单片机应用技术（C语言版）第4版3.4 C语言的函数课件

3.4C语言的函数《单片机应用技术（C语言版）》刚刚我们已经进入了C语言函数这一章节的学习，了解了这一节的整体框架。接下来我们就从基础入手，先厘清函数到底有哪些分类，又该如何完成一个合法函数的定义，这是我们后续使用自定义函数、调用库函数的核心基础。搞懂这部分内容，我们才能看懂实际代码里的函数写法，接下来我们就先展开讲解。C51编译器为51单片机开发提供了一套完整的预置工具集合，也就是我们所说的库函数。这套库函数按照功能划分为八个核心分类，不同分类对应不同的头文件，开发人员可以根据项目需求灵活引入调用。第一个分类是寄存器库函数，对应头文件REGXXX.H，这也是几乎所有51单片机C语言项目都会引入的基础头文件。它的核心作用，是提前定义好51单片机所有特殊功能寄存器SFR，以及寄存器对应每一个位的别名，开发人员不需要手动逐一定义寄存器地址，直接调用P1、TCON这些预定义的寄存器变量即可完成硬件操作，大幅降低了开发的入门门槛，也减少了手动定义带来的地址错误风险。其余七个分类分别承担不同开发功能，对应不同的开发场景。一般输入输出函数对应STDIO.H，承担串口数据的输入输出处理；内部函数对应INTRINS.H，提供空操作、移位等基础操作能力；字符函数对应CTYPE.H、字符串函数对应STRING.H，处理文本类数据操作；数学函数对应MATH.H提供常用数学计算能力；标准函数对应STDLIB.H，提供内存分配、数据转换等通用能力；绝对地址访问函数对应ABSACC.H，支持直接对指定内存地址进行读写操作，满足直接操作硬件的特殊需求。C51为单片机开发提供了一套成熟的标准库函数，这套工具按功能领域划分成多个不同的头文件，方便开发者按需调用，大幅降低了底层开发的重复工作量。第一类是寄存器库函数，对应头文件REGXXX.H，它完成的核心工作是预定义51单片机所有特殊功能寄存器和对应位，开发者无需手动配置寄存器地址，直接调用变量即可操作硬件，省去了最基础也最容易出错的底层定义环节。第二类就是我们当前讲的一般输入/输出函数，对应头文件STDIO.H，它专门负责操作51单片机的串口，实现单片机和外部设备的数据收发交互。无论是向上位机发送调试信息，还是接收上位机下发的控制指令，都要依托这组库函数完成，是嵌入式开发中调试环节和对外通信的核心工具。除此以外，C51标准库还覆盖了开发全流程的各类需求：内部函数提供空操作、移位等基础运算能力，字符、字符串函数处理文本数据，数学函数支持复杂运算，标准函数提供内存管理、类型转换工具，绝对地址访问函数则帮开发者直接操作指定内存地址，满足自定义硬件的访问需求。完整的库体系让开发者可以聚焦业务逻辑开发，不用重复造轮子。C51为单片机开发提供了丰富的预定义库工具，不同头文件封装了不同场景的功能，我们继续逐个梳理它们的作用。梳理到内部函数所在的INTRINS.H头文件时，就能发现它的实用性。这一头文件封装的功能，直接对应51单片机开发最基础的位操作需求，包含空操作指令，以及变量的循环左移、循环右移操作。这些功能看似简单，实际却是很多单片机经典项目的核心基础，比如我们常见的流水灯项目，就需要依靠循环移位操作实现点亮位置的逐次移动，如果没有这个预定义的内部函数，开发者需要手动编写移位逻辑，不仅增加编码工作量，还容易出现位运算错误，拖慢开发进度。C51把这些开发过程中高频复用的基础操作封装成库函数，既降低了初学者的入门门槛，也能帮助经验丰富的开发者简化代码，提升开发效率，这正是C51库函数体系设计的核心价值之一。调用库函数必须遵循语法规则，核心前提在于先声明后使用。对于系统提供的预定义库函数，声明逻辑依托预处理指令实现。开发者需要在源程序起始位置，通过`#include`指令将对应库的头文件加载到当前项目中。头文件中存储了库函数的定义、参数规则与返回值信息，只有完成头文件包含，编译器才能识别开发者对库函数的调用，避免出现未定义标识的编译错误。示例代码完整展示了库函数调用的实际流程。代码开头两行分别导入了51单片机寄存器操作对应的`reg51.h`头文件，以及实现位操作的`intrins.h`内部库头文件，这满足了两个库中函数调用的前置声明要求。后续主函数中，开发者既直接调用了寄存器库定义的P1端口变量，又调用了内部库提供的`_cror_`循环右移函数，配合自定义的延时函数实现了P1端口电平循环移位的效果。这个案例直观印证了库函数调用的核心逻辑，证明遵循头文件包含规则，就能便捷复用系统封装好的功能，简化程序开发流程。除了编译系统预先提供的库函数，C51语言允许开发者根据实际功能需求编写自定义函数，灵活实现多样化的业务逻辑。自定义函数拥有统一的语法结构，这套结构保证了代码的可维护性与可读性，适配单片机开发的工程化要求。完整的自定义函数由函数头与函数体两个核心部分构成，函数头包含三个关键要素：函数类型、函数名与形式参数列表。函数类型本质是函数返回值的数据类型，它明确告知调用者，当前函数执行完成后，会返回什么类型的数据供后续逻辑使用，结构中最后出现的return语句，负责携带这个返回值传回函数调用处，完成数据交互。进入大括号包裹的函数体区域，开发者需要依次完成两个核心步骤：先声明函数内部使用的局部变量，再编写实现具体功能的执行语句，最后搭配return语句完成返回逻辑。这套标准结构是C51函数开发的基础框架，掌握这套结构，才能搭建出符合语法规范、运行稳定的自定义功能模块。int标记当前函数的返回值类型，代表函数最终会向调用处返回一个整型数据，这对应我们需求中的“整数最大值”本身，整数就是C语言中的整型数据类型。max是当前自定义函数的函数名，遵循C语言标识符命名规则，做到见名知意，直接传递出函数“求最大值”的功能，降低代码的阅读维护成本。括号内的三个int型形参a、b、c，承接调用函数时传入的三个待比较整数，建立起函数内部运算和外部输入的连接通道。大括号包裹的内容为函数体，首先声明一个存储中间结果的局部整型变量z，完成第一次比较：若a大于b，则把a的值赋值给z，反之则把b赋值给z，此时z存储前两个数的最大值。接着将z与第三个数c比较，若c更大则更新z的值，至此z存储三个数中的最大值。最后通过return语句将z的值，也就是三个整数的最大值返回给函数调用处，完成整个求最大值的计算逻辑，清晰展示了有参有返回值自定义函数的完整结构。我们学习C51自定义函数的一种基础定义格式，就是无返回值带参数的函数。这种函数的核心特征，体现在函数声明开头的`void`关键字上，它明确标记该函数的类型为空类型，代表函数执行完成后不需要向主调程序返回任何结果。这种函数的应用场景非常广泛。当我们只需要函数完成某一项具体操作，比如控制单片机端口电平、实现延时等待、刷新显示内容这类操作时，不需要函数返回运算结果，就可以用这种格式定义函数。本页给出的格式中，括号内保留了形式参数列表，意味着函数可以接收主调程序传入的参数，实现更灵活的功能。例如我们编写延时函数时，可以将延时时长作为参数传入，这样一个函数就能适配不同场景的延时需求，不需要重复编写多份功能相近的代码。即使函数不需要返回值，格式中仍然保留return语句。该语句在这里的作用，大多是提前终止函数执行的流程，而非返回具体数值。如果不需要提前退出，也可以省略return语句，函数会在执行完最后一句函数体语句后自动退出。这种定义格式平衡了功能灵活性和代码简洁性，是51单片机C语言开发中最常用的函数格式之一。这是C51语言中无形式参数函数的标准定义格式。函数定义的核心组成部分依次为函数类型、函数名与参数列表，当参数列表位置标记为void时，代表该函数不存在任何形式参数。理解这个格式的核心，要明确形式参数的作用。形式参数是函数接收外部传入数据的接口，用于将函数外部的数据传递到函数内部参与运算处理。当函数不需要从外部获取任何数据即可完成既定功能时，就可以将参数列表声明为void，明确告知编译器该函数不接收任何输入数据。这种定义方式在嵌入式开发中十分常用。比如单片机程序中固定逻辑的初始化函数，不需要外部传入参数就能完成端口配置、中断设置等固定操作，就可以采用这种无参数的定义格式，既符合语法规范，也能提升代码的可读性，让其他开发者一眼就能判断出函数不需要输入数据，降低代码维护的沟通成本。我们学习完带返回值带参数、无返回值带参数、带返回值无参数的自定义函数结构后，来看最后一种最特殊的自定义函数定义格式。这种格式将函数类型声明为void，也就是空类型，代表整个函数执行完成后不需要向调用位置返回任何结果，因此可以省略return语句。括号内同样声明为void，代表函数不需要从调用位置接收任何输入数据，没有形式参数。这种函数结构非常实用，很多单片机开发的场景都会用到它。我们最常用的主函数main，多数情况下就采用这种结构编写，因为主函数是整个程序的入口，程序从这里开始执行，不需要给其他位置返回运行结果，也不需要调用者传入参数，完全匹配这种结构的特性。此外我们编写驱动硬件执行固定动作的功能函数时，比如控制蜂鸣器发声、控制LED亮起，这类操作只需要执行对应指令，不需要返回值，也不需要额外输入参数，同样可以使用这种结构定义。3.4.1函数的分类和定义C51的库函数寄存器库函数REGXXX.H一般输入/输出函数STDIO.H内部函数INTRINS.H字符函数CTYPE.H字符串函数STRING.H数学函数MATH.H标准函数STDLIB.H绝对地址访问函数ABSACC.H定义了51单片机的所有SFR和相应的位C51的库函数寄存器库函数REGXXX.H一般输入/输出函数STDIO.H内部函数INTRINS.H字符函数CTYPE.H字符串函数STRING.H数学函数MATH.H标准函数STDLIB.H绝对地址访问函数ABSACC.H操作51单片机的串口C51的库函数寄存器库函数REGXXX.H一般输入/输出函数STDIO.H内部函数INTRINS.H字符函数CTYPE.H字符串函数STRING.H数学函数MATH.H标准函数STDLIB.H绝对地址访问函数ABSACC.H51单片机的空操作、变量的左移/右移库函数的调用

#include<reg51.h>//包含寄存器库函数头文件，调用51单片机SFR

#include<intrins.h>//包含内部函数库头文件，调用左移、右移函数voiddelay(unsignedinti)

//定义延时函数

{unsignedintk;

for(k=0;k<i;k++);}

voidmain()//主函数

{

P1=0x7F;

//调用P1端口寄存器变量

while(1)//无限循环

{

P1=_cror_(P1,1);//调用左移函数，将P1的二进制数值循环左移一位

delay(5000);//延时

}}使用函数时必须先声明再使用使用库函数时，必须在源程序的开始处使用预处理命令#include将相应的头文件包含进来函数类型函数名（形式参数列表）{局部变量声明;

函数体语句;return语句;}函数返回值的类型返回函数的返回值用户自定义函数//求三个整数的最大值intmax(inta,intb,intc){

intz;

if(a>b)z=a;

elsez=b;

if(c>z)z=c;

returnz;}

函数类型函数名形式参数列表

return(z);函数体

void函数名（形式参数列表）{局部变量声明;

函数体语句;return语句;}函数类型是空类型，没有返回值。函数类型函数名（void）{局部变量声明;

函数体语句;return语句;}没有形式参数。

void函数名（void）{局部变量声明;

函数体语句;}函数类型是空类型，没有返回值。没有形式参数。信号灯闪烁控制C语言程序3.4.2函数调用C51的函数调用原则：先定义（或声明），后调用

#include<reg51.h>//包含寄存器库函数头文件，调用51单片机SFR

#include<intrins.h>//包含内部函数库头文件，调用左移、右移函数voiddelay(unsignedinti)//定义延时函数

{unsignedintk;

for(k=0;k<i;k++);}

voidmain()//主函数

{

P1=0x7F;//调用P1端口寄存器变量

while(1)//无限循环

{

P1=_cror_(P1,1);//调用左移函数，将P1的二进制数值循环左移一位

delay(5000);//延时

}}要使用库函数，必须先在程序开始处使用#include预处理命令，进行库函数使用声明C51的函数调用原则：先定义（或声明），后调用

#include<reg51.h>//包含寄存器库函数头文件，调用51单片机SFR

#include<intrins.h>//包含内部函数库头文件，调用左移、右移函数voiddelay(unsignedinti)//定义延时函数

{unsignedintk;

for(k=0;k<i;k++);}

voidmain()//主函数

{

P1=0x7F;//调用P1端口寄存器变量

while(1)//无限循环

{

P1=_cror_(P1,1);//调用左移函数，将P1的二进制数值循环左移一位

delay(5000);//延时

}}要使用自定义函数，必须在调用前先进行函数定义。然后调用，实参5000传递给函数的形参i。C51的函数调用原则：先定义（或声明），后调用#include<reg51.h>//包含寄存器库函数头文件，调用51单片机SFR#include<intrins.h>//包含内部函数库头文件，调用左移、右移函数voiddelay(unsignedinti);//声明要使用延时函数voidmain()//主函数

{

P1=0x7F;//调用P1端口寄存器变量

while(1)//无限循环

{

P1=_cror_(P1,1);//调用左移函数，将P1的二进制数值循环左移一位

delay(5000);//延时

}}voiddelay(unsignedinti)//定义延时函数

{unsignedintk;

for(k=0;k<i;k++);}使用自定义函数还可以在调用前先进行函数使用声明。然后调用在主函数后面再进行函数定义C51的函数调用原则：先定义（或声明），后调用while(1) //等待按键按下{

P2=0x0f;

//向所有的列线上输出低电平

P0=0xff;i=P0; //读入行值

i&=0x0f;

//屏蔽掉高四位

if(i!=0x0f) //行值不为全1，有键按下

{delay10ms();//延时消抖

i=P0;

//再次读入行值

i&=0x0f;

//屏蔽掉高四位

if(i!=0x0f)

//行值不为全1，说明有键按下

{key=scan_key();//执行逐列扫描子程序判断键值}}}unsignedcharscan_key(void){

unsigned

chari,temp,m,n;

bitfind=0; //有键按下标志位

P0=0xff;//P0口低四位做输入口,先输出全1

for(i=0;i<4;i++){

P2=0xfe<<i;//逐列送出低电平

temp=~P0; //读行值，并取反，全1-->全0temp=temp&0x0f;//屏蔽掉行值高4位

if(temp!=0x00)//判断有无键按下

{m=i;//列号i保存至m变量

find=1; //置找到按键标志

switch(temp) //判断哪一行有键按下，记录行号到n变量

{case0x01:n=0;break;//第0行有键按下

case

0x02:n=1;break;//第1行有键按下

case

0x04:n=2;break;//第2行有键按下

case

0x08:n=3;break;//第3行有键按下

default:break;}}}

if(find==0)return-1;//无键按下则返回-1

else

return(n*4+m);//否则返回键值，键值=行号*4+列号}有返回值函数函数调用后，将其返回值赋值给变量感谢您的观看Thanks

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your

attention.

刚刚我们已经进入了C语言函数这一章节的学习，了解了这一节的整体框架。接下来我们就从基础入手，先厘清函数到底有哪些分类，又该如何完成一个合法函数的定义，这是我们后续使用自定义函数、调用库函数的核心基础。搞懂这部分内容，我们才能看懂实际代码里的函数写法，接下来我们就先展开讲解。C51编译器为51单片机开发提供了一套完整的预置工具集合，也就是我们所说的库函数。这套库函数按照功能划分为八个核心分类，不同分类对应不同的头文件，开发人员可以根据项目需求灵活引入调用。第一个分类是寄存器库函数，对应头文件REGXXX.H，这也是几乎所有51单片机C语言项目都会引入的基础头文件。它的核心作用，是提前定义好51单片机所有特殊功能寄存器SFR，以及寄存器对应每一个位的别名，开发人员不需要手动逐一定义寄存器地址，直接调用P1、TCON这些预定义的寄存器变量即可完成硬件操作，大幅降低了开发的入门门槛，也减少了手动定义带来的地址错误风险。其余七个分类分别承担不同开发功能，对应不同的开发场景。一般输入输出函数对应STDIO.H，承担串口数据的输入输出处理；内部函数对应INTRINS.H，提供空操作、移位等基础操作能力；字符函数对应CTYPE.H、字符串函数对应STRING.H，处理文本类数据操作；数学函数对应MATH.H提供常用数学计算能力；标准函数对应STDLIB.H，提供内存分配、数据转换等通用能力；绝对地址访问函数对应ABSACC.H，支持直接对指定内存地址进行读写操作，满足直接操作硬件的特殊需求。C51为单片机开发提供了一套成熟的标准库函数，这套工具按功能领域划分成多个不同的头文件，方便开发者按需调用，大幅降低了底层开发的重复工作量。第一类是寄存器库函数，对应头文件REGXXX.H，它完成的核心工作是预定义51单片机所有特殊功能寄存器和对应位，开发者无需手动配置寄存器地址，直接调用变量即可操作硬件，省去了最基础也最容易出错的底层定义环节。第二类就是我们当前讲的一般输入/输出函数，对应头文件STDIO.H，它专门负责操作51单片机的串口，实现单片机和外部设备的数据收发交互。无论是向上位机发送调试信息，还是接收上位机下发的控制指令，都要依托这组库函数完成，是嵌入式开发中调试环节和对外通信的核心工具。除此以外，C51标准库还覆盖了开发全流程的各类需求：内部函数提供空操作、移位等基础运算能力，字符、字符串函数处理文本数据，数学函数支持复杂运算，标准函数提供内存管理、类型转换工具，绝对地址访问函数则帮开发者直接操作指定内存地址，满足自定义硬件的访问需求。完整的库体系让开发者可以聚焦业务逻辑开发，不用重复造轮子。C51为单片机开发提供了丰富的预定义库工具，不同头文件封装了不同场景的功能，我们继续逐个梳理它们的作用。梳理到内部函数所在的INTRINS.H头文件时，就能发现它的实用性。这一头文件封装的功能，直接对应51单片机开发最基础的位操作需求，包含空操作指令，以及变量的循环左移、循环右移操作。这些功能看似简单，实际却是很多单片机经典项目的核心基础，比如我们常见的流水灯项目，就需要依靠循环移位操作实现点亮位置的逐次移动，如果没有这个预定义的内部函数，开发者需要手动编写移位逻辑，不仅增加编码工作量，还容易出现位运算错误，拖慢开发进度。C51把这些开发过程中高频复用的基础操作封装成库函数，既降低了初学者的入门门槛，也能帮助经验丰富的开发者简化代码，提升开发效率，这正是C51库函数体系设计的核心价值之一。调用库函数必须遵循语法规则，核心前提在于先声明后使用。对于系统提供的预定义库函数，声明逻辑依托预处理指令实现。开发者需要在源程序起始位置，通过`#include`指令将对应库的头文件加载到当前项目中。头文件中存储了库函数的定义、参数规则与返回值信息，只有完成头文件包含，编译器才能识别开发者对库函数的调用，避免出现未定义标识的编译错误。示例代码完整展示了库函数调用的实际流程。代码开头两行分别导入了51单片机寄存器操作对应的`reg51.h`头文件，以及实现位操作的`intrins.h`内部库头文件，这满足了两个库中函数调用的前置声明要求。后续主函数中，开发者既直接调用了寄存器库定义的P1端口变量，又调用了内部库提供的`_cror_`循环右移函数，配合自定义的延时函数实现了P1端口电平循环移位的效果。这个案例直观印证了库函数调用的核心逻辑，证明遵循头文件包含规则，就能便捷复用系统封装好的功能，简化程序开发流程。除了编译系统预先提供的库函数，C51语言允许开发者根据实际功能需求编写自定义函数，灵活实现多样化的业务逻辑。自定义函数拥有统一的语法结构，这套结构保证了代码的可维护性与可读性，适配单片机开发的工程化要求。完整的自定义函数由函数头与函数体两个核心部分构成，函数头包含三个关键要素：函数类型、函数名与形式参数列表。函数类型本质是函数返回值的数据类型，它明确告知调用者，当前函数执行完成后，会返回什么类型的数据供后续逻辑使用，结构中最后出现的return语句，负责携带这个返回值传回函数调用处，完成数据交互。进入大括号包裹的函数体区域，开发者需要依次完成两个核心步骤：先声明函数内部使用的局部变量，再编写实现具体功能的执行语句，最后搭配return语句完成返回逻辑。这套标准结构是C51函数开发的基础框架，掌握这套结构，才能搭建出符合语法规范、运行稳定的自定义功能模块。int标记当前函数的返回值类型，代表函数最终会向调用处返回一个整型数据，这对应我们需求中的“整数最大值”本身，整数就是C语言中的整型数据类型。max是当前自定义函数的函数名，遵循C语言标识符命名规则，做到见名知意，直接传递出函数“求最大值”的功能，降低代码的阅读维护成本。括号内的三个int型形参a、b、c，承接调用函数时传入的三个待比较整数，建立起函数内部运算和外部输入的连接通道。大括号包裹的内容为函数体，首先声明一个存储中间结果的局部整型变量z，完成第一次比较：若a大于b，则把