C语言基础与C51程序设计电脑

1、锐普PPT论坛chinakui转载：,第四章 C语言基础与C51程序设计,主要内容,C51语言概述,C51语言的基本语法,C51的程序设计,函数的定义与调用,1,2,3,4,说明：第4章有以下印刷错误，请给予修正,1.C51语言概述,1.1 汇编语言与C51 汇编语言： 直接操纵系统的硬件资源 编写比较复杂的数值计算程序就非常困难 可读性不强，修改困难，效率不高 C51语言： 易于开发复杂的单片机程序 易于移植, 汇编语言程序 ORG 0000H L00: MOV R0,#10H ;查找16个字节 MOV R1,#00H MOV DPTR,#2000H L11: MOVX A,DPTR CJN

2、E A,#00H,L16 ;取出内容与 00H相等吗? INC R1 ;取出个数加1 L16: INC DPTR DJNZ R0,L11 ;未完继续 MOV DPTR,#2100H MOV A,R1 MOVX DPTR,A ;相同数个数送 2100H L1E: SJMP L1E,例：查找零的个数（在2000H-200FH中查出有几个字 节是零，把个数放在2100H单元中）,查找零的个数C51程序 #include main ( ) unsigned char xdata *p=0 x2000;/*指针p指向2000H单元*/ int n=0,i; for(i=0;i16;i+) if(*p=0

3、) n+; /* 若该单元内容为零，则n+1 */ p+; /* 指针指向下一单元 */ p=0 x2100; /* 指针p指向2100H单元 */ *p=n; /* 把个数放在2100H单元中 */ ,1.2 MCS-51与标准C,（1）C51中定义的库函数和标准C语言定义的库函数不同。标准的C语言定义的库函数是按通用微型计算机来定义的，而C51中的库函数是按MCS-51单片机相应情况来定义的； （2）C51中的数据类型与标准C的数据类型也有一定的区别，在C51中还增加了几种针对MCS-51单片机特有的数据类型； （3）C51变量的存储模式与标准C中变量的存储模式不一样，C51中变量的存储模

4、式是与MCS-51单片机的存储器紧密相关； （4）C51与标准C的输入输出处理不一样，C51中的输入输出是通过MCS-51串行口来完成的，输入输出指令执行前必须要对串行口进行初始化； （5）C51与标准C在函数使用方面也有一定的区别，C51中有专门的中断函数。,2. C51语言的基本语法,C51数据类型 变量的存储种类及存储类型 绝对地址访问 C51运算符和表达式,2.1 C51的数据类型,基本数据类型,类型,符号,关键字,数的表示范围,所占位数,整型,字符型,实型,有,无,(signed) int,16,-3276832767,(signed) short,16,-3276832767,(s

5、igned) long,32,-21474836482147483647,16,unsigned int,065535,32,04294967295,unsigned long int,unsigned short int,16,065535,有,float,32,3.4e-383.4e38,有,double,64,1.7e-3081.7e308,有,char,8,-128127,无,unsigned char,8,0255,C51的数据类型扩充定义,sfr:特殊功能寄存器定义 sfr16:sfr的16位数据定义 sbit:可位寻址字节或sfr中位的定义 bit:位变量定义,1字符型char

6、有signed char和unsigned char之分，默认为signed char。它们的长度均为一个字节，用于存放一个单字节的数据。 对于signed char，它用于定义带符号字节数据，其字节的最高位为符号位，“0”表示正数，“1”表示负数，补码表示，所能表示的数值范围是-128+127； 对于unsigned char，它用于定义无符号字节数据或字符，可以存放一个字节的无符号数，其取值范围为0255。unsigned char可以用来存放无符号数，也可以存放西文字符，一个西文字符占一个字节，在计算机内部用ASCII码存放。,2int整型 分singed int和unsigned in

7、t。默认为signed int。它们的长度均为2个字节，用于存放一个双字节数据。对于signed int，用于存放两字节带符号数，补码表示，数的范畴为-32768+32767。对于unsigned int，用于存放两字节无符号数，数的范围为065535。,3long长整型 分singed long和unsigned long。默认为signed long。它们的长度均为四个字节，用于存放一个四字节数据。对于signed long，用于存放四字节带符号数，补码表示，数的范畴为-2147483648+2147483647。对于unsigned long，用于存放四字节无符号数，数的范围为04294

8、967295。,4float浮点型 float型数据的长度为四个字节，格式符合IEEE-754标准的单精度浮点型数据，包含指数和尾数两部分，最高位为符号位，“1”表示负数，“0”表示正数，其次的8位为阶码，最后的23位为尾数的有效数位，由于尾数的整数部分隐含为“1”，所以尾数的精度为24位。 5* 指针型 指针型本身就是一个变量，在这个变量中存放的指向另一个数据的地址。这个指针变量要占用一定的内存单元，对不同的处理器其长度不一样，在C51中它的长度一般为13个字节。,6特殊功能寄存器型 这是C51扩充的数据类型，用于访问MCS-51单片机中的特殊功能寄存器数据，它分sfr和sfr16两种类型。

9、其中： sfr为字节型特殊功能寄存器类型，占一个内存单元，利用它可以访问MCS-51内部的所有特殊功能寄存器； sfr16为双字节型特殊功能寄存器类型，占用两个字节单元，利用它可以访问MCS-51内部的所有两个字节的特殊功能寄存器。 在C51中对特殊功能寄存器的访问必须先用sfr或sfr16进行声明。,7位类型 这也是C51中扩充的数据类型，用于访问MCS-51单片机中的可寻址的位单元。在C51中，支持两种位类型：bit型和sbit型。它们在内存中都只占一个二进制位，其值可以是“1”或“0”。 区别：用bit定义的位变量在C51编译器编译时，在不同的时候位地址是可以变化的，而用sbit定义的位

10、变量必须与MCS-51单片机的一个可以寻址位单元或可位寻址的字节单元中的某一位联系在一起，在C51编译器编译时，其对应的位地址是不可变化的。,sfr P0= 0 x80; /*因P0口的寄存器是可位寻址的*/ sbit P0_0=P00; /*所以P0_0为P0中的P0.0引脚*/ 除了以上定义方式外，还可以用P0.0的地址去写，如： sbit P0_0=0 x80;,定义变量例： 数据类型 变量名 unsigned int var1; bit flags; unsigned char vector10;,在C51语言程序中，有可能会出现在运算中数据类型不一致的情况。C51允许任何标准数据类型

11、的隐式转换，隐式转换的优先级顺序如下： bitcharintlongfloat signedunsigned 也就是说，当char型与int型进行运算时，先自动对char型扩展为int型，然后与int型进行运算，运算结果为int型。C51除了支持隐式类型转换外，还可以通过强制类型转换符“（）”对数据类型进行人为的强制转换。 C5l编译器除了能支持以上这些基本数据类型之外，还能支持一些复杂的组合型数据类型，如数组类型、指针类型、结构类型、联合类型等这些复杂的数据类型，在后面将相继介绍。,2.2 变量的存储种类和存储类型,变量是一种在程序执行过程中，其数值不断变化的量。C51规定变量必须先定义后使

12、用。C51对变量定义的格式如下： 存储种类 数据类型 存储器类型 变量名表,定义变量例： extern unsigned int data var1; static bit data flags; auto unsigned char code vector10;,2.2.1 变量的存储种类,存储种类是指变量在程序执行过程中的作用范围。C51 变量的存储种类有四种，分别是自动(auto)、外部(extern) 、静态(static)和寄存器(register)。 1auto：作用范围在定义它的函数体或复合语句内 部。所有变量默认为自动(auto)变量。 在定义它的函数体或复合语句被执行时，C5

13、1才为该变量 分配内存空间，当函数调用结束返回或复合语句执行结束时 ，自动变量所占用的内存空间被释放，这些内存空间又可被 其他的函数体或复合语句使用。可见使用自动变量能最有效 地使用MCS-51单片机内存。,2extern：在一个函数体内，要使用一个已在该函数体外 或别的程序中定义过的外部变量时，该变量在该函数体内要 用extern说明。 文件1为file1.c 文件2为file2.c int i，j； /定义全局变量 extern int i,j;/将i char c； ，j从文件1中复制过来 void func1（int k）； extern char c；/将c main（） 复制过来

14、func2（） func1(20); /调用函数 . static float k; i=j*5/100; func1(int k) /用户定义函数 . .; /将i，j和c从文件1带 入文件2,3static：分为局部静态变量和全局静态变量。 在函数体内部定义的静态变量为内部静态变量，它在对应的函数体内有效，一直存在，但在函数体外不可见，当离开函数时值不被改变。 外部静态变量作用于仅限于变量被定义的文件中。其它文件中即使用extern声明也没法使用它。 4register： 使用register定义的变量称为寄存器变量。它定义的变量存放在CPU内部的寄存器中，处理速度快，但数目少。C51编译

15、器编译时能自动识别程序中使用频率最高的变量，并自动将其作为寄存器变量，用户可以无需专门声明。,2.2.2 变量的存储类型,名称 存储空间位置 长度 数据范围 data 直接寻址片内RAM低128B 8位 0255 bdata 可位寻址片内RAM(20-2FH) 1位 0/1 idata 间接寻址片全部内RAM 8位 0255 pdata 片外RAM低256B 8位 0255 xdata 片外RAM全部64K 16位 065535 code 程序ROM64K 16位 065535,说明变量所处单片机的存储区域,下面对MCS-51单片机各存储区类型的特点加以说明。 （1）data区 data区的寻

16、址是最快的，所以应该把使用频率高的变量放在data区。但由于空间有限，必须注意使用data区，data区除了包含程序变量外，还包含了堆栈和寄存器组data区。 unsigned char data system_status=0; unsigned int data unit_id2; char data inp_string16; float data outp_value; mytype data new_var;,（2）bdata区 当在bdata区的位寻址区定义变量，这个变量就可进行位寻址，并且声明位变量。这对状态寄存器来说十分有用，因为它可以单独使用变量的每一位，而不一定要用位变量名

17、引用位变量。下面是一些在bdata区中声明变量和使用位变量的例子。 unsigned char bdata status_byte; unsigned int bdata status_word; unsigned long bdata status_dword; sbit stat_flag=status_byte4; if（status_word15） stat_flag=1;,（3）idata区 idata区也可以存放使用比较频繁的变量，使用寄存器作为指针进行寻址。在寄存器中设置8位地址进行间接寻址，与外部存储器寻址比较，它的指令执行周期和代码长度都比较短。 unsigned char

18、idata system_status=0; unsigned int idata unit_id2; char idata inp_string16; float idata outp_value; （4）pdata和xdata区 在这两个区声明变量和在其他区的语法是一样的，但pdata区只有256B，而xdata区可达65536B，举例如下： unsigned char xdata system_status=0; unsigned int pdata unit_id2; char xdata inp_string16; float pdata outp_value;,（5）code区 c

19、ode区即MCS-51的程序代码区，代码区的数据是不可改变的，所以MCS-51的代码区不可重写。一般代码区中可存放数据表、跳转向量和状态表，对code区的访问和对xdata区的访问的时间是一样的，代码区中的对象在编译时初始化，否则就得不到想要的值。下面是代码区声明的例子。 unsigned int code unit_id2=0 x1234, 0 x89ab; unsigned char code uchar_data16 =0 x00,0 x01,0 x02,0 x03,0 x04,0 x05, 0 x06,0 x07,0 x08,0 x09, 0 x10,0 x11,0 x12,0 x13

20、,0 x14,0 x15;,【例】变量定义存储种类和存储器类型相关情况。 char data varl； /*在片内RAM低128B定义用直接寻址方式访问的字符型变量var1*/ int idata var2； /*在片内RAM256B定义用间接寻址方式访问的整型变量var2*/ auto unsigned long data var3； /*在片内RAM128B定义用直接寻址方式访问的自动无符号长整型变量var3*/ extern float xdata var4； /*在片外RAM64KB空间定义用间接寻址方式访问的外部实型变量var4*/ int code var5； /*在ROM空间定

21、义整型变量var5*/ unsign char bdata var6；/*在片内RAM位寻址区20H2FH单元定义可字节处理和位处理的无符号字符型变量var6*/,如果用户不对变量的存储区域定位，则C51编译器采用默认存储区域，而默认的存储区域由存储模式决定。,C51编译器支持三种存储模式：SMALL模式、COMPACT模式和LARGE模式。不同的存储模式对变量默认的存储器类型不一样。 （1）SMALL模式。SMALL模式称为小编译模式，在SMALL模式下，编译时，函数参数和变量被默认在片内RAM中，存储器类型为data。 （2）COMPACT模式。COMPACT模式称为紧凑编译模式，在COM

22、PACT模式下，编译时，函数参数和变量被默认在片外RAM的低256字节空间，存储器类型为pdata。 （3）LARGE模式。LARGE模式称为大编译模式，在LARGE模式下，编译时函数参数和变量被默认在片外RAM的64K字节空间，存储器类型为xdata。,【例4.1】 变量和函数的存储模式定义程序如下： #pragma small /*默认存储器类型为MCS-51片内直接寻址RAM*/ char data i, j, k; /*在MCS-51片内直接寻址RAM中定义了3个变量*/ char i, j, k; /*未指明存储模式，由#pragma small决定，与前一句完全等价*/ int x

23、data m, n; /*在MCS-51片外RAM中定义了2个自动变量*/ static char m, n; /*在MCS-51片内直接寻址RAM中定义了2个静态变量*/ unsigned char xdata ram128; int func1(int i, int j) large/*指定LARGE模式*/ return(i+j); int func2(int i, int j)/*未指明存储模式, 按默认的SMALL模式*/ return(i-j); 不同的存储器类型访问速度是不一样的，如： unsigned char data var1; /*SMALL模式，var1被定位在data

24、区*/ /*即MCS-51片内直接寻址RAM*/ unsigned char pdata var1; /*COMPACT模式，var1被定位在pdata区*/ /*即MCS-51片外按页面间接寻址RAM*/ unsigned char xdata var1; /*LARGE模式，var1被定位在xdata区*/ /*即MCS-51片外间接寻址RAM*/,1. 使用指针 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。例如： #define uchar unsigned char #define uint unsigned int void test_memory(void)

25、 uchar idata ivar1; uchar xdata *xdp; /*定义一个指向xdata存储器空间的指针*/ char data *dp; /*定义一个指向data存储器空间的指针*/ uchar idata *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的61H单元*/ idp

26、= /*等价于ivar1=0 x16*/,2.3 绝对地址的访问,2、使用C51运行库中预定义宏 C51编译器提供了一组宏定义来对51系列单片机的code、data、pdata和xdata空间进行绝对寻址。规定只能以无符号数方式访问，定义了8个宏定义，其函数原型如下：,#define CBYTE(unsigned char volatile*)0 x50000L) #define DBYTE(unsigned char volatile*)0 x40000L) #define PBYTE(unsigned char volatile*)0 x30000L) #define XBYTE(unsi

27、gned char volatile*)0 x20000L) #define CWORD(unsigned int volatile*)0 x50000L) #define DWORD(unsigned int volatile*)0 x40000L) #define PWORD(unsigned int volatile*)0 x30000L) #define XWORD(unsigned int volatile*)0 x20000L) 这些函数原型放在absacc.h文件中。使用时须用预处理命令把该头文件包含到文件中，形式为：#include 。 其中：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。,3、使用C51扩展关键字_at_ 使用_at_对指定的存储器空间的绝对地址进行访问，一般格式如下： 数据类型 存储器类型 标识符 _at_ 常数； 其中