片机C语言程序设计.ppt

第4章 单片机C语言程序设计,2019/7/28,2,目 录,C语言与MCS-51单片机 C51的数据类型 C51的运算量 C51的运算符及表达式 表达式语句及复合语句 C51的输入/输出 C51程序基本结构与相关语句 函数 C51构造数据类型,2019/7/28,3,C语言的特点,语言简洁紧凑，使用方便灵活； 运算符丰富，数据结构丰富； 可进行结构化程序设计； 可直接对计算机硬件进行操作； 生成的目标代码质量高，程序执行效率高； 可移植性好。,2019/7/28,4,C语言的程序结构,预处理命令 include 函数说明 long fun1(); float fun2(); 变量定义 int x, y; float z; 功能函数1 fun1() 函数体 主函数 main() 主函数体 功能函数2 fun2() 函数体 ,2019/7/28,5,C语言、汇编语言与51系列单片机,C51与汇编语言的区别： 汇编语言要考虑具体存储地址； C语言仅需考虑变量的数据类型与存储类型； C51与标准C的区别： 标准C无需考虑变量的存储类型； C51的数据类型、存储模式、函数等与标准C有一定差异。,Keil C51,2019/7/28,6,C51程序结构,C51与标准C的程序结构基本相同，存在如下差异： C51的库函数与标准C不同； C51的数据类型与标准C有一定区别； C51变量的存储模式与标准C不同； C51的输入/输出处理与标准C不同； C51的函数使用与标准C有一定区别。,2019/7/28,7,目 录,C语言与MCS-51单片机 C51的数据类型 C51的运算量 C51的运算符及表达式 表达式语句及复合语句 C51的输入/输出 C51程序基本结构与相关语句 函数 C51构造数据类型,2019/7/28,8,C51的数据类型,char字符型 int整型 long长整型 float浮点型 *指针型 sfr、sfr16特殊功能寄存器型 bit、sbit位类型,2019/7/28,9,C51的基本数据类型,2019/7/28,10,sfr特殊功能寄存器型,用来访问单片机的特殊功能寄存器的数据类型。 sfr：访问字节型的SFR； 如：sfr P0 = 0x80； 如：sfr SBUF = 0x99； sfr16：访问连续两个字节的SFR； 如：sfr16 DPTR = 0x82；访问DPTR即访问SFR的82H和83H； 如：sfr16 T0 = 0x8A；即访问TL0和TH0。,2019/7/28,11,bit位类型,用来访问单片机的可寻址的位单元。 包括片内RAM和SFR中的位寻址区； bit：变量将存放于片内RAM的位寻址区（片内RAM20H2FH）； bit flags； 位变量的存储器类型严格来说只能是bdata； sbit：变量位于固定地址的可位寻址单元； sbit CY = PSW7; int bdata ibase; sbit mybit15 = ibase15;,2019/7/28,12,目 录,C语言与MCS-51单片机 C51的数据类型 C51的运算量 C51的运算符及表达式 表达式语句及复合语句 C51的输入/输出 C51程序基本结构与相关语句 函数 C51构造数据类型,2019/7/28,13,常量,整型常量 十进制整数：234，56，0； 十六进制整数：0x12，0xCC； 浮点型常量：0.123，34.0； 字符型常量：a，0，0； 字符串型常量：“ABC“ = A, B, C, 0,2019/7/28,14,变量,变量的定义格式： 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 static int xdata W1 = 0x1234, W2; 数据类型说明符 可由typedef或#define重命名固有数据类型；,typedef unsigned int WORD; typedef unsigned char BYTE; BYTE a1=0x12; WORD a2=0x1234; #define BYTE unsigned char,2019/7/28,15,变量,变量名 由字母、数字、下划线组成；第一个字母不能为数字；不能使用关键词。 存储种类,2019/7/28,16,变量,存储器类型,特殊功能寄存器变量 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 例如： sfr TMOD=0x89； sfr P1=0x90； sfr16 DPTR=0x82； sfr16 T1=0X8A,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 存储器类型 位变量名； 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；,【例】 bit型变量的定义： bit data a1； /*正确*/ bit bdata a2； /*正确*/ bit pdata a3； /*错误*/ bit xdata a4； /*错误*/ sbit型变量的定义： sbit OV=0xd2； sbit CY=oxd7； unsigned char bdata flag； sbit flag0=flag0； sfr P1=0x90； sbit P1_0=P10； sbit P1_1=P11； sbit P1_2=P12；,2019/7/28,20,存储模式（编译模式）,SMALL模式 变量默认存储在片内RAM中，存储类型data； COMPACT模式 变量默认存储在片外RAM低256B中，存储类型pdata； LARGE模式 变量默认存储在片外RAM 64KB中，存储类型xdata； 存储模式的指定：#pragma 如：#pragma large,2019/7/28,21,常用的存储类型,一般默认存储模式为SMALL模式； 未指定存储器类型的变量，默认为data类型； 常用的存储器类型有：bdata，xdata，code,char code text = “ENTER PARAMETER:“; unsigned long xdata array100; unsigned char bdata flag; sbit flag0 = flag0; sbit flag1 = flag1; sbit flag7 = flag7;,2019/7/28,22,C51中的头文件,C51常用头文件： reg51.h，reg52.h，math.h，ctype.h，stdio.h，stdlib.h，absacc.h 头文件包含指令：#include #include “头文件.h” / 用户自定义头文件 #include / 系统头文件 一个#include命令只能包含一个文件； #include要放在文件头部。,2019/7/28,23,绝对地址访问,用库函数中的预定义宏 包含头文件 #include ,访问ROM中绝对地址为0x0002的字单元， 即0x0002与0x0003两个字节单元,2019/7/28,24,绝对地址访问,通过指针访问,unsigned char data var1; unsigned char pdata *dp1; unsigned int xdata *dp2; unsigned char data *dp3; dp1 = 0x30; dp2 = 0x1000; *dp1 = 0xff; *dp2 = 0x1234; dp3 = ,片外RAM(0x30)0xff,片外RAM(0x1000)0x1234,片内RAM var10x20,2019/7/28,25,绝对地址访问,使用C51扩展关键字 _at_ 格式：存储器类型 数据类型说明符 变量名 _at_ 地址常数 _at_ 后面的绝对地址必须在可用的实际存储空间内； 用 _at_ 定义的变量必须为全局变量； bit 类型的函数和变量不能用_at_指定到绝对地址。,data unsigned char x1 _at_ 0x40; xdata unsigned int x2 _at_ 0x2000; x1 = 0xff; x2 = 0x1234;,2019/7/28,26,目 录,C语言与MCS-51单片机 C51的数据类型 C51的运算量 C51的运算符及表达式 表达式语句及复合语句 C51的输入/输出 C51程序基本结构与相关语句 函数 C51构造数据类型,2019/7/28,27,C51的运算符,与标准C的运算符相同。 赋值运算符：= 算术运算符：+ - * / % 关系运算符： = 复合赋值运算符：+= -= &= = =等 逗号运算符：, 条件运算符：? 指针与地址运算符：* &,2019/7/28,28,C51的运算符,C51运算符的几点注意事项： 允许一个语句同时给多个变量赋值：x = y = 0; 参加取余运算的两个数必须为整数； 左移和右移均为算术移位，空位补0； 逗号表达式的值为最右边的表达式值； 条件表达式：逻辑表达式? 表达式 : 1表达式2; x = *p; / p的值为一个地址，将该地址内容赋给x； m = / n的值为一个数据，将该数据存放的地址赋给m；,2019/7/28,29,目 录,C语言与MCS-51单片机 C51的数据类型 C51的运算量 C51的运算符及表达式 表达式语句及复合语句 C51的输入/输出 C51程序基本结构与相关语句 函数 C51构造数据类型,2019/7/28,30,表达式语句,表达式后面加“;”，构成表达式语句。 在用while语句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。这种结构通常用于对某位进行判断，当不满足条件则等待，满足条件则执行。,a = +b*9; x = 8; y = 7; +k;,#include char getchar() char c; while(!RI); c=SBUF; RI=0; return(c); ,while(1);,SJMP $,2019/7/28,31,复合语句,用一个大括号“”将若干条语句括在一起，形成复合语句。 各条语句按序依次执行； 复合语句中定义的局部变量，仅在该语句中有效，即在该“ ”中有效；, 局部变量定义; 语句1; 语句2; ,2019/7/28,32,目 录,C语言与MCS-51单片机 C51的数据类型 C51的运算量 C51的运算符及表达式 表达式语句及复合语句 C51的输入/输出 C51程序基本结构与相关语句 函数 C51构造数据类型,2019/7/28,33,C51的输入/输出,利用C51的标准库函数： 函数：格式输入/输出函数printf()，scanf()； PC机的按键单片机PC机显示器； 输入和输出通过串口进行 故程序中需对单片机串口进行初始化； PC机中的串口软件可以用系统自带的超级终端，设置波特率与单片机波特率保持一致； 硬件连线需接上串口线（模拟调试时可以不接串口线）；,输入,输出,2019/7/28,34,格式输出函数printf(),控制串口输出数据； 格式：printf(格式控制, 输出参数表); 格式控制用双引号括起来，包括格式说明符、普通字符、转义字符； 格式说明符由“%“和格式字符组成；,2019/7/28,35,格式输入函数scanf(),通过串口实现数据输入； 格式：scanf(格式控制, 地址列表); 格式控制与printf()相同； 地址列表可以是指针变量、“&“+变量或字符串名,2019/7/28,36,目 录,C语言与MCS-51单片机 C51的数据类型 C51的运算量 C51的运算符及表达式 表达式语句及复合语句 C51的输入/输出 C51程序基本结构与相关语句 函数 C51构造数据类型,2019/7/28,37,C51的基本结构,顺序结构： 各语句按照位置先后顺序执行； 选择结构 if 语句； switch 语句； 循环结构 for 语句； while 语句； do-while语句； break 和 continue语句；,2019/7/28,38,if语句,if语句的三种格式： if (表达式) 语句； if (表达式) 语句1； else 语句2； if (表达式1) 语句1； else if (表达式2) 语句2； else if (表达式3) 语句3； else if (表达式n-1) 语句n-1； else 语句n,2019/7/28,39,switch/case语句,if - else if - else语句可用switch语句来实现多分支转移； switch后表达式为整型或字符型表达式； 每个case常量表达式的值必须不同； 多个case可以公用一组执行语句；,switch （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； ,2019/7/28,40,while、dowhile语句,while语句 while（表达式） 语句； /*循环体*/,dowhile语句 do 语句; /*循环体*/ while(表达式);,while (i = 100) s = s + i; i+; ,do s = s + i; i+; while (i = 100);,2019/7/28,41,for语句,for(表达式1; 表达式2; 表达式3) 语句; /*循环体*/,for (i=1; i=100; i+) s = s + i;,2019/7/28,42,循环的嵌套,循环嵌套：一个循环体内包含另一个完整的循环； C51允许三种循环结构相互嵌套；,void delay(unsigned int x) unsigned char j; while(x-) for (j=0; j125; j+); ,2019/7/28,43,break、continue和return语句,break语句： 跳出所在循环体，结束所在循环； 跳出switch语句； 仅能用于循环语句和switch语句； continue语句： 结束本次循环，执行下一次循环的判定，不是结束所在的整个循环； return语句： return; return(表达式); 终止本函数，将表达式的值作为函数的返回值；,2019/7/28,44,目 录,C语言与MCS-51单片机 C51的数据类型 C51的运算量 C51的运算符及表达式 表达式语句及复合语句 C51的输入/输出 C51程序基本结构与相关语句 函数 C51构造数据类型,2019/7/28,45,函数,C51程序由一个主函数和若干个子函数组成； 一个函数中只能有一个主函数； 主函数不能被调用； 主函数运行结束，程序结束； 主函数可以调用子函数； 子函数可以调用子函数；,2019/7/28,46,函数的定义,函数定义格式： 函数类型 函数名 (形式参数表) reentrant interrupt m using n 局部变量定义 函数体 函数类型：函数返回值的类型，为各种数据类型；若函数无返回值，则类型一般定义为void； 形式参数表：即函数的入口参数；没有入口参数，则保留空括号()即可；,2019/7/28,47,reentrant修饰符,定义该函数为可重入函数； 可重入函数：该函数可以直接或间接的调用本身； 注意事项： 函数内不允许位变量的操作； 有时须使用全局变量进行参数传递； 常用于实时系统或在中断和非中断必须共用一个函数的情况下使用。 麻烦！不建议使用！非用不可时再查阅资料！,2019/7/28,48,interrupt m修饰符,定义该函数为中断服务程序。 注意事项： 中断函数不能进行参数传递； 中断函数没有返回值； 不能直接调用中断函数； 中断函数调用的其他函数，必须与中断函数使用相同的寄存器组； 中断函数禁止使用extern，最好放在文件尾部；,非常重要！,2019/7/28,49,using n修饰符,指定本函数所使用的工作寄存器组； n0 3，对应工作寄存器0组3组； using 所做的操作： 在函数入口保存当前PSW； 设置指定寄存器组，即新的PSW； 在函数出口恢复原PSW。 注意事项： using n仅能用于无返回值的函数； using在中断函数或实时系统中最有用，因为不用保存8个寄存器，只需将PSW入栈。,2019/7/28,50,函数的调用和声明,无返回值函数形式：函数名(实参列表); 有返回值函数形式：变量 = 函数名(实参列表); 被调用的函数可作为调用函数的参数。 自定义函数的声明： extern 函数类型 函数名(形参列表); extern：声明的函数若不在本文件内部，则必须注明extern；,int max(int x, int y); int max(int x, int y) int z; z = (x = y ? x : y); return(z); ,2019/7/28,51,函数的嵌套,函数不能嵌套定义，但允许嵌套调用；,int max(int a, int b) return (a = b ? a : b); int add(int c, int d, int e, int f) return (max(c, d) + max(e, f); main() int final; final = add(7, 5, 2, 8); while(1); ,2019/7/28,52,目 录,C语言与MCS-51单片机 C51的数据类型 C51的运算量 C51的运算符及表达式 表达式语句及复合语句 C51的输入/输出 C51程序基本结构与相关语句 函数 C51构造数据类型,2019/7/28,53,数组,数组：有序数据的组合。 数组中的每一个数据都属于同一数据类型； 数组中的各元素由数组名和下标确定； 数组可分为一维数组、二维数组和多维数组； 数组在使用前必须先进行定义（变量在使用前可以不定义，但建议全部定义后使用！）； 数组名表示该数组的第一个元素地址。,2019/7/28,54,一维数组,数据类型说明符 数组名常量表达式 = 初值1, 初值2, ; 数据类型说明符：指定数组中各元素的数据类型； 常量表达式：必须为整型常量，说明数组的长度，即数组中元素的个数； 初值部分：用于给数组各元素赋初值。 注意事项： 数组的第一个元素，下标为0； 引用数组时，只能对各个元素进行操作，不能一次操作整个数组。,2019/7/28,55,一维数组,int n = 5; int xn;,int x5;,int x5; x5 = 2, 4, 6, 8, 10;,int x5 = 2, 4, 6, 8, 10;,int x5; x5 = 10;,int x5; x0 = 2; x1 = 4; x2 = 6; x3 = 8; x4 = 10;,2019/7/28,56,字符数组,字符数组：存放字符数据的数组，即数组各元素为字符类型char型； 存放字符：char s1 = C, h, i, n, a; 存放字符串：char s2 = “China“; 字符串以0作为结束符，需占用一个元素位置； 字符数组按字符串输入输出时，可直接对数组操作；,char string20; printf(“please type any character:”); scanf(“%s”, string); printf(“%sn”, string);,2019/7/28,57,指针的概念,变量p为*p的地址，*p为地址p中的内容； 指针：实质上是各种数据在内存单元的地址；,C51变量 p *p 汇编语言 R0 R0,指针变量的定义,指针变量的定义形式： 数据类型说明符 存储器类型 *指针变量名; 数据类型说明符：指针指向的变量的类型； 存储器类型省略时，为一般指针，占用3个字节； 存储器类型为idata、data或pdata时，该指针占用1个字节，因为这些存储单元地址为1字节； 存储器类型为code、xdata时，该指针占用2个字节，因为这些存储单元地址为2字节；,2019/7/28,58,指针变量的引用,2019/7/28,59,int x,y; int * p,* p1,* p2; serial_initial(); printf(“input x and y:n”); scanf(“%d%d”,结构,结构：将不同数据类型的数据合成一个整体使用。 结构的各个变量间一般存在某种关系； 结构与结构变量的定义两种方法： 先定义结构类型，再定义结构变量 定义结构类型的同时定义结构变量名,2019/7/28,60,struct 结构名 结构元素表; struct 结构名 结构变量名1, 结构变量名2, ;,struct 结构名 结构元素表 结构变量名1, 结构变量名2, ;,结构变量的定义,2019/7/28,61,struct date int year; char month, day; struct date d1, d2;,struct date int year; char month, day; d1, d2;,结构中的成员可以是基本数据类型、指针、数组，也可以是另一种结构类型变量结构嵌套； 结构变量定义时可加各种修饰符说明； 相同结构类型的一组结构变量可定义成结构数组； 结构变量的内存长度为每个成员的内存长度之和。,结构变量的引用,结构变量的引用通过其结构元素的引用来实现。 结构变量名.结构元素名 或 结构变量名-结构元素名,2019/7/28,62,struct student unsigned char number10; unsigned char name10; unsigned int score; s13; unsigned char highno = 0; unsigned int tempint;,结构的成员运算符,2019/7/28,63,for (i=0; i3; i+) printf(“input number and name:n”); scanf(“%s, %s”, s1i.number, ); printf(“input score:n”); scanf(“%d”, ,联合,和结构很相似，但是这些成员只能有一个起作用。 联合的定义 联合变量的引用 联合变量名.联合元素 或 联合变量名-联合元素 联合变量所占的内存长度为各成员的长度的最大值。,2019/7/28,64,union 联合类型名 成员列表; union 联合类型名 变量列表;,union 联合类型名 成员列表变量列表;,联合,联合经常被用来提供同一个数据的不同的表达方式。,2019/7/28,65,union unsigned int word; / 2字节 struct unsigned char high; / 1字节 unsigned char low; / 1字节 bytes; / 2字节 value; / 2字节 value.word = 0x1234;,value.bytes.high = 0x12; value.bytes.low = 0x34;,枚举,枚举是一个被命名的整型常数的集合。 枚举的定义 enum 枚举名 枚举值列表; enum 枚举名 枚举变量列表; 或 enum 枚举名 枚举值列表枚举变量列表;,2019/7/28,66,enum string X1