单片机与嵌入式系统5.ppt

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1、2023/9/7,单片机与嵌入式系统,5 用C语言设计51程序,5.1 C51语言特点 C51吸取了汇编语言的精华 提供了对位、字节及地址的操作，使程序可以直接对内存及指定寄存器进行控制；吸取了宏汇编技术中的某些灵活的处理方法，提供宏代换#define和文件蕴含#include的预处理命令；C51继承和发扬了高级语言的长处 C51 的可移植性好 生成的代码质量高目前使用C51开发系统最流行的是Keil C51软件平台,2023/9/7,单片机与嵌入式系统,5.2 标识符与关键字,C51的标识符 C51的标识符基本同标准的C语言C51的关键字C51的关键字有ANSI C标准的关键字，见表5-1所

2、示；C51扩展的关键字，见表5-2所示(这里略）。,2023/9/7,单片机与嵌入式系统,5.3 C51程序设计的基本规则,5.3.1 数据类型与存储模式一、C51数据类型,2023/9/7,单片机与嵌入式系统,无符号型（unsigned）、有符号型（signed）二、对C51变量的字节长度说明 char 占用1个字节;int 占用2个字节;long int 占用4个字节;float 占用4个字节;*占用1到3字节(地址);bit 占用1位(0或1);sfr 占用1个字节(特殊功能寄存器);sfr16 占用2个字节(特殊功能寄存器);sbit 占用1位(定义位用);,2023/9/7,单片机与

3、嵌入式系统,三、变量与数据存储模式存储种类 数据类型 存储器类型 变量名表；变量的存储种类有四种：自动（auto）、外部（extern）、静态(static)和 寄存器（register）。如果省略了存储种类选项，则该变量为自动（auto）变量。,2023/9/7,单片机与嵌入式系统,对51存储器的类型说明（见表5-3）【在变量前加类型说明】(1)类型说明符 DATA 寻址片内低128字节,速度最快(MOV);BDATA 寻址片内20H-2FH的单元(bit 位);IDATA 间接寻址片内256字节(MOV Ri);PDATA 页寻址外部RAM(MOVX Ri);XDATA 寻址外部64KRA

4、M(MOVX DPTR);CODE 寻址代码(程序)区(MOVC A+DPTR);,2023/9/7,单片机与嵌入式系统,（2）举例说明unsigned char data k,t,p;/定义了k,t,p为无符号字符data 变量;unsigned int k1,k2;/data 可省略/定义了k1,k2为无符号整型data 变量;int idata y110;/定义了y1为整型数组;unsigned char bdata z1,z2;/定义了z1,z2为可位寻址的字符变量unsigned char pdata e1,e2;/定义了e1,e2为页寻址的变量dube xdata b30;/定义了

5、变存在外部RAM中,2023/9/7,单片机与嵌入式系统,unsigned char code f_tab10;/定义了f_tab 为代码内的常数f_tab=0 x3f,0 x06,0 x5b,0 x4f,0 x66,0 x6d,0 x7d,0 x07,0 x7f,0 x67;/这时公阴极数码管的显示代码(MOVC A,A+DPTR)例如,要显示“4,5”;#define sz_cps XBYTE0 x1fff/定义外部存储器的口#define sz_cpg XBYTE0 x3fff/定义外部存储器的口 sz_cps=f_tab4;/显示4 sz_cpg=f_tab5;/显示5,2023/9/

6、7,单片机与嵌入式系统,四、数据存储模式 存储模式决定了变量的默认存储类型、参数传递区和无明确存储类型说明的变量的存储类型。如果在变量定义时略去存储类型标志符，则编译器会自动选择默认的存储类型。默认的存储类型进一步由：SMALL，COMPACT和LARGE存储模式指令限制。三种存储模式的含义，见表5-4所示。SMALL：（低128字节.);COMPACT:(分页片外存储器(最大256字节，默认的存储类型是pdata);LARGE:(最大64K，默认的存储类型是xdata);,2023/9/7,单片机与嵌入式系统,例如，static unsigned char data x；/*在片内数据存储器

7、中定义一个静态无符号字符型变量 x*/int y；/*定义一个自动整型变量y，它的存储器类型由编译模式确定*/char data var1；/*在data区定义字符型变量var1*/int idata var2；/*在idata区定义整型变量var2*/int a=5；/*定义变量a，同时赋以初值5，变量a由编译模式确定默认存储区*/char code var3=“Very Good!”；/*在code区定义字符串数组rar3*/char xdata*px；/*在xdata区定义一个指向对象类型为char的指针px，指针px自身在默认存储区（由编译模式确定），长度为2字节（00 xFFFF)*

8、/,2023/9/7,单片机与嵌入式系统,Char xdata*data pdx；/*除了指针明确定位于内部数据存储器区(data)之外，与上例完全相同，由于指定了存储器类型，所以与编译模式无关*/extern bit data p_numb；/*在data区定义一个外部位变量*/,2023/9/7,单片机与嵌入式系统,5.3.2 对硬件主要资源的定义一、sfr 定义方法 sfr 特殊功能寄存器名=地址常数；例如，sfr P0=0 x80；/定义了I/O口P0，其地址为80Hsfr P1=0 x90；/定义了I/O口P1，其地址为90H（可参考Keil C51 中的reg51.h 各个定义）,

9、2023/9/7,单片机与嵌入式系统,如：含头文件#include或#include 在reg51中,已经宏定义了所有寄存器。如：/*BYTE Register*/用到了：srf sfr P0=0 x80;sfr P1=0 x90;sfr P2=0 xA0;sfr P3=0 xB0;sfr PSW=0 xD0;sfr ACC=0 xE0;sfr B=0 xF0;sfr SP=0 x81;sfr DPL=0 x82;sfr DPH=0 x83;sfr PCON=0 x87;sfr TCON=0 x88;sfr TMOD=0 x89;sfr TL0=0 x8A;sfr TL1=0 x8B;sfr

10、TH0=0 x8C;sfr TH1=0 x8D;sfr IE=0 xA8;sfr IP=0 xB8;sfr SCON=0 x98;sfr SBUF=0 x99;sfr AUXR=0 x8e;,2023/9/7,单片机与嵌入式系统,二、sfr16定义方法sfr16 特殊功能寄存器名=地址常数；如，对于8052单片机的定时器T2，可采用如下的方法来定义。sfr16 T2=0 xCC；/*定义timer2，其地址为T2L=0 xCC，T2H=0 xCD*/三、sbit 定义方法（1）sbit 位变量名=位地址；如：sbit OV=0 xD2；/定义了PSW中的溢出标志sbit CY=0 xD7；/定

11、义了PSW中的进位标志sbit clk=0 x91；/定义了P1.1口信号线,2023/9/7,单片机与嵌入式系统,（2）sbit 位变量名=特殊功能寄存器名位位置如：sfr PSW=0 xD0；/定义了状态寄存器名为PSW，其地址为 D0Hsfr P1=0 x90；/定义了I/O口P1，其地址为90Hsbit OV=PSW2；/定义了PSW中的（第2位）为溢出标志sbit CY=PSW7；/定义了PSW中的（第7位）为进位标志sbit clk=P11；/定义了P1中的（第1位）为信号线（3）sbit 位变量名=字节地址位位置如：sbit OV=0 xD02；/定义了0 xD0中的（第2位）为

12、溢出标志sbit CY=0 xD07；/定义了0 xD0中的（第7位）为进位标志sbit clk=0 x901；/定义了0 x90中的（第1位）为I/O口信号线,2023/9/7,单片机与嵌入式系统,（4）sbit 位变量名=“可位寻址对象”位位置8051单片机内部0 x200 x2F可位寻址区时，称之“可位寻址对象”如，int bdata inumb；/*在位寻址区定义一个整型变量 inumb*/char bdata bary4；/*在位寻址区定义一个数组字符 bary4*/sbit mybit0=inumb0；/整型变量的第0位（共16位）sbit mybit15=inumb15；/整型变

13、量的第15位sbit ary07=bary07；/第1个字节中的第7位sbit ary37=bary37；/第4个字节中的第7位,2023/9/7,单片机与嵌入式系统,四、bit 定义方法利用bit只能定义一个普通的位变量，取值0或1。（定义的变量在8051的20H-2F字节中）如，“bit a，b，c”，表示定义了三个位变量a、b、c。这三个位变量应位于8051内部00H7FH中的某三位。,2023/9/7,单片机与嵌入式系统,五、对片外地址的定义方法 使用#define宏定义如，#include/XBYTE的头文件#define PORTA XBYTE0 x8000/*将PORTA定义为外

14、部I/O口，地址为0 x8000，长度为8位*/使用地址定位 _at_ 定义如，unsigned char xdata x_data _at_ 0 x50；/*这是以0 x50开头的外部地址，是无符号字符变量数组x_data的起址*/unsigned char xdata Y0 _at_ 0X1000；/*这是以0 x1000开头的外部地址，是无符号字符变量Y0的起址*/unsigned char xdata x_data0 x40 _at_ 0 x50;/这是以0 x50开头的外部地址空间为0 x40个,2023/9/7,单片机与嵌入式系统,使用指针变量操作外部地址 如：unsigned c

15、har xdata*px;/定义了外部存储器的指针变量px=0 x1000;/给指针变量赋地址*px=0 x55;/给外部1000h写入0 x55六、对片内地址的定义方法 对于片内具体地址的定义可以采用指针变量 如：unsigned char idata*px;/定义了外部存储器的指针变量px=0 x90;/给指针变量赋地址*px=0 x66;/给内部90h写入0 x66,2023/9/7,单片机与嵌入式系统,5.3.3 C51的运算符与表达式,一、赋值运算符(一)赋值运算与表达式 变量=表达式；（二）赋值的类型转换规则 当“”两侧的类型不一致时，系统自动将右边表达式的值转换成左侧变量的类型，

16、再赋给该变量。,2023/9/7,单片机与嵌入式系统,二、c51的算数运算（1）基本的算数运算符 C51最基本的算术运算符有五种见下表。,2023/9/7,单片机与嵌入式系统,（2）自增和自减运算符 为自增运算符，为自减运算符。三、C51的关系运算符 关系运算又称为比较运算，C51提供了六种关系运算符见下表所示。,2023/9/7,单片机与嵌入式系统,四、C51的逻辑运算符 逻辑运算是对变量进行逻辑与、或及非三种运算。C51提供三种逻辑运算符如下表所示。,2023/9/7,单片机与嵌入式系统,五、C51的位运算符 能对运算对象进行按位操作是C51的一大特点，正是由于这一特点，使C51具有了汇编

17、语言的一些功能，从而使C51能对硬件直接进行操作。C51提供了六种位运算如下表所示。,2023/9/7,单片机与嵌入式系统,例如：y1=y2&y3；/*两个字符或整数按位进行逻辑与运算*/y1=y2|y3；/*两个字符或整数按位进行逻辑或运算*/y3=y1 y2；/*两个字符或整数按位进行逻辑异或运算*/y1=y1；/*一个字符或整数按位进行逻辑非运算*/y1=xy3；/*一个字符或整数按位进行逻辑右移运算*/,2023/9/7,单片机与嵌入式系统,六、复合赋值运算符 在赋值运算符“=”前面加上其它运算符，就构成了所谓复合赋值运算符，如下表所示。,2023/9/7,单片机与嵌入式系统,例如：a

18、3；/等价于aa3 x*y+8；/等价于xx*（y+8）c*ab；/等价于cc*（ab）a&b；/等价于aa&b a4；/等价于aa4,2023/9/7,单片机与嵌入式系统,七、指针和地址运算符 为了表示指针变量和它所指向的变量地址之间的关系，C语言提供了两个专门的运算符：*（取内容）&（取地址）取内容和取地址运算的一般形式分别为：变量=*指针变量/取内容 指针变量=&目标变量/取地址,2023/9/7,单片机与嵌入式系统,5.4 C51基本语句,5.4.1 说明与表达式语句 说明语句用来说明变量的类型和初值。例如：int sun=0；/把sum说明为整型变量，并赋初值为0。foalt t；/

19、把t说明为浮点型变量 sfr P1=0 x90；/把P1说明为一个口地址变量 sbit BUSY=P33；/把BUSY说明为一个位地址变量 bit sixth；/把sixth说明为一个位变量,2023/9/7,单片机与嵌入式系统,5.4.2 复合语句 复合语句的一般形式为：局部变量定义；语句1；语句2；语句n；,2023/9/7,单片机与嵌入式系统,5.4.3 条件语句（1）if（条件表达式）语句（2）if（条件表达式）语句1 else 语句2（3）if（条件表达式1）语句1 else if（条件表达式2）语句2 else if（条件表达式3）语句3 else if（条件表达式4）语句n el

20、se 语句m,2023/9/7,单片机与嵌入式系统,5.4.4 开关与跳转语句一、开关语句 switch（变量或表达式）case 常量表达式1：语句1；break；case 常量表达式2：语句2；break；case 常量表达式n：语句n；break；default:语句n+1；,2023/9/7,单片机与嵌入式系统,二、跳转语句（一）break语句（二）continue语句（三）goto语句 goto语句是一种无条件转移语句，goto语句的使用格式为：goto 标号；5.4.5 循环语句 C51提供三种基本的循环语句：for语句、while语句和do-while语句。,2023/9/7,单片

21、机与嵌入式系统,一、for循环语句构成for循环语句的一般形式为：for（初始设定表达式；循环条件表达式；更新表达式）语句；二、while循环语句 while语句构成循环结构的一般形式为 while（条件表达式）语句；三、do-while循环语句do-while循环语句结构的一般形式为：do 语句；while(条件表达式)；,2023/9/7,单片机与嵌入式系统,5.4.6 函数调用语句与返回语句一、函数调用语句 如：printf(“how are you”)；/C51库中的函数 k=com_getchar()；/这是一个能返值的函数二、返回语句 返回语句用于终止函数的执行，并控制程序返回到调用该函数时所处的位置。返回语句有两种形式：（1）return(表达式)（2）return,2023/9/7,单片机与嵌入式系统,5.5 函数,5.5.1 函数的定义 函数的定义的一般形式为：函数类型 函数名（数据类型 形式参数；数据类型 形式参数）局部变量定义 函数体语句；,2023/9/7,单片机与嵌入式系统,5.5.2 函数的调用 函数调用的一般形式为：函数名（实际参数表）5.5.3 main函数 一般其结构是：void main(void)局部变量定义 函数体语句；,