chap4-MCS-51单片机-C51基础-2

单片机原理与应用--单片机C语言程序设计于瑞红201308主要内容汇编语言与C语言C51的基本元素C51的运算符和表达式C51语句和控制结构函数以MCS-51及其兼容的单片机为目标处理器的C语言称为C51。为什么要使用C语言例：编程实现：4772+4071=？汇编语言：（12A4H+0FE7H=？）•MOVA,#0A4H；被加数低8位→A•ADDA,#0E7H；加数低8位E7H与之相加，A=8BH，CY=1•MOV40H,A；A→(40H)，存低8位结果•MOVA,#12H；被加数高8位→AADDC•ADDCA,#0FH；加数高8位+A+CY，A=22H•MOV41H,A；存高8位运算结果C语言：unsignedintans=4772+4071;4.1汇编语言与C语言比较：C51程序结构简单，语句条数也少；产生的目标程序占用存储器大，程序执行速度较慢。汇编语言程序较复杂，指令条数也较多；产生的目标程序占用存储器少，程序执行速度快。用C51编写单片机程序时，需要根据单片机存储结构及内部资源定义相应的数据类型和变量，而标准的C语言不需要考虑这些问题。另外，C51包含的数据类型、变量存储模式、输入输出处理、函数等方面与标准的C语言也有一定的区别。其他的语法规则、程序结构及程序设计方法则与标准的C语言相同。C51与ANSIC的区别简单C51程序介绍【例4.1】如图所示，在P1.0口上接有一个LED发光二极管，要求让发光二极管发光。程序如下：#includereg51.hsbitP1_0=P1^0;voidmain(){P1_0=0;while(1);}程序的开始是一个文件包含处理。这段程序中包含的是reg51.h文件，以.h为后缀的称为头文件，该头文件的作用是把特殊功能寄存器中的符号和地址对应起来，这里主要是应用到P1这个符号，如果没有包含reg51.h文件，C51编译器不知道P1具体指什么，在编译过程中就会发生错误。给P1.0取名为P1_0，是通过编译器中增加的关键字sbit来定义\程序最后是主函数，每一个C51程序有且只有一个主函数，函数后面使用一对大括号“{}”，在“{}”中书写具体内容。【例4.2】如上图所示，要求P1.0口上接的LED发光二极管能闪烁发光。#includereg51.h#defineucharunsignedchar#defineuintunsignedintsbitP1_0=P1^0;voidMdelay(uintDelay);/*被调函数申明*/voidmain(void){for(;;){P1_0=!P1_0;//对P1_0取反Mdelay(1000);}}voidMdelay(uintDelay)//延时子程序，由Delay参数确定延时时间{uchari;for(;Delay0;Delay--){for(i=0;i124;i++){;}}}与上例相同宏定义，即用一个指定的标识符来代替一个字符串，如第二行用uchar来代替unsignedchar；函数申明，如果被调函数在主调函数后面，一般需要声明C51程序特点C51程序和C程序一样，也是由函数构成的。•一个C51程序至有且只有一个main函数，可以有零个或多个其他函数，因此函数是C51程序的基本单位。•main函数可以直接书写语句或者调用其他函数来实现功能，被调用的函数可以是编译器提供的库函数，也可以是用户根据需要编写的函数(如例4.2中的Mdelay函数)。•使用KeilC编写的任何程序都可以直接调用其提供的库函数，调用时只需要包含具有该函数的头文件即可。•KeilC提供了100多个库函数供用户直接使用。一个C51程序从main函数开始执行，不管main函数在什么位置。C51中字母区分大小写，如定义是sbitP1_0=P1^0，若后面写成P1_0，在编译时就会出现错误。C51书写自由，一行可以写几个语句，一个语句也能写在几行上。每个语句必须以分号结束。C51中的注释可以采用两种符号。第一种是“/*…*/”符号，从“/*”开始直到“*/”为止，中间的内容都是注释。第二种是“//”引导的注释语句，这种注释只对本行有效。C51的包含的头文件通常有:reg51.hreg52.hmath.hctype.hstdio.hstdlib.habsacc.h常用有:reg51.hreg52.h（定义特殊功能寄存器和位寄存器）；math.h（定义常用数学运算）；4.2C51基本元素4.2.1常量常量：在程序运行过程中其值保持固定不变的量。常量分为数值常量和符号常量。使用符号常量可以增加程序的可读性。但是，应该先定义，后使用。符号常量采用宏指令#define定义，格式如下：#define常量名常量值例如采用如下指令定义PI，在其后程序中，所有出现PI的地方，编译程序都会将PI编译成3.1416，相当于汇编语言伪指令“EQU”的功能。#definePI3.14164.2.2变量变量：在程序运行过程中其值可变的量。注：定义变量时，数据类型和变量名表是必须的，存储种类和存储器类型是可选的。存储种类有4种：自动（auto）、外部（extern）、静态（static）和寄存器（register），缺省存储种类为自动。数据类型分为基本数据类型和复杂数据类型，复杂数据类型由基本数据类型构造而成，如：数组、结构体等。变量由变量名和变量值组成。C51中变量定义格式如下：[存储种类]数据类型[存储器类型]变量名表；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1．auto：使用auto定义的变量称为自动变量，其作用范围在定义它的函数体或复合语句内部，自动变量一般分配在内存的堆栈空间中。定义变量时，如果省略存储种类，则该变量默认为自动(auto)变量。2．extern：使用extern定义的变量称为外部变量。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。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。存储种类3．static：使用static定义的变量称为静态变量。它又分为内部静态变量和外部静态变量。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，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。外部静态变量是在函数外部定义的静态变量。作用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。4．register：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。数据类型数据类型长度值域unsignedchar单字节0～255signedchar单字节-128～127unsignedint双字节0～65535signedint双字节-32768～32767unsignedlong四字节0～4294967295signedlong四字节-2147483648～2147483647float四字节1.175494E-38～3.402823E+38*1～3字节对象地址sfr单字节0～255sfr16双字节0～65535sbit位0或1bit位0或1sfr/sfr16类型在C51中，允许用户对特殊功能寄存器进行访问，访问时须通过sfr或sfr16类型说明符进行定义，定义时须指明它们所对应的片内RAM单元的地址。格式如下：sfr或sfr16特殊功能寄存器名=地址；sfr用于对89C51单片机中单字节的特殊功能寄存器进行定义，sfr16用于对双字节特殊功能寄存器进行定义。特殊功能寄存器名一般用大写字母表示。地址一般用直接地址形式，具体特殊功能寄存器地址见前面内容。sbit类型主要用于访问可位寻址的特殊功能寄存器中的某个位，其定义格式为：sbit变量名=位地址；sbit变量名=SFR地址^位序号；sbit变量名=sfr变量^位序号；sbit变量名=sfr16变量^位序号例：定义sbit类型的变量sfrP0=0x80；sbitP0_0=0x80;sbitP0_1=P0^1;sbitP0_2=0x80^2;bit类型定义位变量，可以为变量赋值，但不能指定变量的地址。位变量总数不能超过128个。其定义格式为：bit变量名=变量值例：定义bit变量类型bitred；bitgreen=1；存储器类型code:变量存放在程序存储器中；由操作码MOVC@A+DPTR访问。data:变量只能存放在片内RAM的低128字节中（00H~7FH），可直接访问，存取速度最快。idata：变量放在整个内部RAM区（00-FFH），只能用间接寻址方式访问。bdata：变量放在可位寻址的内部RAM区（20H-2FH），bdata型变量必须定义为全局变量。pdata：变量只能放在外部RAM的当前页（256字节）区，只能间接寻址，用MOVX@Ri指令访问（高8位地址由P2输出）。xdata：变量可存放在整个64k的外部RAM区（0000H-FFFFH），存取速度最慢。用MOVX@DPTR指令访问。通常把访问的比较频繁的变量放在内部数据存储区中，把不常用的变量放在外部数据存储区中。存储类型所在存储区访问方式间接访问地址位数code程序存储区间接16data内部RAM低128字节直接或间接8idata内部RAM间接8bdata内部RAM可位寻址区直接或间接8xdata片外RAM区间接16pdata片外RAM区的当前页间接8存储模式在变量定义中，存储器类型是可选项，如果缺省存储器类型，编译系统按存储模式SMALL、COMPACT或LARGE所规定的默认存储器类型确定变量的存储区域。1．SMALL模式：小编译模式。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：紧凑编译模式。编译时，函数参数和变量被默认在片外RAM的当前页256字节空间，存储器类型为pdata。3．LARGE模式：大编译模式。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。存储模式的指定通过#pragma预处理命令来实现。如果没有指定，则系统都隐含为SMALL模式。例：#pragmasmall#pragmacompact#pragmalarge4.3运算符和表达式运算符是完成某种特定运算的符号。表达式是由运算符和运算对象组成的，符合语法规则，且具有特定含义的式子。在表达式后面加一个“；”构成一个表达式语句。运算符按其功能可分为：赋值运算符、算术运算符、增减量运算符、关系运算符、逻辑运算符、位运算符、复合运算符、逗号运算符。运算符按运算对象个数可分为单目运算符、双目运算符和三目运算符。4.3.1赋值运算符C51中赋值运算符是“＝”，赋值语句的格式如下：变量＝表达式；该语句先计算右边表达式的值，再将该值赋给左边的变量。例如：X＝9*8；X的值为72。4.3.2算术运算符算术表达式的格式如下：表达式1算术运算符表达式2运算符功能举例＋加或取正19+23、+7－减或取负56－41、－9*乘13*15/除5/10＝0、5.0/10.0＝0.5％取余9％5＝44.3.3增减运算符增减运算符是单目运算符，它对运算对象加1或减1操作后回存至自身。增减运算符运算对象只能是变量，不能是常数或表达式。++i：i自增1后再参与其他运算(先加)；--i：i自减1后再参与其他运算(先减)；i++：i参与运算后，i的值再自增1(后加)；i--：i参与运算后，i的值再自减1(后减)。4.3.4关系运算符关系运算符用于判断某个条件是否满足，条件满足结果为1，条件不满足结果为0。C51支持的关系运算符有：（大于）、（小于）、=（大于等于）、=（小于等于）、==（