单片机原理与接口技术(第3版)[李晓林]-第4章PPT课件

1,23.05.2020,单片机原理与接口技术,第4章MCS-51C程序设计,2,23.05.2020,(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,3,23.05.2020,4.1C51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,4,23.05.2020,4.4C51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,5,23.05.2020,4.1C51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。,6,23.05.2020,1)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。,7,23.05.2020,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,8,23.05.2020,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,9,23.05.2020,4.2C51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,10,23.05.2020,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,11,23.05.2020,4.2.1标识符和关键字,-关键字列表,12,23.05.2020,4.2.1标识符和关键字,-关键字列表,13,23.05.2020,4.2.1标识符和关键字,-关键字列表,14,23.05.2020,4.2.2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,15,23.05.2020,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,16,23.05.2020,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0255。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。,1char字符类型,4.2.2数据类型,-char字符类型,17,23.05.2020,2int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065535。,4.2.2数据类型,-int整型,18,23.05.2020,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04294967295。,3long长整型,4.2.2数据类型,-long长整型,19,23.05.2020,4float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,20,23.05.2020,5*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13个字节。,4.2.2数据类型,-*指针型,21,23.05.2020,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。,6bit位标量,4.2.2数据类型,-bit位标量,22,23.05.2020,7sfr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0255。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,23,23.05.2020,8.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065535。,4.2.2数据类型,-16位特殊功能寄存器,24,23.05.2020,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80HFFH（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07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80HFFH（特殊功能寄存器的字节地址）之间。位位置是一个07之间的常数。,9sbit可寻址位,4.2.2数据类型,-sbit可寻址位,25,23.05.2020,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20H2FH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,26,23.05.2020,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,27,23.05.2020,4.2.3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1,1C51的算术运算符,-算术运算符,28,23.05.2020,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。,2C51关系运算符,4.2.3运算符和表达式,-关系运算符,29,23.05.2020,C51逻辑运算符有三种：/*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,45,23.05.2020,unsignedcharxdataram10;/*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,46,23.05.2020,4.3.3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 x800 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,47,23.05.2020,-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,48,23.05.2020,2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,49,23.05.2020,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07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80HFFH之间），整型常量2是指该寄存器中的位（是一个07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80HFFH之间）。,4.3.3特殊功能寄存器的访问,-定义方法,50,23.05.2020,4.3.3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=PSW2;/*在前面定义了PSW后,OV位于PSW的第2位*/sbitAC=0 xD06;/*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 xD03;/*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,51,23.05.2020,例4-2特殊功能寄存器的访问。#include”reg51.h”sbitP10=P10;/*定义P10为P1口第0位，即P1.0口*/sbitP12=P12;/*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,52,23.05.2020,4.3.4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（00H7FH），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,53,23.05.2020,1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,54,23.05.2020,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,55,23.05.2020,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=XWORD0 x0000;/*访问外部RAM的0000H0001H地址的内容*/uc_var1=XBYTE0 x0002;/*访问外部RAM的0002H地址的内容*/XWORD0 x0000=0 xAABB;/*将0 xAABB送入外部RAM的0000H0001H地址中*/XBYTE0 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,56,23.05.2020,2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,57,23.05.2020,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,58,23.05.2020,3C51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,59,23.05.2020,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=P14;/*P1口第4位（P1.4口）为DIP开关的输入*/sbitLEDgreen=P35;/*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03位输出与P3口的03位相或输出*/,4.3.4存储器和并行口的访问,60,23.05.2020,4C51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,61,23.05.2020,操作片外I/O口,例4-6操作片外I/O口#include“absacc.h”#definePAXBYTE0 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,62,23.05.2020,4.3.5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,63,23.05.2020,4.3.5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,64,23.05.2020,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,65,23.05.2020,-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*/bdatacharcarry5;/*carry定义为bdata字符数组*/sbitmybit0=ibdata0;/*mybit0定义为ibdata的第0位*/sbitmybit15=ibdata15;/*mybit15定义为ibdata的第15位*/,4.3.5位地址访问,66,23.05.2020,-位寻址存储区的位变量定义,sbitarrybit07=carry07;/*arrybit07定义为carry0的第7位*/sbitarrybit37=carry37;/*arrybit37定义为carry3的第7位*/arrybit37=0;/*carry3的第7位赋值为0（位寻址）*/carry0=A;/*carry0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07；对于int而言是015；对于long而言是031。,4.3.5位地址访问,67,23.05.2020,4.3.6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03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,68,23.05.2020,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,69,23.05.2020,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,70,23.05.2020,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,71,23.05.2020,4.4C51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,72,23.05.2020,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,73,23.05.2020,4.4.2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,74,23.05.2020,-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(maxb)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,77,23.05.2020,3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。,78,23.05.2020,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,79,23.05.2020,#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,80,23.05.2020,4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。,81,23.05.2020,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,82,23.05.2020,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,83,23.05.2020,4.4.3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,84,23.05.2020,1while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,85,23.05.2020,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,86,23.05.2020,2do-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。,87,23.05.2020,例4-13用do-while语句实现例4-12。程序如下：#includevoidmain()chara;doa=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,88,23.05.2020,-for循环语句,3for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,89,23.05.2020,-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,90,23.05.2020,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,91,23.05.2020,4break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,92,23.05.2020,-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,5continue语句,93,23.05.2020,4.5C51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,94,23.05.2020,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)returntemdeg;voidmain()UCHx;x=f_to_c(3);,95,23.05.2020,例4-16片内RAM的20H单元存放着一个005H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;charcodetab6=0,1,4,9,16,25;p=0 x20;x=tab*p;p+;*p=x;,96,23.05.2020,4.5.2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）。,97,23.05.2020,4.5.2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=P10;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4-17,98,23.05.2020,4.5.2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=P10;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=-12500256；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=-12500256;P1_0=!P1_0;/*P1.0取反*/,-例4-18,99,23.05.2020,4.5.2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4-19,100,23.05.2020,#include“reg51.h”#include“absacc.h”#defineCOM8155XBYTE0 xfef8#definePA8155XBYTE0 xfef9voiddelay(void)/*延时1ms函数*/TH0=-500/256;TL0=-500%256;TR0=1;While(!TF0);/*循环等待定时器0定时时间到*/TF0=0;TR0=0;,4.5.2单片机内/外部资源应用程序设计,-例4-19,101,23.05.2020,voidmain()chari;chardisp_word=0 x01;/*从第1位开始点亮*/COM8155=0 x01;/*初始化8155*/doPA8155=disp_word;/*输出点亮一位*/for(i=0;i100;i+)delay();/*点亮0.1秒*/disp_word=disp_word1;/*左移控制字，准备点亮下一位*/if(disp_word=0)disp_word=0 x01;while(1);,4.5.2单片机内/外部资源应用程序设计,-例4-19,102,23.05.2020,例4-20如图4-8所示为扩展独立键盘电路。编写程序实现键盘管理。,4.5.2单片机内/外部资源应用程序设计,-例4-20,103,23.05.2020,程序如下：#include“reg51.h”#include“absacc.h”voiddelay（void）/*延时1ms*/TH0=-500/256;TL0=-500%256;TR0=1;while(!TF0);/*循环等待定时器0定时时间到*/TF0=0;TR0=0;,4.5.2单片机内/外部资源应用程序设计,-例4-20,104,23.05.2020,voidmain()charx,i;for(;)x=P1;x=x,4.5.2单片机内/外部资源应用程序设计,-例4-20,105,23.05.2020,switch(x)case0 x01:PBYTE0 x20=PBYTE0 x20+1;break;/*20单元加1*/case0 x02:PBYTE0 x20=PBYTE0 x20-1;break;/*20单元减1*/case0 x04:PBYTE0 x20=0 x00;break;/*20单元清零*/case0 x08:PBYTE0 x20=0 xff;/*20单元置全1*/,4.5.2单片机内/外部资源应用程序设计,-例4-20,106,23.05.2020,例4-21如图4-9所示为扩展4位动态显示电路。编写控制4位显示器动态显示的程序。,位选码输出,段选码输出,4.5.2单片机内/外部资源应用程序设计,-例4-21,107,23.05.2020,#include“reg51.h”#include“intrins.h”charcodedispdata=0 x3F,0 x06,0 x5B,0 x4F,0 x66,0 x6D,0 x7D,0 x07,0 x7F,0 x6F;/*数字0-9对应的段选码*/chardis_data4;voiddelay(void)/*延时1ms*/TH0=-500/256;TL0=-500%256;TR0=1;while(!TF0);TF0=0;TR0=0;,4.5.2单片机内/外部资源应用程序设计,-例4-21,108,23.05.2020,voiddisp(charch1)/*显示函数*/staticcharch=0 x01;P2=ch;P1=dis_datach1;ch=ch1;if(ch=0 x10)ch=0 x01;main()charch1;TMOD=0 x01;/*T0为16位定时工作方式*/while(1)for(ch1=0;ch14;ch1+)/*对4位LED扫描一遍*/disp(ch1);delay();delay();delay();,4.5.2单片机内/外部资源应用程序设计,-例4-21,109,23.05.2020,例4-22