第3章_C51基本语法

1、第3章 C51基本语法,3.1 C51程序结构和特点,3.2 C51数据类型,3.3 C51运算符和表达式,3.4 C51语句和结构化程序设计,3.5 C51的数组、结构和联合,3.6 C51的指针,3.7 C51的函数和中断函数,3.8 预处理命令、库函数,3.1 C51程序的结构和特点,3.1.1 C51程序的结构,一C语言的特点,1语言简洁、紧凑，使用方便、灵活。,2运算符丰富。,3数据结构丰富。具有现代化语言的各种数据结构。,4可进行结构化程序设计。,5可以直接对计算机硬件进行操作。,6生成的目标代码质量高，程序执行效率高。,7可移植性好。,二. C51程序的结构特点,（1）源程序有一

2、个或多个源文件组成，扩展名 .C,（2）源文件中含有若干个函数,在整个程序中只有一个（必须）主函数，viod main(viod),程序从 main( )开始执行，调用其它功能函数。,（3）源程序中含有预处理命令、语句、说明等,（4）源程序中可以加注释,说明：1.不管main()函数放于何处，程序总是从main()函数开始执行，执行到main()函数结束则结束。 2.在main()函数中调用其它函数，其它函数也可以相互调用，但main()函数只能调用其它的功能函数，而不能被其它的函数所调用。 3.功能函数可以是C语言编译器提供的库函数，也可以是由用户定义的自定义函数。 4.在编制C程序时，程序

3、的开始部分一般是预处理命令、函数说明和变量定义等。 C51语言程序结构一般如下： 预处理命令 include 函数说明 long fun1(); float fun2(); int x,y; float z;,功能函数,主函数,功能函数,功能函数1 fun1(),函数体 ,主函数 main() ,主函数体 ,功能函数2 fun2(), 函数体 ,3.1.2 C51的字符集、标识符与关键字,一、字符集和词汇,字符集：09，az，AZ，下划线，运算符等,词汇：由上述符号组成词汇,二、标识符,用于标识源程序中某个对象的名称,三、关键字,C51中已定义的、有特定含义的特殊标示符,3.2 C51的数据类

4、型,C51的数据类型分为基本数据类型和组合数据类型，情况与标准C中的数据类型基本相同，但其中char型与short型相同，float型与double型相同，另外，C51中还有专门针对于MCS-51单片机的特殊功能寄存器型和位类型。,3.2.1 C51数据类型,表3-1 C51的数据类型,一字符型char 1.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。2.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

5、+127； 3.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。,二int整型 1.分singed int和unsigned int。默认为signed int。它们的长度均为两个字节，用于存放一个双字节数据。 2.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。 3.对于unsigned int，用于存放两字节无符号数，数的范围为065535。,三long长

6、整型 1.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。 2.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。 3.对于unsigned long，用于存放四字节无符号数，数的范围为04294967295,四float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

7、隐含为“1”，所以尾数的精度为24位。 五* 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。,六特殊功能寄存器型 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，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

8、访问必须先用sfr或sfr16进行声明。,七位类型 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”。其中用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。,3.2.2 常量,常量是指在程序执行过程中其值不能改变的量。在C51中支持整型常量、浮点型常量、字符型常量和字符串型常量。,

9、一整型常量 整型常量也就是整型常数，根据其值范围在计算机中分配不同的字节数来存放。在C51中它可以表示成以下几种形式： 八进制整数：以O开始，后跟数字，如O123 十进制整数：如234、-56、0等。 十六进制整数：以0 x开头表示，如0 x12表示十六进制数12H。 长整数：在C51中当一个整数的值达到长整型的范围，则该数按长整型存放，在存储器中占四个字节，另外，如一个整数后面加一个字母L，这个数在存储器中也按长整型存放。如123L在存储器中占四个字节。,二字符型常量 字符型常量是用单引号引起的字符，如a、1、F等。可以是可显示的ASCII字符，也可以是不可显示的控制字符。对不可显示的控制字

10、符须在前面加上反斜杠“”组成转义字符。利用它可以完成一些特殊功能和输出时的格式控制。常用的转义字符如表3-2所示。,表3-2 常用转义字符及其含义,三字符串型常量 字符串型常量由双引号“”括起的字符组成。如“D”、“1234”、“ABCD”等。注意字符串常量与字符常量是不一样，一个字符常量在计算机内只用一个字节存放，而一个字符串常量在内存中存放时不仅双引号内的字符一个占一个字节，而且系统会自动的在后面加一个转义字符“o”作为字符串结束符。因此不要将字符常量和字符串常量混淆，如字符常量A和字符串常量“A”是不一样的。,四浮点型常量 浮点型常量也就是实型常数。有十进制表示形式和指数表示形式。 十进

11、制表示形式又称定点表示形式，由数字和小数点组成。如0.123、34.645等都是十进制数表示形式的浮点型常量。 指数表示形式为： 数字 .数字 e 数字 例如：123.456e-3、-3.123e2等都是指数形式的浮点型常量。,3.2.3 变量,一、变量定义格式,变量是在程序运行过程中其值可以改变的量。一个变量由两部分组成：变量名和变量值。,变量定义的一般格式：,【存储种类】数据类型【存储器类型】变量名(或变量表名),存储种类有：,动态（auto）,静态（auto）,寄存器（register）,无说明，默认是动态,二、数据类型 1.整型变量int：有4种 (1) signed int有符号基本

12、整型 (2) unsigned int无符号基本整型 (3)long int有符号长整型 (4)unsigned long int无符号长整型 2.字符型变量 (1)signed char有符号字符型 (2)unsigned char无符号字符型 3.实型变量 C51支持单精度实型变量（也称浮点型），关键字float 如：float x 长度为4字节,三、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： （1）在函数体内声明的变量在默认情况下都是aut

13、o自动存储类型； （2）自动变量是局部变量，即它的区域性是在定义他的函数内部有效。 （3）自动变量一般分配在内存的堆栈空间中。 2extern： （1）定义在程序外部，所有的函数很程序段都可以使用。 （2）外部变量被定义后分配固定的内存空间，在程序整个执行时间内都有效，直到程序结束才释放。,3static： （1）static又称为静态变量，它又分为局部静态变量和全局静态变量。 （2）在函数体内部定义的静态变量为内部静态变量，只在对应的函数体内有效，这样不仅使变量在定义它的函数体外被保护，还可以实现当离开函数时值不被改变。 （3）外部静态变量是在函数外部定义的静态变量。它在程序中一直存在，但在

14、定义的范围之外是不可见的。如在多文件或多模块处理中，外部静态变量只在文件内部或模块内部有效。 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。,一存储器类型 存储器类型是用于指明变量所处的单片机的存储器区域情况。存储器类型与存储种类完全不同。C51编译器能识别的存储器类型有以下几种，见表所示。,3.2.4 存储器类型和存储模式,二、存储模式,C51编译器支持三种存储模式：SMALL模式、COMPACT模式和LARG

15、E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COMPACT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。,3.2.5 C51扩展的数据类型,1. 普通位变量 bit,普通位变量 bit只

16、能放在内部RAM中，定义格式：,bit【存储器类型】 变量名,bit bdata key-fl,bit idata dis-fl,2. 特殊功能寄存器 sfr,8位 特殊功能寄存器用 sfr说明，格式为：,sfr SFR名 = 绝对地址,例如： sfr SCON = 0X98,3. 可位寻址的特殊位变量 sbit,能位寻址的对象位于内部RAM的20H2FH区域和SFR中地址能被8整除的特殊功能寄存器中，可字节寻址，也可位寻址,3种定义方法：,（1）指定已定义的可位寻址的SFR或bdata区变量的某 一位,例如：sfr PSW = 0 xd0；,sbit F0 = PSW5；,sbit F1 =

17、 PSW1；,例如：unsigned char bdata flag；,sbit key-in = flag0；,sbit key-process = flag1；,sbit key-delay = flag2；,例如： sbit CY = PSW7,（2）指定可位寻址的SFR的某一位（地址必须大于0 x80）,sbit F0 = PSW5,sbit F1 = PSW1,例如： sbit F0 = 0 xd5,（3）指定可位寻址的SFR的某一位地址（地址必须大于0 x80）,sbit F1 = 0 xd1,4. 16位特殊功能寄存器 sfr16,两个8位特殊功能寄存器，可以组成16位 sfr1

18、6,如定时器2的TL2和TH2寄存器，可以组成16位 sfr16,定义格式：,sfr16 SFR名 = sfr16 的低端地址,如定时器T2的TL2地址为0 xcc, TH2地址为0 xcd,则可定义16位的特殊功能寄存器T2CNT:,sfr16 T2CNT = 0 xcc,3.2.6 绝对地址访问的变量,sfr、sfr16 、bit 变量是指定绝对地址的变量,C51程序对绝对地址单元的访问还可以使用宏定义实现,用C51提供的宏定义文件absacc.h定义绝对地址变量,定义格式如下：,#define 变量名 XBYTE【绝对地址】,/在外部64KRAM中定义字节变量,#define 变量名 X

19、WORD【绝对地址】,/在外部64KRAM中定义字变量,#define 变量名 CBYTE【绝对地址】,/在程序存储器中定义字节变量,#define 变量名 CWORD【绝对地址】,/在程序存储器中定义字变量,#define 变量名 PBYTE【绝对地址】,/在外部RAM某页中定义字节变量,#include /预处理命令,#define 变量名 DBYTE【绝对地址】,/在内部RAM中定义字节变量,#define 变量名 DWORD【绝对地址】,/在内部RAM中定义字变量,#define 变量名 PWORD【绝对地址】,/在外部RAM某页中定义字变量,#define PA8155 XBYTE【

20、0 xdff1】 /定义8155A口,例：#include /包含宏定义文件absacc.h,/定义8155命令状态寄存器,#define PB8155 XBYTE【0 xdff2】 /定义8155B口,#define PC8155 XBYTE【0 xdff3】 /定义8155C口,#define COM8155 XBYTE【0 xdff0】,COM8155 = 3； /命令字写入8155命令寄存器,PA8155 = 0 xF7； / 0 xF7写入8155A口,PB8155 = 0 xFF； / 0 xFF写入8155B口,Unsigned char a； /定义无符号字符变量,a = PC

21、8155； /读8155C口，赋给变量a,3.3 运算符和表达式,算数运算符、逻辑运算符、位操作运算符、,条件运算符、逗号运算符、求字节数运算符、特殊运算符等,运算符:,表达式:,用算符和括号将运算对象连接起来并符合C语法规则的式子叫表达式,C运算符有优先级15级,见附录1,3.3.1 算数运算符和算数表达式,一、 算数运算符,（1） 加、减、乘、除都是双目运算符，具有左结合性,（2） % 求余运算符，双目，两个量都必须是整数,（3） + (取正)、- (取负)都是单目运算符，具有右结合性,（4） +(自增1)、- - (自减1)都是单目运算符，具有右结合性,+变量；- -变量； /先使变量加

22、1或减1，后使用变量,变量+ ；变量- - ； /先使用变量，后将变量加1或减1，,二、算数表达式 由算术运算符、括号将运算对象连起来的式子称为算术表达式。,3.3.2 位运算符和位运算,位运算符对数据进行按位运算，只能用于字符型和整型数据,一、按位与运算符 等价于 a=a+3,x * =y+8; 等价于 x=x*(y+8),x % = 3; 等价于 x=x%3,3.3.4 逗号运算符和逗号表达式,逗号，运算符的功能是把几个表达式连接起来,表达式1，表达式2，表达式3，表达式n,例：i = 0，j = 3;,功能：依次计算表达式的值,3.4 C51语句和结构化程序设计,3.4 .1 C51语句

23、和程序结构,顺序结构,选择结构,循环结构,3.4 .2 表达式语句、复合语句和顺序结构程序, int x，y，temp; temp=x; x=y; y=temp; ,顺序结构程序:,3.4 .3 选择语句和选择结构程序,一、关系运算符和关系表达式,关系运算符:,、 = 、 =、 !=、,关系表达式:,ab， (a + b)(c - d),关系表达式取值为1（当表达式为真时）,关系表达式取值为0（当表达式为假时）,1.逻辑与，格式： 条件式1 /表达式为关系表达式,注意：do-while语句先执行循环体，再求解表达式判断是否退出,例3.7 （ P5 9）,do-while语句执行过程见图3-1b

24、,三、for语句,语句一般形式：,for(表达式1;表达式2;表达式3)语句,注意：for语句相当于：,例3.8 （ P560）,for语句执行过程见图3-1c,for(循环变量赋初值;循环条件;循环变量赋修改) 语句,四、goto语句、break语句和continue语句,(1)Goto无条件转移语句,（2）break语句从循环体中跳出，终止循环,（3）continue语句用于循环体中，跳过本次循环中尚未执行的语句，继续下一次循环,3.5 C51的数组、结构和联合,数组,同类对象的集合，一种构造型变量。 数组中各元素的数据类型必须相同，元素的个数必须固定。 每个元素对应一个序号，各元素按下标

25、存取。,3.5.1 数组,一、一维数组 1.一维数组定义格式 数据类型 存储器类型 数组名 常量表达式 （1）数据类型指定数组中元素的类型； （2）存储器类型指定存放数组的存储器类型； （3）数组名是一个标识符； （4）方括号内德常量表达式指定数组元素的个数。 例3.9在外部RAM中定义一个存放20个学生成绩的数组 Unsigned char xdata student_score20,3.5 C51的数组、结构和联合,3.5.1 数组,数组,同类对象的集合，一种构造型变量,一、一维数组,1.一维数组定义格式,数据类型 存储器类型 数组名 常量表达式,例3.9在外部RAM中定义一个存放20个学

26、生成绩的数组,Unsigned char xdata student_score20,2.一维数组的引用,只能逐个引用数组中的的元素,例3.10上例中定义的学生成绩的数组， student_scorei代表相应学生的成绩，写出80分以上、60分-80分、60分以下成绩统计程序。,Unsigned char i=0, score_A=0, score_B=0, score_C=0,for (; i20, i+) ,if( student_scorei80) score_A+ /80分以上,else,if( student_scorei=60) score_B+ /60分以上,else score

27、_F+ /60分以下,3.一维数组初始化,（1）定义数组时给所有元素赋值,（2）定义数组时，只给部分元素赋值,Unsigned char a5=1,1,3 /a0 =1, a1 =2, a2 =3, a3 =a4=0,（3）定义数组时，使全部元素初值为0,char b5=0，0，0，0，0 或 char b5=0,二、二维数组,3.5.2 结构,结构也是一种构造类型数据，它把一些数据类型不同的相关变量结合在一起,一、定义结构类型,Struct 结构类型名 成员列表 ；,例：定义年月日的结构类型： Struct data unsigned char year unsigned char mont

28、h unsigned char day ；,二、定义结构类型变量,(1)先定义结构类型变量，再定义该类型变量，一般形式：,结构类型名【存储器类型说明】结构变量名表,struct data birth_day,works_day ;,例如：前面定义了struct data结构,再定义该类型变量,(2) 定义结构类型,同时定义结构变量，一般形式：,Struct 结构类型名 成员列表 变量名列表；,例 （ P63）,(3) 直接定义结构类型变量,在方法(2) 中省略了结构类型名,三、结构变量的引用,结构变量的成员只能一个一个引用,引用方法1：用结构变量名引用结构成员,例： birth_day.yea

29、r=1950 ;,引用方法2：用指向结构的指针引用结构成员,例： unsigned int *ptr ; ptr = ptr = 1950,3.5.3 联合,联合中的成员是几种不同类型的变量，他们共用一个存储区域，任意瞬间只能存取一个变量，即一个变量修改了，其它原来的值也消失了,一、定义联合类型和联合类型变量,* 类型和变量一起定义,* 先定义类型，后定义变量,union 联合类型名 成员列表 变量名表；,如果一个数据要用不同的表达方式，可以定义为一个联合类型变量，例如，有一个双字节系统状态字，有时按字节存取，有时按字存取，可以定义如下：,例： union status unsigned ch

30、ar status 2 ; /单字节 unsigned int status_val ; /双字节 io _status,sys _status ;,二、联合类型变量成员引用,变量名 . 成员,例： io _status . status_val = 0 x1234 ; io _status . status0 = 0 x80 ;,3.6 指 针,术语： 存放数据的地址称为指针,存放数据地址的变量称为指针变量,一、定义指针变量,基类型 存储器类型 * 存储器类型 指针变量名表；,例3.12 P65,3.6.2 指针变量的引用,一、取变量的地址赋给指针变量,取变量地址的运算符 /主函数和被调函数

31、在同一文件中,extern int max（intx,inty） ; /主函数和被调函数在不同一文件中,3.7.3 C51函数的参数传递,* 可用工作寄存器传递参数,* 也可用固定存储区传递参数,表3-4,表3-5,3.7.4 中断函数,一、中断函数的定义,中断函数的一般形式：,3.7.4 中断函数,C51提供以调用中断函数的方法处理中断，编译器在中断入口产生中断向量，当中断发生时，跳转到中断函数，中断函数以RETI指令返回。 一、中断函数的定义 C51用关键字interrupt和中断号定义中断函数，一般形式如： void 中断函数名( ) interrupt 中断号 using n 声明部分

32、 语句 ,中断函数无返回值，数据类型以void表示，也可缺省； 中断函数名为标识符，一般以中断名称表示，如timer()； 圆括号为函数标志，interrupt为中断函数的关键字； 中断号为中断在IE寄存器的使能位置，如： 0外部中断0 1定时/计数器T0 2外部中断1 3定时/计数器T1 4串行口中断 5定时/计数器T2 中断程序的现场保护和恢复由C51编译器自动产生； 选项using n,指定中断函数使用的工作寄存器区号，n=03。,二、中断函数举例 主程序和中断函数之间的信息交换一般通过全局变量实现 例3.17 T0中断函数 #include #define RELOADH 0 x3c

33、#define RELOADL 0 xbd unsigned int Tick_count; Timer0( ) interrupt 1 TR0=0; TH0=RELOADH; TL0=RELOADL; TR0=1; Tick_count+; ,三、不用的中断的处理 为了提高系统的可靠性，对于不使用的中断，编写一个空的中断函数，使之能通过指令RETI返回主程序。 extern0_ISR( ) interrupt 0 ,3.7.5 局部变量和全局变量,一、局部变量 在一个函数内部定义的变量，在本函数内有效在函数外无效，这类变量叫局部变量。 不同函数内使用的变量可以使用相同的名称。 二、全局变量

34、在函数外部定义的变量可以为多个函数共用，有效范围从定义变量处到文件结束，这类变量叫全局变量。 全局变量增加了函数之间的联系渠道，不过使用太多，使函数的移值性差。,3.7.6 变量的存储种类,指出变量的存储方式和作用域 一、auto动态变量 在函数内部定义的变量，在定义中如缺省存储种类则默认为动态变量，动态变量只有在函数被调用时，系统才给动态变量分配存储单元，函数执行结束时释放存储空间。 动态变量只能在函数内部使用。 二、static 静态变量 在函数内的变量定义中，用static指定存储种类，这种变量称为静态局部变量，静态局部变量在程序运行时始终占用存储单元，但只在函数内部使用，其作用是本次调

35、用函数时能使用上次调用后的变量值。 全局变量也是静态变量，始终占有存储单元，但可以为多个函数共用。,三、用extern声明外部变量 在函数外部定义的变量称为外部变量，如果在变量定义处之前使用该变量，必须用extern声明。 如果一个文件中使用另一个文件中的全局变量，在使用之前也应用extern 声明。 四、用 extern声明外部函数 一个文件使用另一个文件中的函数，也用extern声明是外部函数，例：extern int max (int x, int y)。,3.8 预处理命令、库函数3.8.1 预处理命令,预处理命令是在编译前预先处理的命令，编译器不能直接对他们处理。 一、宏定义 # define 1.不带参数的宏定义 用指定的标识符来代表一个字符序列，一般形式： # define 标识符 字符序列 #define为宏命令 标识符为宏名 字符序列为被代表的数字或字符序列 例： # define PI 3.1415926,2. 带参数的宏定义,预处理时，不但进行字符替换而且替换字符中的形参，一般形式：,# define 标识符（形参） 字