单片机与嵌入式系统.ppt

2019/6/16,单片机与嵌入式系统,5 用C语言设计51程序,5.1 C51语言特点 C51吸取了汇编语言的精华 提供了对位、字节及地址的操作，使程序可以直接对内存及指定寄存器进行控制； 吸取了宏汇编技术中的某些灵活的处理方法，提供宏代换#define和文件蕴含#include的预处理命令； C51继承和发扬了高级语言的长处 C51 的可移植性好 生成的代码质量高 目前使用C51开发系统最流行的是Keil C51软件平台,2019/6/16,单片机与嵌入式系统,5.2 标识符与关键字, C51的标识符 C51的标识符基本同标准的C语言 C51的关键字 C51的关键字有ANSI C标准的关键字，见表5-1所示； C51扩展的关键字，见表5-2所示 (这里略） 。,2019/6/16,单片机与嵌入式系统,5.3 C51程序设计的基本规则,5.3.1 数据类型与存储模式 一、C51数据类型,2019/6/16,单片机与嵌入式系统,无符号型（unsigned）、有符号型（signed） 二、 对C51变量的字节长度说明 char 占用1个字节; int 占用2个字节; long int 占用4个字节; float 占用4个字节; * 占用1到3字节(地址); bit 占用1位(0或1); sfr 占用1个字节(特殊功能寄存器); sfr16 占用2个字节(特殊功能寄存器); sbit 占用1位(定义位用);,2019/6/16,单片机与嵌入式系统,三、变量与数据存储模式 存储种类 数据类型 存储器类型 变量名表； 变量的存储种类有四种： 自动（auto）、 外部（extern）、 静态(static)和 寄存器（register）。 如果省略了存储种类选项，则该变量为 自动（auto）变量。,2019/6/16,单片机与嵌入式系统, 对51存储器的类型说明（见表5-3） 【在变量前加类型说明】 (1) 类型说明符 DATA 寻址片内低128字节,速度最快(MOV ); BDATA 寻址片内20H-2FH的单元(bit 位); IDATA 间接寻址片内256字节(MOV Ri ); PDATA 页寻址外部RAM(MOVX Ri ); XDATA 寻址外部64KRAM ( MOVX DPTR ); CODE 寻址代码 (程序)区(MOVC A+DPTR);,2019/6/16,单片机与嵌入式系统,（2）举例说明 unsigned char data k,t,p; /定义了k,t,p为无符号字符data 变量; unsigned int k1,k2; /data 可省略 /定义了k1,k2为无符号整型data 变量; int idata y110; /定义了y1为整型数组; unsigned char bdata z1,z2; /定义了z1,z2为可位寻址的字符变量 unsigned char pdata e1,e2; /定义了e1,e2为页寻址的变量 dube xdata b30; /定义了变存在外部RAM中,2019/6/16,单片机与嵌入式系统,unsigned char code f_tab10; /定义了f_tab 为代码内的常数 f_tab = 0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d, 0x07,0x7f,0x67 ; /这时公阴极数码管的显示代码 ( MOVC A,A+DPTR) 例如,要显示 “4,5” ; #define sz_cps XBYTE0x1fff /定义外部存储器的口 #define sz_cpg XBYTE0x3fff /定义外部存储器的口 sz_cps =f_tab4;/显示4 sz_cpg =f_tab5;/显示5,2019/6/16,单片机与嵌入式系统,四、数据存储模式 存储模式决定了变量的默认存储类型、参数传递区 和无明确存储类型说明的变量的存储类型。 如果在变量定义时略去存储类型标志符，则编译器会自动选 择默认的存储类型。默认的存储类型进一步由： SMALL，COMPACT和LARGE存储模式指令限制。 三种存储模式的含义，见表5-4所示。 SMALL：（低128字节); COMPACT : (分页片外存储器(最大256字节，默认的存储类型是pdata) ; LARGE:(最大64K，默认的存储类型是xdata );,2019/6/16,单片机与嵌入式系统,例如， static unsigned char data x；/* 在片内数据存储器中定义一个静态无符号字符型变量 x */ int y； /* 定义一个自动整型变量y，它的存储器类型由编译模式确定 */ char data var1； /* 在data区定义字符型变量var1 */ int idata var2； /* 在idata区定义整型变量var2 */ int a=5； /* 定义变量a，同时赋以初值5，变量a由编 译模式确定默认存储区 */ char code var3 =“Very Good!”；/ * 在code区定义字符 串数组rar3 */ char xdata * px ； /* 在xdata区定义一个指向对象类型为char的指针px， 指针px自身在默认存储区（由编译模式确定），长度为 2字节（00xFFFF) */,2019/6/16,单片机与嵌入式系统,Char xdata * data pdx；/* 除了指针明确定位于内部数据 存储器区(data)之外，与上例完全相同，由于指定了存储 器类型，所以与编译模式无关 */ extern bit data p_numb ； /* 在data区定义一个外部位变量 */,2019/6/16,单片机与嵌入式系统,5.3.2 对硬件主要资源的定义 一、sfr 定义方法 sfr 特殊功能寄存器名 = 地址常数 ； 例如， sfr P0 = 0x80；/定义了I/O口P0，其地址为80H sfr P1 = 0x90；/定义了I/O口P1，其地址为90H （可参考Keil C51 中的reg51.h 各个定义）,2019/6/16,单片机与嵌入式系统,如：含头文件 #include或 #include 在reg51中,已经宏定义了所有寄存器。如： /* BYTE Register */ 用到了：srf sfr P0 = 0x80; sfr P1 = 0x90; sfr P2 = 0xA0; sfr P3 = 0xB0; sfr PSW = 0xD0; sfr ACC = 0xE0; sfr B = 0xF0; sfr SP = 0x81; sfr DPL = 0x82; sfr DPH = 0x83; sfr PCON = 0x87; sfr TCON = 0x88; sfr TMOD = 0x89; sfr TL0 = 0x8A; sfr TL1 = 0x8B; sfr TH0 = 0x8C; sfr TH1 = 0x8D; sfr IE = 0xA8; sfr IP = 0xB8; sfr SCON = 0x98; sfr SBUF = 0x99; sfr AUXR = 0x8e;,2019/6/16,单片机与嵌入式系统,二、sfr16定义方法 sfr16 特殊功能寄存器名 = 地址常数 ； 如， 对于8052单片机的定时器T2，可采用如下的方法来定义。 sfr16 T2 = 0xCC； /* 定义timer2， 其地址为T2L=0xCC，T2H=0xCD */ 三、sbit 定义方法 （1）sbit 位变量名 = 位地址 ； 如： sbit OV = 0xD2 ；/ 定义了PSW中的溢出标志 sbit CY = 0xD7 ；/ 定义了PSW中的进位标志 sbit clk = 0x91；/ 定义了P1.1口信号线,2019/6/16,单片机与嵌入式系统,（2）sbit 位变量名 = 特殊功能寄存器名位位置 如： sfr PSW = 0xD0 ；/定义了状态寄存器名为PSW，其地址为 D0H sfr P1 = 0x90 ；/定义了I/O口P1，其地址为90H sbit OV = PSW2 ；/定义了PSW中的（第2位）为溢出标志 sbit CY = PSW7 ；/定义了PSW中的（第7位）为进位标志 sbit clk = P11 ；/定义了P1中的（第1位）为信号线 （3）sbit 位变量名 = 字节地址位位置 如： sbit OV = 0xD02 ；/ 定义了0xD0中的（第2位）为溢出标志 sbit CY = 0xD07 ；/ 定义了0xD0中的（第7位）为进位标志 sbit clk = 0x901；/ 定义了0x90中的（第1位）为I/O口信号线,2019/6/16,单片机与嵌入式系统,（4）sbit 位变量名 = “可位寻址对象”位位置 8051单片机内部0x200x2F可位寻址区时，称之“可位寻址对象” 如， int bdata inumb ； /* 在位寻址区定义一个整型变量 inumb */ char bdata bary4； /* 在位寻址区定义一个数组字符 bary4 */ sbit mybit0 = inumb0 ；/整型变量的第0位（共16位） sbit mybit15 = inumb15；/整型变量的第15位 sbit ary07 = bary07； /第1个字节中的第7位 sbit ary37 = bary37； /第4个字节中的第7位,2019/6/16,单片机与嵌入式系统,四、bit 定义方法 利用bit只能定义一个普通的位变量，取值0或1。 （定义的变量在8051的20H-2F字节中） 如，“bit a，b，c”，表示定义了三个位变量a、b、c。这三个位变量应位于8051内部00H7FH中的某三位。,2019/6/16,单片机与嵌入式系统,五、对片外地址的定义方法 使用#define宏定义 如， #include /XBYTE的头文件 #define PORTA XBYTE0x8000 /* 将PORTA定义为外部I/O口，地址为0x8000，长度为8位 */ 使用地址定位 _at_ 定义 如， unsigned char xdata x_data _at_ 0x50； /* 这是以0x50开头的外部地址，是无符号字符变量数组x_data的起址 */ unsigned char xdata Y0 _at_ 0X1000； /* 这是以0x1000开头的外部地址，是无符号字符变量Y0的起址 */ unsigned char xdata x_data0x40 _at_ 0x50; / 这是以0x50开头的外部地址空间为0x40个,2019/6/16,单片机与嵌入式系统, 使用指针变量操作外部地址 如： unsigned char xdata * px; /定义了外部存储器的指针变量 px=0x1000; /给指针变量赋地址 *px =0x55; /给外部1000h写入0x55 六、对片内地址的定义方法 对于片内具体地址的定义可以采用指针变量 如： unsigned char idata * px; /定义了外部存储器的指针变量 px=0x90; /给指针变量赋地址 *px =0x66; /给内部90h写入0x66,2019/6/16,单片机与嵌入式系统,5.3.3 C51的运算符与表达式,一、赋值运算符 (一)赋值运算与表达式 变量 = 表达式 ； （二）赋值的类型转换规则 当“”两侧的类型不一致时，系统自动将右边表达式的值转换成左侧变量的类型，再赋给该变量。,2019/6/16,单片机与嵌入式系统,二、c51的算数运算 （1）基本的算数运算符 C51最基本的算术运算符有五种见下表。,2019/6/16,单片机与嵌入式系统,（2）自增和自减运算符 为自增运算符，为自减运算符。 三、C51的关系运算符 关系运算又称为比较运算，C51提供了六种关系运算符见下表所示。,2019/6/16,单片机与嵌入式系统,四、C51的逻辑运算符 逻辑运算是对变量进行逻辑与、或及非三种运算。 C51提供三种逻辑运算符如下表所示。,2019/6/16,单片机与嵌入式系统,五、C51的位运算符 能对运算对象进行按位操作是C51的一大特点，正是由于这一特点，使C51具有了汇编语言的一些功能，从而使C51能对硬件直接进行操作。C51提供了六种位运算如下表所示。,2019/6/16,单片机与嵌入式系统,例如： y1=y2 & y3； /* 两个字符或整数按位进行逻辑与运算*/ y1 = y2 | y3； /*两个字符或整数按位进行逻辑或运算*/ y3 = y1 y2； /*两个字符或整数按位进行逻辑异或运算*/ y1= y1； /*一个字符或整数按位进行逻辑非运算*/ y1 = xy3； /*一个字符或整数按位进行逻辑右移运算*/,2019/6/16,单片机与嵌入式系统,六、复合赋值运算符 在赋值运算符“=”前面加上其它运算符，就构成了所谓复合赋值运算符，如下表所示。,2019/6/16,单片机与嵌入式系统,例如： a3； /等价于aa3 x*y+8； /等价于xx*（y+8） c*ab； /等价于cc*（ab） a&b； /等价于aa & b a4； /等价于aa4,2019/6/16,单片机与嵌入式系统,七、指针和地址运算符 为了表示指针变量和它所指向的变量地址之间的关系，C语言提供了两个专门的运算符： * （取内容） & （取地址） 取内容和取地址运算的一般形式分别为： 变量 = * 指针变量 /取内容 指针变量 = & 目标变量 /取地址,2019/6/16,单片机与嵌入式系统,5.4 C51基本语句,5.4.1 说明与表达式语句 说明语句用来说明变量的类型和初值。例如： int sun=0 ； /把sum说明为整型变量，并赋初值为0。 foalt t； /把t说明为浮点型变量 sfr P1= 0x90 ； /把P1说明为一个口地址变量 sbit BUSY =P33； /把BUSY说明为一个位地址变量 bit sixth； /把sixth说明为一个位变量,2019/6/16,单片机与嵌入式系统,5.4.2 复合语句 复合语句的一般形式为： 局部变量定义； 语句1； 语句2； 语句n； ,2019/6/16,单片机与嵌入式系统,5.4.3 条件语句 （1）if（条件表达式） 语句 （2）if（条件表达式） 语句1 else 语句2 （3）if（条件表达式1） 语句1 else if（条件表达式2） 语句2 else if（条件表达式3） 语句3 else if（条件表达式4） 语句n else 语句m,2019/6/16,单片机与嵌入式系统,5.4.4 开关与跳转语句 一、开关语句 switch （变量或表达式） 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； ,2019/6/16,单片机与嵌入式系统,二、跳转语句 （一）bre