单片机应用技术(C语言版)第4章C51程序设计入门ppt课件

04.05.2020,.,1,单片机应用技术（C语言版）第4章C51程序设计入门,04.05.2020,.,2,第4章单片机C语言及程序设计,4.1C51的基本数据类型4.2C51变量的存储区域4.3C51的运算符4.4数组,4.5指针4.6结构4.7C51程序设计4.8函数的定义与调用,目录,04.05.2020,.,3,本章内容完全是结合单片机来讲解，也就是补充C语言在单片机方面的概念、数据定义和函数定义等。通过本章学习，使读者能够比较顺利地编写C51程序。,04.05.2020,.,4,“C51”概念：把“单片机C语言”称为“C51”，也称为“KeilC”。用C51编写单片机程序，与用ANSIC编写程序的不同之处是，需要根据单片机存储器结构及内部资源，定义相应的数据类型和变量。其它的语法规定、程序结构及程序设计方法，都与ANSIC相同。,1、C51概述,04.05.2020,.,5,2、C语言编程的优势,在编程方面，使用C51较汇编语言有诸多优势：1）编程容易2）容易实现复杂的数值计算3）容易阅读与交流4）容易调试与维护程序5）容易实现模块化开发6）程序可移植性好,04.05.2020,.,6,用汇编语言编写程序时，必须考虑其存储器的结构，尤其要考虑其片内数据存储器、特殊功能寄存器是否正确合理的使用，以及按照实际地址端口数据的处理。,04.05.2020,.,7,3、C51扩展的关键字,由于单片机在结构及编程上的特殊要求，C51有自己的特殊关键字，称之为C51扩展的关键字，下面给出常用的C51扩展的关键字。_at_bdatabitcodedataidatainterruptpdatareentrantsbitsfrsfr16xdata这些关键字在后面会陆续接触到，此处先不给出它们的含义。,04.05.2020,.,8,4.1C51基本数据类型,1、数据类型：数据的不同格式。2、数据类型分类：基本型（表4.1）、构造类型（数组、结构体、共同体、枚举）、指针类型和空类型,04.05.2020,.,9,在计算机中不能随意给一个变量赋任意的值，因为变量在单片机的内存中要占空间的，变量不同，所占的空间不同。为了合理利用单片机的内存空间，在编程时要设定合适的数据类型。,04.05.2020,.,10,04.05.2020,.,11,补充：C51特殊功能寄存器与位变量的定义（P82）,主要内容1、8位特殊功能寄存器的定义2、16位特殊功能寄存器的定义3、sbit型位变量的定义4、bit型位变量的定义,04.05.2020,.,12,1、8位特殊功能寄存器的定义,定义的一般格式为：sfr特殊功能寄存器名地址常数地址常数范围：0 x800 xff。特殊功能寄存器定义例子（见reg51.h、reg52.h等文件）：sfrP0=0 x80;/定义P0寄存器sfrP1=0 x90;/定义P1口寄存器sfrPSW=0 xd0;/定义PSWsfrIE=0 xa8;/定义IE,04.05.2020,.,13,2、16位特殊功能寄存器的定义,定义的一般格式为：sfr16特殊功能寄存器名地址常数地址常数范围：0 x800 xff。例如（见reg51.h、reg52.h等文件）：sfr16DPTR=0 x82;sfr16T2=0 xcc;/含TL2和TH2,04.05.2020,.,14,几点说明：1）定义特殊功能寄存器中的地址必须在0 x800 xff范围内。2）定义特殊功能寄存器，必须放在函数外面作为全局变量。3）用sfr或sfr16每次只能定义一个特殊功能寄存器。4）用sfr或sfr16定义的是绝对定位的变量（因为名字是与确定地址对应的），具有特定的意义，在应用时不能像一般变量那样随便使用。,04.05.2020,.,15,3、sbit型位变量的定义,特殊功能寄存器的位声明一般格式为：sbit位变量名位地址表达式这里的位地址表达式有三种形式：直接位地址特殊功能寄存器名带位号字节地址带位号,04.05.2020,.,16,a、用直接位地址定义位变量定义特殊功能寄存器的位。例如：sbitP0_0=0 x80;sbitP1_1=0 x91;sbitRS0=0 xd3;/定义PSW的第3位sbitET0=0 xa9;/定义IE的第1位,04.05.2020,.,17,b、特殊功能寄存器名带位号定义定义格式为：sbit位变量名特殊功能寄存器名位号常数这里的位号常数为07。例如：sbitP0_3=P03;sbitP1_4=P14;sbitOV=PSW2;/定义PSW的第2位sbitES=IE4;/定义IE的第4位,04.05.2020,.,18,c、寄存器地址带位号定义位变量定义格式为：sbit位变量名特殊功能寄存器地址位号常数这里的位号常数同上，为07。例如：sbitP0_6=0 x806;sbitP1_7=0 x907;sbitOV=0 xd02;/定义PSW的第2位sbitES=0 xa84;/定义IE的第4位,04.05.2020,.,19,d、几点说明1）用sbit定义的位变量，必须能够按位操作，而不能够对无位操作功能的位定义位变量。2）用sbit定义位变量，必须放在函数外面作为全局位变量，而不能在函数内部定义。3）用sbit每次只能定义一个位变量。4）用sbit定义的是一种绝对定位的位变量（因为名字是与确定位地址对应的），具有特定的意义，不能随便使用。,04.05.2020,.,20,4、bit型位变量的定义,常说的位变量指的就是bit型位变量。C51的bit型位变量定义的一般格式为：存储类型bit位变量名1=初值，位变量名2=初值，bit位变量被保存在RAM中的位寻址区域例如：bitflag_run=0；staticbitsend_bit；,04.05.2020,.,21,数据类型转换(p56)1）自动转换把赋值号右边的类型转换成左边的类型。A：实型赋予整型B:整型赋予实型C:字符型赋予整型D：整型赋予字符型,04.05.2020,.,22,2）强制转换像ANSIC一样，通过强制类型转换的方式进行转换。如：unsignedintb;floatc;b=(int)c;,04.05.2020,.,23,4.2C51变量存储区域,1、C51变量的定义2、C51变量的存储类型3、C51变量的存储区域4、C51变量定义举例5、C51变量的存储模式,04.05.2020,.,24,1、C51变量的定义,C51变量定义的一般格式为：存储类型数据类型存储区域变量名1=初值,变量名2=初值,或存储类型存储区域数据类型变量名1=初值,变量名2=初值,staticunsignedchardatai=0;,04.05.2020,.,25,2、C51变量的存储类型,按照ANSIC，C语言的变量有4种存储类型：（P71）动态存储（auto）静态存储（static）全局存储（extern）寄存器存储（register）,04.05.2020,.,26,（1）动态变量动态（存储）变量：用auto定义的为动态变量，也叫自动变量。作用范围：在定义它的函数内或复合语句内部。执行时，分配存储空间，结束时释放存储空间。定义变量时，auto可以省略,04.05.2020,.,27,（2）静态变量静态（存储）变量：用static定义的为静态变量。函数退出时，变量的值不消失。分为静态局部和静态全局变量。静态局部变量：在函数体内定义静态全局变量：在函数体外部定义若非必要，不要多用静态变量,04.05.2020,.,28,（3）外部变量外部（存储）变量：用extern声明的变量为外部变量，是在其它文件定义过的全局变量。用extern声明后，便可以在所声明的文件中使用。,04.05.2020,.,29,补充：函数的定义：函数功能的确立，包括制定函数名、函数值类型、形参及其类型、函数体等，是一个完整的、独立的函数单位。函数的声明：把函数的名字、函数类型以及形参类型、个数和顺序通知编译系统，以便在调用该函数时系统按此进行对照检查。,04.05.2020,.,30,#includevoidmain()intmax(int,int);/对被调函数的声明intA=13,B=3;定义外部变量printf(“%dn”,max(A,B);intmax(intx,inty)/定义子函数intz;z=xy?x:y;return(z);,04.05.2020,.,31,（4）寄存器变量寄存器（存储）变量：用register定义的变量为寄存器变量。寄存器变量存放在CPU的寄存器中，这种变量处理速度快，但数目少。C51中的寄存器变量：C51的编译器在编译时，能够自动识别程序中使用频率高的变量，并将其安排为寄存器变量，用户不用专门声明，对C51无实际意义。,04.05.2020,.,32,3、C51变量的存储区域（P57）,变量的存储区属性是单片机扩展的概念，非常重要，它涉及到6个新的关键字。MCS-51单片机有四个存储空间，分成三类，它们是片内RAM、片外RAM和ROM。,04.05.2020,.,33,04.05.2020,.,34,4、C51变量定义举例,1）定义存储在data区域的动态unsignedchar变量：unsignedchardatasec=0,min=0,hou=0;2）定义存储在data区域的静态unsignedchar变量：staticunsignedchardatascan_code=0 xfe;3）定义存储在data区域的静态unsignedint变量：staticunsignedintdatad;,04.05.2020,.,35,4）定义存储在bdata区域的动态unsignedchar变量：unsignedcharbdataoperate,operate1;5）定义存储在idata区域的动态unsignedchar数组：unsignedcharidatatemp20;6）定义在pdata区域的动态有符号int数组：intpdatasend_data30;,04.05.2020,.,36,7）定义存储在xdata区域的动态unsignedint数组：unsignedintxdatareceiv_buf50;8）定义存储在code区域的unsignedchar数组：unsignedcharcodea10=0 x3f,0 x06,0 x5b,0 x4f,0 x66,0 x6d,0 x7d,0 x07,0 x7f,0 x6f;/定义共阴极数码管段码数组,04.05.2020,.,37,5、C51变量的存储模式(P58),存储模式：如果在定义变量时缺省了存储区，则编译器会自动选择默认的存储区域，也就是存储模式。存储模式分为三种：小模式（small）、紧凑模式（compact）和大模式（large）。编译模式由编译控制命令决定。存储模式（编译模式）决定了变量的默认存储区域和参数的传递方法。,04.05.2020,.,38,(1)small模式在small模式下，变量的默认存储区域是“data”、“idata”，并且堆栈也安排在该区域中。small模式的特点：存储容量小，但速度快。默认存储模式：如果文件或函数未指明存储模式，则编译器按small模式处理。,04.05.2020,.,39,(2)compact模式在compact模式下，变量的默认存储区域是“pdata”，最大变量数为256字节，并且堆栈也安排在该区域中。compact模式的其特点：是存储容量较small模式大，速度较small模式稍慢，但比large模式要快。,04.05.2020,.,40,(3)large模式在large模式下，变量的默认存储区域是“xdata”，最大变量数可达64KB。large模式的特点：存储容量大，速度慢,04.05.2020,.,41,默认存储模式：如果文件或函数未指明存储模式，则编译器按small模式处理。存储模式控制命令：“#pragmasmall(或compact、large)”应放在文件的开始。,04.05.2020,.,42,4.3C51的运算符,04.05.2020,.,43,思考题1：10/3=?10/3.0=?10/3.00=?,04.05.2020,.,44,思考题2：j+;j-;+j;-j;例：charc=1;chara;求：（1）a=c+;后，a，c值是多少？（2）a=+c;后，a，c值是多少？,04.05.2020,.,45,1|1=？4|5=？,04.05.2020,.,46,04.05.2020,.,47,复合运算符：a+=b;x*=a+b;,复合运算的表达方式有利于提高编译效率，产生质量较高的目标代码。但可读性相对较差。,04.05.2020,.,48,4.4数组,1、数组：同一类型变量的有序组合。注：数组和普通变量一样，要先定义再使用。2、定义方式：数据类型数组名常量表达式unsignedinta10;,4.4.1一维数组,04.05.2020,.,49,3、赋值方式：数据类型存储区域数组名常量表达式=常量表达式；unsignedcharb2=1,2；unsignedcharcodetable=0 x3f,0 x06,0 x5b,0 x4f,0 x66,0 x6d,0 x7d,0 x07,0 x7f,0 x6f,0 x77,0 x7c,0 x39,0 x5e,0 x79,0 x71;,04.05.2020,.,50,4.4.2字符数组,1、字符数组：基本类型为字符类型的数组。用来存放字符的。2、定义：方法同一般数组。如：chara5=h,e,l,l,o;for(i=0;i5;i+)printf(“%c”,ai);,04.05.2020,.,51,3、字符串：在C语言中，将字符串作为字符数组来处理的。用字符串常量来使字符数组初始化：chara=“hello”;或:chara=“hello”;,问：在内存中怎么存储的？,04.05.2020,.,52,注：C语言规定以0作为字符串结束的标志，在程序中依靠检测的位置来判定字符串是否结束。chara=“hello”;i=0;while(ai!=0)write_data(ai);i+;,04.05.2020,.,53,4.5指针,主要内容4.5.1指针概念4.5.2指针变量的定义、赋值与引用4.5.3KeilC51的指针类型,04.05.2020,.,54,指针：对于一个存储单元来讲，单元的地址即为指针。指针变量：存放指针的变量，用来指向另一个变量。区别：一个指针是指一个地址，是一个常量；一个指针变量可以被赋予不同的指针（地址），是一个变量。,4.5.1指针概念,04.05.2020,.,55,4.5.2指针的定义、赋值与引用1、定义其格式为：存储类型数据类型*指针名1，*指针名2，例如：char*cpt;/定义了一个指针变量cpt，它所指向的是一个字符型的数据。或定义cpt为指向字符型变量的指针变量,指针说明符,04.05.2020,.,56,2、赋值（指针变量使用前必须赋值）指针变量只能赋予地址。intc；int*p=),04.05.2020,.,57,3、指针变量的引用注意：指针变量的定义和引用中*的意义不同！在指针变量定义中：*是类型说明符，说明其后的变量是指针类型在指针变量的引用中：*是运算符，（取内容）int*p=,04.05.2020,.,58,4.7C51的程序设计4.7.1C51程序结构,func1()局部变量定义funcN()局部变量定义,main()局部变量定义,包含函数声明全局变量、参数定义,04.05.2020,.,59,#includesbitLED1=P32;/定义SFR中引脚的“位”sbitLED2=P33;sbitLED3=P34;voiddelayms(unsignedintx);/毫秒延时函数voidmain(void)/主程序while(1)/非0为真，此为无限循环LED1=0;LED2=1;LED3=1;delayms(1000);LED1=1;LED2=0;LED3=1;delayms(1000);LED1=1;LED2=1;LED3=0;delayms(1000);voiddelayms(unsignedintx)/毫秒延时函数unsignedcharj;while(x-)/非0，为真，即x=0时退出循环for(j=0;j123;j+);,包含文件全程变量、参数定义函数声明,主函数,子函数,04.05.2020,.,60,4.7.2C51流程控制,1.选择语句if,if（表达式）语句;,例：if（p1！=0）c=30;,if(条件表达式)语句1;else语句2;,例：if(a=b)a+;elsea-;,当a等于b时，a=a+1，否则a=a-1,if（表达式1）语句1;elseif（表达式2）语句2;elseif（表达式3）语句3;elseif（表达式m）语句m;else语句n;,注：语句中为单一语句，可以不用花括弧。,04.05.2020,.,61,if（表达式1）if()语句1;else()语句2；elseif()语句1;else()语句2；,嵌套,04.05.2020,.,62,if(k1=0)num+;if(num=10)num=0;,举例：,04.05.2020,.,63,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3:语句3;break;case常量表达式n:语句n;break;default:语句n+1;,2.switch/case语句,也不是必须的,04.05.2020,.,64,3.while语句,while(条件表达式真)语句;,while(P0!=0)x=P0；,先判断后循环,例,非零为真,04.05.2020,.,65,补充：（a）while(1);/无限循环（b）while(1).break;/退出大循环（c）.while(1);/停止（等待）,04.05.2020,.,66,do语句;while(条件表达式真);,intsum=0,i=0;doi+;sum=sum+i;while（i0;j-);,外层是多少，延时大约多少ms,04.05.2020,.,69,本课程不是专门学习C语言的课程，相关c语言的系统知识请同学们自行复（学）习。,04.05.2020,.,70,4.8函数的定义与调用,主要内容4.8.1函数4.8.3C51中调用汇编4.8.4预处理命令4.8.5头文件,04.05.2020,.,71,C51函数定义的一般格式如下：函数类型函数名（形参表）局部变量定义执行语句,04.05.2020,.,72,延时若干ms的子函数：voiddelay(usignedintz)usignedintx,y;for(x=z;x0;x-)for(y=110;y0;y-);子函数的调用：delay(500);,04.05.2020,.,73,主函数：voidmain(),04.05.2020,.,74,注：1、里也可以什么不写，为空函数。2、调用函数时，多个参数要用逗号隔开，且每个实参的类型、位置与形参一一对应。3、调用的函数是无参函数时，后面的括号不能省。4、带参数的函数声明时，必须将参数类型写上，类型后面的变量名可有可无。5、主函数不能被其他函数调用。,04.05.2020,.,75,4.8.4预处理命令,预处理：在进行编译的第一遍扫描之前所做的工作。（1）宏定义：#defineM(y)y*y+3*y#defineuintu