d e la y ( U 1 6 WO R D k ) 2 0 2 1 U 1 6 _ WOR D i ，j ： 2 2 f o r ( i = O ： i k ： i+ + ) f 2 3 f o r ( j = O ； j 1 2 1 l j + + ) 2 4 2 5 2 6 编 译通 过 后 。将 生 成 的 c s l 2 h e x文 件烧 录 到 8 9 S 5 1芯片 中 ， 将 芯 片 插入 到 L E D 1 2 8 6 4图形 液 晶 试验板 上 ，拔 下 S X排针 上的 8个 短路 块。试验板 接通 5 V电源后 8 个 L E D的奇数 位点 亮 0 5秒 ， 然后 偶数位又点亮 0 5秒 。 反 复循环 煞 是好看。 我们对程序进行分析。 序号 1( 程序解释以下同) ：包含头文件 RE G5 1 H 。 序号 2 ： 用t y p e d e f 重新定义数据类型 定义 U8 _B Y T E为 8 位长度的无符号字符型数据 类型 。 序号 3 ： 用t y p e d e f 重新定义数据类型。 定义 U 1 6 _ WOR D为 1 6 位长度的无符号整型数 据类型。 序号 4 ： 延时子函数声明。 序号 5： 程 序分 隔。 序号 6 ： 定义函数名为 m a in的主函数。 序号 7 ： m a in的主函数开始。 序号 8 ： 定义无符号字符型变量v a l 序 号 9： wh i le循环语 句进行 无限循 环。 序号 1 0 ： w h i le循环语句开始。 序号 1 1 ： v a l 赋值 0 x 5 5 。 序号 1 2 ： v a l 送 P O口 显示。 序号 1 3 ： 调用0 5 秒延时子函数。 序号 1 4 ： v a l 赋值 O x a a 。 序号 1 5 ： v a l 送 P O口显示。 序号 1 6 ： 调用0 5 秒延时子函数。 序号 1 7 ： w h il e 循环语句结束。 序号 1 8 ： ma i n的主函数结束。