单片机原理与接口技术(第3版)[李晓林]-第4章ppt课件

1 25 04 2020 单片机原理与接口技术 第4章MCS 51C程序设计 2 25 04 2020 1 熟悉C51语法基础和程序结构 2 掌握C51结构化程序设计 3 掌握C51对单片机硬件的访问方法 4 掌握C51函数定义与调用 5 了解汇编语言和C51的混合编程 本章教学要求 3 25 04 2020 4 1C51概述4 2C51语法基础4 2 1标识符和关键字4 2 2数据类型4 2 3运算符和表达式4 2 4程序结构 本章目录 4 3C51对MCS 51单片机的访问4 3 1存储类型4 3 2存储模式4 3 3对特殊功能寄存器的访问4 3 4对存储器和并行口的访问4 3 5位地址访问4 3 6中断函数 4 25 04 2020 4 4C51结构化程序设计4 4 1顺序结构程序4 4 2选择结构程序4 4 3循环结构程序 4 5C51程序设计实例4 5 1查表程序4 5 2单片机内 外部资源应用程序设计4 5 3C51语言和MCS 51汇编语言混合编程4 5 4编程优化的概念习题与思考题 本章目录 5 25 04 2020 4 1C51概述 C语言是一种通用的程序设计语言 其代码率高 数据类型及运算符丰富 位操作能力强 适用于各种应用的程序设计 使用C语言进行单片机应用系统开发 具有编程灵活 调试方便 目标代码编译效率高的特点 C语言也是目前使用最广的单片机应用系统编程语言 由C语言编程的单片机应用程序 称为单片机C语言程序 MCS 51系列单片机开发系统的编译软件可以对51单片机C语言源程序进行编译 称为C51编译器 在C51编译软件中可进行51单片机C语言程序的调试 6 25 04 2020 1 扩展了专门访问MCS 51单片机硬件的数据类型 2 存储类型按MCS 51单片机存储空间分类 3 存储模式遵循存储空间选定编译器模式 4 指针分为通用指针和存储器指针 5 函数增加了中断函数和再入函数 4 1C51概述 C51编译器针对MCS 51单片机硬件在下列几方面对ANSIC进行了扩展 7 25 04 2020 使用具有C51编译扩展功能的C语言进行MCS 51单片机应用系统的开发编程 简称C51编程 C51编程具有以下特点 1 可管理内部寄存器和存储器的分配 编程时 无需考虑不同存储器的寻址和数据类型等细节问题 2 程序由若干函数组成 具有良好的模块化结构 可移植性好 便于项目维护管理 3 有丰富的子程序库可直接引用 从而大大减少用户编程工作量 提高编程效率 4 与汇编语言交叉编程 用汇编语言编写与硬件有关的程序 用C51编写与硬件无关的运算程序 充分发挥两种语言的长处 提高开发效率 4 1C51概述 8 25 04 2020 C51编程和汇编语言编程过程一样 单片机C语言源程序经过编辑 编译 连接后生成目标程序 BIN和 HEX 文件 然后运行即可 调试51单片机C语言程序可用KeilC51编译器 注意 使用C51编程可以取代繁琐的汇编语言编程 但仍需要了解MCS 51单片机的硬件结构 所以对于单片机系统的开发应采用汇编语言与C51混合编程的方法更为有效 4 1C51概述 9 25 04 2020 4 2C51语法基础 标识符用来标识源程序中某个对象的名字 这些对象可以是语句 数据类型 函数 变量 数组等 标识符由字符串 数字和下划线等组成 应该注意的是第一个字符必须是字母或下划线 不能用数字开头 如 1 a 是错误的 编译时会有错误提示 在C51编译器中 只支持标识符的前32位为有效标识 C51语言是区分大小写的一种高级语言 如 a 1 和 A 1 是两个完全不同的标识符 4 2 1标识符和关键字 标识符 10 25 04 2020 C51中有些库函数的标识符是以下划线开头的 所以一般不要以下划线开头命名用户自定义标识符 标识符在命名时应当简单 含义清晰 这样有助于阅读理解程序 关键字则是编程语言保留的特殊标识符 它们具有固定的名称和含义 在程序编写中不允许将关键字另做他用 C51中的关键字除了有ANSIC标准的32个关键字外 还根据MCS 51单片机的特点扩展了相关的关键字 C51关键字如表5 1所示 在C51的文本编辑器中编写C程序 系统可以把保留关键字以不同颜色显示 如int关键字的默认颜色为天蓝色 4 2 1标识符和关键字 关键字 11 25 04 2020 4 2 1标识符和关键字 关键字列表 12 25 04 2020 4 2 1标识符和关键字 关键字列表 13 25 04 2020 4 2 1标识符和关键字 关键字列表 14 25 04 2020 4 2 2数据类型 C51具有ANSIC的所有标准数据类型 其基本数据类型包括 char int short long float和double 对C51编译器来说 short类型和int类型相同 double类型和float类型相同 C51的数据类型 15 25 04 2020 除此之外 为了更加有利地利用MCS 51的结构 C51还增加了一些特殊的数据类型 包括bit sbit sfr sfr16 数据类型如表4 2所示 4 2 2数据类型 C51的数据类型 16 25 04 2020 char类型的长度是1B 通常用于定义处理字符数据的变量或常量 unsignedchar类型用字节中所有的位表示数值 可以表达的数值范围是0 255 signedchar类型用字节中最高位表示数据的符号 0表示正数 1表示负数 负数用补码表示 能表示的数值范围是 128 127 unsignedchar常用于处理ASCII字符或用于处理小于或等于255的整型数 1 char字符类型 4 2 2数据类型 char字符类型 17 25 04 2020 2 int整型 int整型长度为2B 用于存放一个双字节数据 signedint表示的数值范围是 32768 32767 字节中最高位表示数据的符号 0表示正数 1表示负数 unsignedint表示的数值范围是0 65535 4 2 2数据类型 int整型 18 25 04 2020 long长整型长度为4B 用于存放一个四字节数据 分有符号long长整型signedlong和无符号long长整型unsignedlong 默认值为signedlong类型 signedint表示的数值范围是 2147483648 2147483647 字节中最高位表示数据的符号 0表示正数 1表示负数 unsignedlong表示的数值范围是0 4294967295 3 long长整型 4 2 2数据类型 long长整型 19 25 04 2020 4 float浮点型 float浮点型在十进制中具有7位有效数字 是符合IEEE 754标准 32 的单精度浮点型数据 占用4B 具有24位精度 4 2 2数据类型 float浮点型 20 25 04 2020 5 指针型 指针型本身就是一个变量 在这个变量中存放着指向另一个数据的地址 这个指针变量要占据一定的内存单元 对不同的处理器长度也不尽相同 在C51中它的长度一般为1 3个字节 4 2 2数据类型 指针型 21 25 04 2020 bit位标量是C51编译器的一种扩充数据类型 利用它可定义一个位标量 它的值是一个二进制位 不是0 就是1 类似一些高级语言中的boolean型数据的True和False 6 bit位标量 4 2 2数据类型 bit位标量 22 25 04 2020 7 sfr特殊功能寄存器 sfr是一种C51扩充数据类型 占用一个内存单元 值域为0 255 利用它可以访问MCS 51单片机内部的所有特殊功能寄存器 如用sfrP1 0 x90定义一个特殊功能寄存器变量 P1 0 x90是指51单片机的P1端口地址90H 变量P1即指51单片机的P1端口 在后面的语句中可以用P1 255 对P1端口的所有引脚置高电平 之类的语句操作特殊功能寄存器 4 2 2数据类型 sfr特殊功能寄存器 23 25 04 2020 8 sfr1616位特殊功能寄存器 sfr16也是一种C51扩充数据类型 用于定义存在于MCS 51单片机内部RAM的16位特殊功能寄存器 如定时器T0和T1 sfr16型数据占用2个内存单元 取值范围为0 65535 4 2 2数据类型 16位特殊功能寄存器 24 25 04 2020 sbit也是一种C51扩充数据类型 利用它可以访问芯片内部RAM中的可寻址位或特殊功能寄存器中的可寻址位 定义方法有如下三种 1 sbit位变量名 位地址将位的绝对地址赋给位变量 位地址必须位于80H FFH 特殊功能寄存器的位地址 之间 2 sbit位变量名 特殊功能寄存器名 位位置当可寻址位位于特殊功能寄存器中时 可采用这种方法 位位置是一个0 7之间的常数 3 sbit位变量名 字节地址 位位置这种方法是以一个常数 字节地址 作为基地址 该常数必须在80H FFH 特殊功能寄存器的字节地址 之间 位位置是一个0 7之间的常数 9 sbit可寻址位 4 2 2数据类型 sbit可寻址位 25 25 04 2020 MCS 51单片机中的特殊功能寄存器及其可寻址位 已被预先定义放在文件reg51 h中 在程序的开头只需加上 include或 include即可 另外 bit还可访问MCS 51单片机片内20H 2FH范围内的位对象 C51编译器提供了一个bdata存储器类型 允许将具有bdata类型的对象放入MCS 51单片机片内可位寻址区 4 2 2数据类型 reg51 h 26 25 04 2020 sbit和bit的区别 sbit定义特殊功能寄存器中的可寻址位 而bit则定义了一个普通的位变量 一个函数中可包含bit类型的参数 函数返回值也可为bit类型 4 2 2数据类型 sbit和bit 27 25 04 2020 4 2 3运算符和表达式 C51算术运算符有五种 加法运算符或正号 减法运算符或负号 乘法运算符 除法运算符 模 求余 运算符优先级 先乘除 后加减 先括号内 再括号外 结合性 自左至右方向 模运算即求余数 如 7 3 结果是7除以3所得余数1 1 C51的算术运算符 算术运算符 28 25 04 2020 C51关系运算符有六种 大于 大于等于 相等 不相等优先级 前四个高 后两个 和 级别低 结合性 自左至右方向 关系表达式的结果是逻辑值 真 或 假 C51中以 1 代表真 0 代表假 2 C51关系运算符 4 2 3运算符和表达式 关系运算符 29 25 04 2020 C51逻辑运算符有三种 逻辑与 逻辑或 逻辑非优先级 逻辑非 最高 结合性 和 自左至右方向 自右至左方向 运算符的两边为关系表达式 逻辑表达式和关系表达式的值相同 以 0 代表假 以 1 代表真 3 C51逻辑运算符 4 2 3运算符和表达式 逻辑运算符 30 25 04 2020 C51按位操作运算符有六种 按位与 位取反 按位或 位右移注 移位操作为补零移位 位运算符只能对整形和字符型运算 不能对实型数据运算 如 chara 0 x0f 表达式a a值为0 xf0 如 chara 0 x22 表达式a 2值为0 x88 即a值左移两位 移位后空白位补0 位操作运算符 4 2 3运算符和表达式 4 C51位操作运算符 31 25 04 2020 自增1 自减1自增 自减运算符可以在变量的前面或后面使用如 i或 I 意为在使用i之前 先使i值加1或减1如 i 或i 意为在使用变量i之后 再使i值加1或减1例如 定义整型变量 inti 6若有j i 则j值为7 i值也为7若有j i 则j值为6 i值为7 5 自增 自减运算符 4 2 3运算符和表达式 运算符 32 25 04 2020 6 赋值运算符 赋值将 右边的值赋给 左边的变量 注 不是相等运算符 4 2 3运算符和表达式 赋值运算符 33 25 04 2020 C51提供了十种复合赋值运算符 采用符合赋值运算的目的是为了简化程序 提高C51程序的编译效率 例 a b相当于a a b a b相当于a a b 7 复合赋值运算符 4 2 3运算符和表达式 复合赋值运算符 34 25 04 2020 8 对指针操作的运算符 取地址运算符 指针运算符注意 与 的用法意义如下 与按位与运算符的差别 如果 为 与 运算 运算符的两边必须为变量或常量 如a c b 是取地址运算时 如a b 与指针定义时指针前的 的差别 如char pt 这里的 只表示pt为指针变量 不代表间址取内容的运算 而c b 是将以b的内容为地址的单元内容送c变量 C51运算的优先级 非 算术运算 关系运算 和 赋值运算 4 2 3运算符和表达式 指针操作的运算符 35 25 04 2020 4 2 4程序结构 与ANSIC一样 C51的程序是一个函数定义的集合 可以由任意个函数构成 其中必须有一个主函数main 程序的执行是从主函数main 开始的 调用其他函数后返回主函数main 最后在主函数中结束整个程序 而不管函数的排列顺序如何 函数定义的集合 36 25 04 2020 全局变量说明 可被各函数引用 类型说明main 主函数 声明部分语句部分 类型说明函数名1 形式参数表 函数1 声明部分语句部分 类型说明函数名n 形式参数表 函数n 声明部分语句部分 4 2 4程序结构 程序的组成 37 25 04 2020 4 3C51对MCS 51单片机的访问 MCS 51单片机的存储器分为片内数据存储器 特殊功能寄存器 片外数据存储器 片内程序存储器和片外程序存储器 在C51中访问这些存储器时 是通过定义不同存储类型的变量 以说明该变量所访问的存储器位置 4 3 1存储类型 C51访问存储器 38 25 04 2020 1 data存储类型data存储类型变量可直接寻址片内数据存储区RAM 128字节 访问速度快 2 bdata存储类型bdata存储类型变量可位寻址片内数据存储区RAM 16个字节 允许位与字节混合访问 3 idata存储类型idata存储类型变量可间接寻址内部数据存储区 可访问全部内部地址空间 00 FFH 256字节 4 3 1存储类型 定义存储类型 39 25 04 2020 4 pdata存储类型pdata存储类型变量可以分页 256B 寻址由指令MOVX Ri访问的片外RAM空间 5 xdata存储类型xdata存储类型变量可以寻址由指令MOVX DPTR访问的64KB片外RAM空间 6 code存储类型code存储类型变量可以寻址由指令MOVC A DPTR访问的64KB片内外ROM空间 定义存储类型 4 3 1存储类型 40 25 04 2020 4 3 2存储模式 存储模式决定了变量的默认存储类型和参数传递区 变量定义不明确存储类型时使用默认值 C51有三种存储模式 SMALL LARGE和COMPACT 变量的存储类型 41 25 04 2020 4 3 2存储模式 变量的存储类型 42 25 04 2020 数据存储模式的设定有两种方式 1 使用预处理命令设定数据存储模式需在程序的第一句加预处理命令 如 pragmasmall 设定数据存储模式为小编译模式 pragmacompact 设定数据存储模式为紧凑编译模式 pragmalarge 设定数据存储模式为大编译模式 2 使用编译控制命令设定数据存储模式用C51编译程序对C51源程序进行编译时 使用编译控制命令 格式如下 C51源程序名SMALLC51源程序名COMPACTC51源程序名LARGE 4 3 2存储模式 存储模式的设定 43 25 04 2020 例如 C51源程序为file1 C 若使程序中的变量存储类型和参数传递区限定在外部数据存储区 即设定数据存储模式为COMPACT 紧凑编译模式 方法1 在程序的第一句加预处理命令 pragmacompact 方法2 用C51对file1 C进行编译时 使用编译控制命令 C51file1 CCOMPACT 4 3 2存储模式 存储模式的设定 44 25 04 2020 4 3 2存储模式 例4 1 变量和函数的存储模式设置 pragmasmall 默认存储类型为MCS 51直接寻址片内RAM chardatai j k 在MCS 51片内直接寻址RAM中定义了3个变量 默认为自动变量 chari j k 未指明存储类型 由 pragmasmall决定 与前一句完全等价 intxdatam n 在MCS 51片外RAM中定义了两个自动变量 staticcharm n 在MCS 51片内直接寻址RAM中定义了两个静态变量 存储模式举例 45 25 04 2020 unsignedcharxdataram 10 在MCS 51片外RAM中定义了大小为10B的数组变量 intfunc1 inti intj large 指定函数中变量是LARGE模式 return i j intfunc2 inti intj 未指明存储模式 按默认的SMALL模式 return i j 4 3 2存储模式 存储模式举例 46 25 04 2020 4 3 3特殊功能寄存器的访问 MCS 51系列单片机片内有21个特殊功能寄存器 SFR 分散在片内RAM区的0 x80 0 xFF地址范围内 对SFR的操作只能用直接寻址方式 为了能直接访问这些特殊功能寄存器 C51提供了定义SFR的方法 这与ANSIC不兼容 只适用于MCS 51系列单片机 定义SFR的方法 47 25 04 2020 sfr数据类型 用sfr定义特殊功能寄存器名的语法如下 Sfr特殊功能寄存器名 整型常量 例如 sfrPSW 0 xD0 定义程序状态字PSW 因MCS 51单片机的PSW地址为D0H sfrTMOD 0 x89 定义定时 计数器方式控制寄存器TMOD 因MCS 51单片机的TMOD地址为89H sfrP1 0 x90 定义P1口 因MCS 51单片机的P1口地址为90H sfrSCON 0 x98 定义串口控制寄存器SCON 因MCS 51单片机的SCON地址为8H 4 3 3特殊功能寄存器的访问 1 用sfr数据类型访问特殊功能寄存器 48 25 04 2020 2 用sbit数据类型访问可位寻址的特殊功能寄存器中的位 MCS 51系列单片机片内21个特殊功能寄存器 SFR 中有11个特殊功能寄存器是可位寻址的 访问这些可位寻址的特殊功能寄存器中的位的方法可由关键字sbit定义特殊功能寄存器位寻址数据类型来实现 定义特殊功能寄存器位名的语法有下列三种 4 3 3特殊功能寄存器的访问 sbit数据类型 49 25 04 2020 sbit特殊功能寄存器位名 特殊功能寄存器名 整型常量其中 特殊功能寄存器名是已由sfr定义了的特殊功能寄存器名 整型常量是位可寻址特殊功能寄存器中的位 是一个0 7之间的常数 sbit特殊功能寄存器位名 整型常量1 整型常量2其中 整型常量1是指可位寻址特殊功能寄存器的字节地址 在80H FFH之间 整型常量2是指该寄存器中的位 是一个0 7之间的常数 sbit特殊功能寄存器位名 整型常量其中 整型常量是可位寻址特殊功能寄存器的绝对位地址 位于80H FFH之间 4 3 3特殊功能寄存器的访问 定义方法 50 25 04 2020 4 3 3特殊功能寄存器的访问 sfrPSW 0 xD0 首先定义程序状态字PSW 因MCS 51单片机的PSW地址为D0H sbitOV PSW 2 在前面定义了PSW后 OV位于PSW的第2位 sbitAC 0 xD0 6 D0H是程序状态字PSW的字节地址 辅助进位标志位AC位于PSW的第6位 sbitRS0 0 xD0 3 工作寄存器组控制位RS0位于PSW的第3位 sbitCY 0 xD7 进位标志位Cy的绝对位地址为D7H 标准SFR在reg51 h reg52 h等头文件中已经被定义 只要用文件包含做出申明即可使用 实例 51 25 04 2020 例4 2特殊功能寄存器的访问 include reg51 h sbitP10 P1 0 定义P10为P1口第0位 即P1 0口 sbitP12 P1 2 定义P12为P1口第2位 即P1 2口 voidmain P10 1 置位P1 0口 P12 0 复位P1 2口 PSW 0 x08 程序状态字置0 x08 4 3 3特殊功能寄存器的访问 应用实例 52 25 04 2020 4 3 4存储器和并行口的访问 MCS 51单片机片内有128个字节的RAM区 00H 7FH 可扩展片外64KB的ROM和RAM 有P0 P1 P2 P3四个8位双向并行I O口 每个端口可以按字节输入或输出 也可以按位进行输入或输出 四个口共32根口线 使用C51编程时 片内 外存储器 片内I O口与片外扩展I O口可以统一在头文件中定义 也可以在程序中进行定义 一般在程序开始的位置 C51定义存储器 并行口方法如下 在头文件中定义 53 25 04 2020 1 对存储器使用绝对地址访问 C51编译器提供了一组宏定义用来对MCS 51系列单片机的CODE DATA PDATA和XDATA空间进行绝对地址访问 函数原型如下 defineCBYTE unsignedcharvolatile 0 x50000L defineDBYTE unsignedcharvolatile 0 x40000L definePBYTE unsignedcharvolatile 0 x30000L defineXBYTE unsignedcharvolatile 0 x20000L defineCWORD unsignedintvolatile 0 x50000L defineDWORD unsignedintvolatile 0 x40000L definePWORD unsignedintvolatile 0 x30000L defineXWORD unsignedintvolatile 0 x20000L 这些函数原型放在absacc h文件中 4 3 4存储器和并行口的访问 绝对地址访问 54 25 04 2020 CBYTE以字节形式对CODE区寻址 DBYTE以字节形式对DATA区寻址 PBYTE以字节形式对PDATA区寻址 XBYTE以字节形式对XDATA区寻址 CWORD以字形式对CODE区寻址 DWORD以字形式对DATA区寻址 PWORD以字形式对PDATA区寻址 XWORD以字形式对XDATA区寻址 4 3 4存储器和并行口的访问 绝对地址访问 55 25 04 2020 例4 3使用绝对地址访问存储器 include include defineuintunsignedint defineucharunsignedcharvoidmain void uintui var1 ucharuc var1 ui var1 XWORD 0 x0000 访问外部RAM的0000H 0001H地址的内容 uc var1 XBYTE 0 x0002 访问外部RAM的0002H地址的内容 XWORD 0 x0000 0 xAABB 将0 xAABB送入外部RAM的0000H 0001H地址中 XBYTE 0 x0002 0 xAA 将0 xAA送入外部RAM的0002H地址中 for 4 3 4存储器和并行口的访问 绝对地址访问 56 25 04 2020 2 对存储器使用指针访问 采用指针的方法 可实现在C51程序中对任意指定的存储器地址进行操作 例4 4使用指针访问存储器 defineucharunsignedchar defineuintunsignedintvoidtest memory void ucharidataivar1 定义一个指向idata存储空间的变量 ucharxdata xdp 定义一个指向XDATA存储器空间的指针 chardata dp 定义一个指向DATA存储器空间的指针 4 3 4存储器和并行口的访问 指针访问 57 25 04 2020 ucharidata idp 定义一个指向IDATA存储器空间的指针 xdp 0 x1000 XDATA指针赋值 指向XDATA存储器地址1000H处 xdp 0 x5A 将数据5AH送到XDATA区的1000H单元 dp 0 x61 DATA指针赋值 指向DATA存储器地址61H处 dp 0 x23 将数据23H送到DATA区的61H单元 idp 数据16H送到IDATA区的变量ivar1所在的地址单元中 等价于ivar1 0 x16 4 3 4存储器和并行口的访问 指针访问 58 25 04 2020 3 C51定义片内I O口 单片机内部并行口可用关键字sfr定义 I O口定义格式举例 sfrP0 0 x80 定义P0口 地址80H sfrP1 0 x90 定义P1口 地址90H 4 3 4存储器和并行口的访问 sfr定义片内I O 59 25 04 2020 操作片内I O口 例4 5操作片内I O口sfrP1 0 x90 定义P1口 地址90H sfrP3 0 xB0 定义P3口 地址B0H sbitDIPswitch P1 4 P1口第4位 P1 4口 为DIP开关的输入 sbitLEDgreen P3 5 P3口第5位 P3 5口 为LED的输出 voidmain unsignedcharinval 0 for if DIPswitch 1 检查P1 4口输入是否为高 inval P1 P1口0 3位输出与P3口的0 3位相或输出 4 3 4存储器和并行口的访问 60 25 04 2020 4 C51定义外部并行口 对片外扩展的I O口 则根据其硬件译码地址 将其看作片外数据存储器的一个单元 使用 define语句进行定义 用指针定义 指针的定义在absacc h头文件中 4 3 4存储器和并行口的访问 define语句定义片外I O 61 25 04 2020 操作片外I O口 例4 6操作片外I O口 include absacc h definePAXBYTE 0 xffec 将PA定义为外部I O口 地址为0 xffec voidmain PA 0 x5A 将数据5AH写入地址为0 xffec的存储单元或I O端口 在头文件或程序中对片内 外I O口进行定义以后 在程序中就可以使用这些口了 定义口地址的目的是为了便于C51编译器按MCS 51单片机系统的实际硬件结构建立I O口变量名与其实际地址的联系 以便程序员能用软件模拟MCS 51单片机系统的硬件操作 4 3 4存储器和并行口的访问 62 25 04 2020 4 3 5位地址访问 C51编译器支持bit数据类型 在C51程序中可以使用bit数据类型对位地址进行操作 C51对位变量的定义有3种方法 1 用bit关键字定义C51位变量2 通过指定函数中参数为bit类变量3 定义位寻址存储区的位变量 位变量定义 63 25 04 2020 4 3 5位地址访问 1 用bit关键字定义C51位变量例如 bitlock 将lock定义为位变量 bitdirention 将direction定义为位变量 bitdisplay 将display定义为位变量 注意 不能定义位变量指针 也不能定义位变量数组 用bit定义位变量 64 25 04 2020 例如 bitfun bita1 bita2 return a1 4 3 5位地址访问 2 通过指定函数中参数为bit类变量 函数参数为位变量 65 25 04 2020 位寻址存储区的位变量定义 3 定义位寻址存储区的位变量C51编译器允许数据类型为bdata的变量放入片内RAM可位寻址区中 例如 先定义变量的数据类型和存储类型 然后使用sbit定义位变量 bdataintibdata ibdata定义为bdata整型变量 bdatacharcarry 5 carry定义为bdata字符数组 sbitmybit0 ibdata 0 mybit0定义为ibdata的第0位 sbitmybit15 ibdata 15 mybit15定义为ibdata的第15位 4 3 5位地址访问 66 25 04 2020 位寻址存储区的位变量定义 sbitarrybit07 carry 0 7 arrybit07定义为carry 0 的第7位 sbitarrybit37 carry 3 7 arrybit37定义为carry 3 的第7位 arrybit37 0 carry 3 的第7位赋值为0 位寻址 carry 0 A carry 0 赋值为 A 字节寻址 位置 操作符 后的最大值取决于指定的基本数据类型 对于char而言是0 7 对于int而言是0 15 对于long而言是0 31 4 3 5位地址访问 67 25 04 2020 4 3 6中断函数 中断服务程序在C51程序中是以中断函数的形式出现的 中断函数的格式为 void函数名 interruptnusingm 函数体语句 interrupt是中断函数的关键字 n是中断号 MCS 51的中断号与中断源的对应关系如表5 5所示 using是指定中断函数中选用工作寄存器组的关键字 m是0 3范围的常数 若不用该选项 编译器会自动选择默认工作寄存器组 0组寄存器 中断函数的格式 68 25 04 2020 表4 6MCS 51中断源和中断的关系 void函数名 interruptnusingm 4 3 6中断函数 中断函数的中断号 69 25 04 2020 例 voidT0 srv void interrupt1using1 定时 计数器0中断函数 定时 计数器0中断服务程序 4 3 6中断函数 中断函数举例 70 25 04 2020 编写中断函数要点 1 中断函数不能进行参数传递 2 中断函数没有返回值 应定义为void型 3 禁止对中断函数的直接调用 4 如果中断函数调用了其他函数 被调函数与中断函数使用相同的寄存器组 5 中断函数最好写在程序尾部 void函数名 interruptnusingm 4 3 6中断函数 编写中断函数要点 71 25 04 2020 4 4C51结构化程序设计 C51程序是一种结构化程序 由若干模块组成 每个模块中包含若干个基本结构 而每个基本结构中可以有若干条语句 基本结构有三种 顺序结构选择结构循环结构 三种结构程序 72 25 04 2020 顺序结构是一种最基本 最简单的程序结构 在这种结构中 语句被依次逐条地顺序执行 例4 7一乘法程序 乘积放在外部RAM的0000H单元 voidmain unsignedlongxdata p 设定p是指向外部RAM区的unsignedlong指针 unsignedlongx 12345 y 67890 mum mum x y p 0 p指向外部RAM区0000H单元 p mum 乘积存入外部RAM区0000H单元 4 4 1顺序结构程序 顺序结构 73 25 04 2020 4 4 2选择结构程序 用if语句可以构成选择结构 它根据给定的条件进行判断 以决定执行某个分支程序段 语言的if语句有三种基本形式 1 单分支语句if 条件表达式 语句组 其语义是 如果条件表达式的值为真 则执行其后的语句组 否则不执行其后的语句组 单分支语句执行过程可表示为图4 1所示 单分支结构 74 25 04 2020 单分支结构举例 例4 8寻找两个数中的大数输出voidmain unsignedxdata p unsigneda 35 b 78 max max a if max b max b p 0 p指向外部RAM区0000H单元 p max 最大值存入外部RAM区0000H单元 4 4 2选择结构程序 75 25 04 2020 2 双分支语句if 条件表达式 语句组1 else语句组2 4 4 2选择结构程序 双分支结构 其语义是 如果条件表达式的值为真 则执行语句组1 否则执行语句组2 其执行过程可表示为图4 2所示 76 25 04 2020 例4 9寻找两个数中的大数输出 include reg51 h voidmain unsignedxdata p unsigneda 35 b 78 max if a b max a elsemax b p 0 p指向外部RAM区0000H单元 p max 最大值存入外部RAM区0000H单元 4 4 2选择结构程序 双分支结构举例 77 25 04 2020 3 多分支语句当有多个分支选择时 可采用if else if语句结构 其一般形式为 if 条件表达式1 语句组1 elseif 条件表达式2 语句组2 elseif 条件表达式3 语句组3 elseif 条件表达式n 语句组n else语句m 4 4 2选择结构程序 多分支结构 其语义是 依次判断条件表达式的值 当出现某个条件表达式的值为真 非0 时 则执行其对应的语句组 然后跳到整个if语句之外继续执行程序 如果所有的表达式的值均为假 0 则执行语句组m 然后继续执行后续程序 78 25 04 2020 例4 10如图4 3所示 单片机P1口的P1 0和P1 1各接一个开关K1 K2 P1 4 P1 5 P1 6和P1 7各接一只发光二极管 由K1和K2的不同状态来确定哪个发光二极管被点亮 程序如下 4 4 2选择结构程序 多分支结构举例 79 25 04 2020 include reg51 h voidmain chara a P1 a a 4 4 2选择结构程序 多分支结构举例 80 25 04 2020 4 开关选择switch语句 switch语句结构的一般形式为 switch 表达式 case常量表达式1 语句组1 case常量表达式2 语句组2 case常量表达式n 语句组n default 语句组n 1 4 4 2选择结构程序 多分支结构 其语义是 计算表达式的值 并逐个与其后的常量表达式值相比较 当表达式的值与某个常量表达式的值相等时 即执行其后的语句组 然后继续执行后面所有的case语句 但不再进行判断 如表达式的值与所有case后的常量表达式的值均不相等时 则执行default后的语句 81 25 04 2020 例4 11用switch语句完成例4 10任务 程序如下 includevoidmain chara a P1 a a 4 4 2选择结构程序 多分支结构举例 82 25 04 2020 在使用switch语句时还应注意以下几点 1 在case后的各常量表达式的值不能相同 否则会出现错误 2 在case后 允许有多条语句 可以不用 括起来 3 各case和default子句的先后顺序可以变动 而不会影响程序执行结果 4 default子句可以省略不用 5 在每一case语句之后增加break语句 使每一次执行之后均可跳出switch语句 这样才能实现多分支结构 4 4 2选择结构程序 使用switch语句 83 25 04 2020 4 4 3循环结构程序 循环结构程序的其特点是 在给定条件成立时 反复执行某程序段 直到条件不成立为止 给定的条件称为循环条件 反复执行的程序段称为循环体 语言提供了多种循环语句 可以组成各种不同形式的循环结构 语言提供的循环语句有 1 用while语句 2 用do while语句 3 用for语句 语言的循环语句 84 25 04 2020 1 while循环语句 while循环语句的一般形式为 while 表达式 语句组其中表达式是循环条件 语句组为循环体 while语句的语义是 计算表达式的值 当值为真 非0 时 执行循环体语句组 4 4 3循环结构程序 while循环语句 85 25 04 2020 例4 12前面的例4 11程序只能执行一遍 用while语句使其无穷循环执行 程序如下 includevoidmain chara while 1 循环条件表达式的值始终为1 无穷循环 a P1 a a 4 4 3循环结构程序 while循环语句 86 25 04 2020 2 do while循环语句do while循环语句的一般形式为 do语句组while 表达式 4 4 3循环结构程序 do while循环语句 这个循环与while循环的不同在于 先执行循环体中的语句组 然后再判断表达式的值是否为真 如果为真 非0 则继续循环 如果为假 0 则终止循环 因此 do while循环至少要执行一次循环体内的语句组 do while循环语句流程图如图4 5所示 87 25 04 2020 例4 13用do while语句实现例4 12 程序如下 includevoidmain chara do a P1 a a 循环条件表达式的值始终为1 无穷循环 4 4 3循环结构程序 do while循环语句 88 25 04 2020 for循环语句 3 for循环语句for语句使用最为灵活 它完全可以取代while语句 for循环语句的一般形式为 for 表达式1 表达式2 表达式3 语句组for循环语句的执行过程如下 1 先求解表达式1 2 求解表达式2 若其值为真 非0 则执行for语句中指定的语句组 然后执行下面第3步 若其值为假 0 则转到第5步 结束循环 3 求解表达式3 4 转回上面第2步继续执行 5 循环结束 执行for语句的下一个语句 4 4 3循环结构程序 89 25 04 2020 for循环语句 关于for循环语句的说明 for 表达式1 表达式2 表达式3 语句组 1 for循环中的 表达式1 循环变量初值 表达式2 循环条件 和 表达式3 循环变量增量 都是选择项 可缺省 但 不能缺省 2 省略了 表达式1 循环变量初值 则不对循环控制变量赋初值 3 省略了 表达式2 循环条件 则不作其他处理时便成为死循环 4 省略了 表达式3 循环变量增量 则不对循环控制变量进行操作 这时可在语句组中加入修改循环控制变量的语句 5 表达式1 循环变量初值 和 表达式3 循环变量增量 可同时省略 结果如同前面第2 4两种情况 6 3个表达式可同时省略 结果如前面第2 3 4三种情况的综合效果 7 表达式2一般是关系表达式或逻辑表达式 但也可是数值表达式或字符表达式 只要其值非零 就执行循环体语句组 4 4 3循环结构程序 90 25 04 2020 例4 14用for语句实现例4 12 include reg51 h voidmain chara for 无循环条件 无穷循环 a P1 读P1口的值 a a 4 4 3循环结构程序 for循环语句举例 91 25 04 2020 4 break语句 break语句通常用在循环语句和开关语句中 当break用于开关语句switch中时 可使程序跳出switch而执行switch以后的语句 当break语句用于do while for while循环语句中时 可使程序终止循环而执行循环结构后面的语句 通常break语句总是与if语句联在一起 即满足条件时便跳出循环 4 4 3循环结构程序 break语句 92 25 04 2020 continue语句 continue语句的作用是跳过循环体中剩余的语句而强行开始执行下一次循环 continue语句只用在for while do while等循环体中 continue语句常与if条件语句一起使用 用来加速循环 4 4 3循环结构程序 5 continue语句 93 25 04 2020 4 5C51程序设计实例 在许多单片机嵌入式应用系统中 经常采用查表法代替数学公式的计算 特别是对传感器的非线性补偿的场合 使用查表法比采用复杂的曲线拟合效果更好 可以将预先计算好的数据随程序装入到EPROM的一块指定区间 形成数据表 查表程序可以用数组实现 4 5 1查表程序 94 25 04 2020 例4 15编写一个将摄氏温度转换为华氏温度的查表程序 已知摄氏温度0 1 2 3 4 5对应的华氏温度为32 34 36 37 39 41 4 5 1查表程序 查表程序举例 程序如下 defineUCHunsigenedcharUCHcodetem 32 34 36 37 39 41 UCHf to c UCHdeg returntem deg voidmain UCHx x f to c 3 95 25 04 2020 例4 16片内RAM的20H单元存放着一个0 05H的数 用查表法求出该数的平方值放入内部RAM的21H单元中 4 5 1查表程序 查表程序举例 main charx p charcodetab 6 0 1 4 9 16 25 p 0 x20 x tab p p p x 96 25 04 2020 4 5 2单片机内 外部资源应用程序设计 本节介绍一些使用MCS 51单片机内部资源 中断 定时 计数器 I O 和扩展资源 并口 A D D A 键盘 显示器 的C51实用程序 在程序中用到了一些后续章节的内容 如中断 定时 计数器等 97 25 04 2020 4 5 2单片机内 外部资源应用程序设计 例4 17外部中断0引脚 P3 2口 接一个开关 P1 0口接一只发光二极管 开关闭合一次 发光二极管改变一次状态 程序如下 include includesbitP1 0 P1 0 voiddelay void 延时函数 inta 5000 while a nop voidint srv void interrupt0using1 外中断函数 delay if INT0 0 测试INT0 0后P1 0取反 P1 0 P1 0 while INT0 0 voidmain P1 0 0 EA 1 开中断 EX0 1 while 1 例4 17 98 25 04 2020 4 5 2单片机内 外部资源应用程序设计 例4 18用定时器0实现从P1 0口输出方波信号 周期为50ms 设单片机的fOCS 6MHz 程序如下 includesbitP1 0 P1 0 voidmain 主函数 TMOD 0 x01 设置T0工作于定时方式1 TH0 12500 256 写定时器中加1计数器的计数初值 TL0 12500 256 ET0 1 允许定时器0中断 EA 1 全部中断允许 TR0 1 启动定时器0工作 while 1 等待中断 voidT0 srv void interrupt1using1 中断函数 TH0 12500 256 重写计数初值 TL0 12500 256 P1 0 P1 0 P1 0取反 例4 18 99 25 04 2020 4 5 2单片机内 外部资源应用程序设计 例4 19如图4 7所示 单片机扩展可编程接口芯片8155 8155的PA口控制8只发光二极管 形成走马灯 每位点亮的时间为0 1秒 8155的端口地址如下 命令口地址 COM8155 FEF8HPA口地址 PA8155 FEF9HPB口地址 PB8155 FEFAHPC口地址 PC8155 FEFBH 例4 19 100 2