单片机C51语言及程序设计.ppt

单片机单片机C51C51语言基础语言基础及及C51C51程序设计程序设计主要内容：主要内容： C51C51语言概述语言概述 C51C51的标识符与关键字的标识符与关键字 C51C51的变量及数据类型的变量及数据类型 C51C51的运算符及表达式的运算符及表达式 C51C51的程序结构的程序结构 C51C51开发环境开发环境 C51C51编程实例编程实例一、一、C51C51语言概述语言概述单片机单片机C51C51语言是语言是ANSI CANSI C的扩展。的扩展。C51C51语言除了具有语言除了具有C C语言的优点外，同时具有汇编语言语言的优点外，同时具有汇编语言的硬件操作能力。的硬件操作能力。运行于单片机平台，支持的微处理器种类繁多，可移运行于单片机平台，支持的微处理器种类繁多，可移植性好。对于兼容的植性好。对于兼容的80518051系列单片机，只要将一个硬系列单片机，只要将一个硬件型号下的程序稍加修改，甚至不加改变，就可移植件型号下的程序稍加修改，甚至不加改变，就可移植到另一个不同型号的单片机中运行。到另一个不同型号的单片机中运行。具有高级语言的特点，尽量减少底层硬件寄存器的操具有高级语言的特点，尽量减少底层硬件寄存器的操作。作。单片机单片机C51C51语言提供了完备的数据类型、运算符及函数语言提供了完备的数据类型、运算符及函数供使用。供使用。C51C51语言代码执行的效率方面十分接近汇编语言，且比语言代码执行的效率方面十分接近汇编语言，且比汇编语言的程序易于理解，便于代码共享。汇编语言的程序易于理解，便于代码共享。 二、二、C51C51的标识符与关键字的标识符与关键字 标识符即特定的字符或字符串，用来给变量、函数、符号常量、自定义类型等命名。用标识符给C语言程序中各种对象命名时，要用字母、下划线和数字组成的字符序列，并要求首字符是字母或下划线，不能是数字。字母的大小写是有区别的。 通常下划线开头的标识符是编译系统专用的，因此在编写C语言源程序时一般不使用以下划线开头的标识符，而将下划线用作分段符。C51编译器规定标识符最长可达255个字符，但只有前32个字符在编译时有效，因此标识符的长度一般不要超过32个字符。 关键字是一种已被系统使用过的具有特定含义的标识符。用户不得再用关键字给变量等命名。C语言关键字较少，ANSI C标准一共规定了32个关键字，见表关键字用途说明auto存储种类说明用以说明局部变量，缺省值为此break程序语句退出最内层循环case程序语句Switch语句中的选择项char数据类型说明单字节整型数或字符型数据const存储种类说明在程序执行过程中不可更改的常量值continue程序语句转向下一次循环default程序语句Switch语句中的失败选择项do程序语句构成 dowhile循环结构double数据类型说明双精度浮点数else程序语句构成 ifelse选择结构enum数据类型说明枚举类型extern存储种类说明在其他程序模块中说明了的全局变量float数据类型说明单精度浮点数for程序语句构成for循环结构goto程序语句构成goto转移结构ANSI C语言的关键字if程序语句构成 ifelse选择结构int数据类型说明基本整型数long数据类型说明长整型数register存储种类说明使用CPU内部寄存器的变量return程序语句函数返回short数据类型说明短整型数signed数据类型说明有符号数，二进制数据的最高位为符号位sizeof运算符计算表达式或数据类型的字节数static存储种类说明静态变量struct数据类型说明结构类型数据switch程序语句构成Switch选择结构typedef数据类型说明重新进行数据类型定义union数据类型说明联合类型数据unsigned数据类型说明无符号数数据void数据类型说明无类型数据volatile数据类型说明该变量在程序执行中可被隐含地改变while程序语句构成while和dowhile循环结构Keil C51Keil C51编译器除了有编译器除了有ANSI CANSI C标准的标准的3232个关键字外，还根据个关键字外，还根据5151单片机的特点扩单片机的特点扩展了相应的关键字。在展了相应的关键字。在Keil C51Keil C51开发环境的文本编辑器中编写开发环境的文本编辑器中编写C C程序，系统可程序，系统可以把保留字以不同的颜色显示，缺省颜色为蓝色。下表为以把保留字以不同的颜色显示，缺省颜色为蓝色。下表为Keil C51Keil C51编译器扩展编译器扩展的关键字。的关键字。关键字用途说明bit位标量声明声明一个位标量或位类型的函数sbit位变量声明声明一个可位寻址变量sfr特殊功能寄存器声明声明一个特殊功能寄存器（8位）sfr16特殊功能寄存器声明声明一个16位的特殊功能寄存器data存储器类型说明直接寻址的8051内部数据存储器bdata存储器类型说明可位寻址的8051内部数据存储器idata存储器类型说明间接寻址的8051内部数据存储器pdata存储器类型说明“分页”寻址的8051外部数据存储器xdata存储器类型说明8051外部数据存储器code存储器类型说明8051程序存储器interrupt中断函数声明定义一个中断函数reentrant再入函数声明定义一个再入函数using寄存器组定义定义8051的工作寄存器组1. C51的变量的变量 在程序执行过程中，数值可以发生改变的量称为变量变量。 变量名与存储单元地址相对应，变量值与存储单元的内容相对应。例如三、三、C51C51的变量及数据类型的变量及数据类型【存储类别存储类别】数据类型数据类型【存储器类型存储器类型】 变量名变量名（标准C）（标准C）* 括号项可以缺省（但需有缺省值）C51变量定义的四要素:（C51特有）（标准C+C51）【存储类别存储类别】数据类型数据类型【存储器类型存储器类型】变量名变量名共有四个说明符：1、auto（自动型）变量的作用范围在定义它的函数体或语句块内。执行结束后，变量所占内存即被释放。2、extern（外部型） 在一个源文件中被定义为外部型的变量，在其它源文件中需要通过extern说明方可使用。3、static（静态型） 利用static可使变量定义所在的函数或语句块执行结束后，其分配的内存单元继续保留。4、register（寄存器型） 将变量对应的储存单元指定为通用寄存器，以提高程序运行速度。缺省存储种类为auto (自动)型变量数据的不同格式叫做数据类型 * 有符号数类型可以忽略signed标识符标准C语言的数据类型【存储类别存储类别】数据类型数据类型 【存储器类型存储器类型】变量名变量名C51扩充扩充数据类型：bit、sfr或sfr16、sbit bit 型型关键词bit用于定义一个位变量个位变量，语法规则：bit bit_name = 0或1;例如：bit door = 0 ; /定义一个叫door的位变量且初值为0标准C的变量定义举例： int a = 5 ; /定义一个初值为5的整形变量a 语法规则：int int_name = 常数; 注意注意：上述变量的物理地址是由编译器分配的 sfr或或sfr16型型关键词sfr或sfr16用于定义SFR字节地址变量字节地址变量，语法规则： sfr 或 sfr16 sfr_name = 字节地址字节地址常数;51MCU中有21个SFR，如何定义与这些单元相关的变量？例如，sfr P0 = 0 x80; /定义P0口地址80Hsfr PCON = 0 x87; /定义PCON地址87H sfr16 DPTR=0 x82; /定义DPTR的低端地址82H注意注意：SFR字节地址变量的物理地址是由MCU资源决定的sbit型型部分SFR具有位地址，如何定义与这些位地址相关的变量？CYACF0RS1RS0OVF1PCYACF0RS1RS0OVF1PCYACF0RS1RS0OVF1PCYCYACACF0F0RS1RS1RS0RS0OVOVF1F1P PD07D7HD6HD5HD4HD3HD2HD1HD0HD0HD0HPSWPSWD06D05D04D03D02D01D00绝对位地址绝对位地址相对位地址相对位地址字节地址两种位地址表达形式：绝对位地址、相对位地址 1）将SFR的绝对位地址绝对位地址定义为位变量名sbit bit_name = 位地址常数;例如， sbit CY = 0 xD7; 3）将SFR的相对位位置相对位位置定义位变量名 sbit bit_name = sfr_name 位位置;例如， sbit CY = PSW7; 2）将SFR的相对位地址相对位地址定义为位变量名sbit bit_name = sfr字节地址 位位置; 例如， sbit CY = 0 xD07; 关键词sbit用于定义SFR位地址位地址变量变量，三种定义形式：C51编译器在头文件“REG51.H”中定义了全部sfr/sfr16和sbit变量。用一条预处理命令#include 把这个头文件包含到C51程序中，无需重新定义即可直接使用它们的名称。应用举例：【存储类别存储类别】数据类型数据类型【存储器类型存储器类型】变量名变量名 51单片机的 三个逻辑存储空间：片内数据存储器，片外数据存储器和程序存储器。建立C51存储类型存储类型与存储空间存储空间的对应关系data区code区xdata区bdata区pdata区idata区C51的存储类型与存储空间对应关系表 SMALL系统COMPACT系统LARGE系统编译模式编译模式三种编译模式分别对应于三种缺省存储类型缺省存储类型：【存储类别存储类别】数据类型数据类型【存储器类型存储器类型】变量名变量名C51编译器可根据当前采取的编译模式自动认定默认的存储类型约定约定：若无特殊声明，一般均为“SMALL编译模式”变量名可以由字母、数字和下划线三种字符组成，且第一个字符必须为字母或下划线，变量名长度随编译系统而定。 变量名具有字母大小写的敏感性，如SUM和sum代表不同的变量。【存储类别存储类别】数据类型数据类型【存储器类型存储器类型】变量名变量名变量名不得使用标准C语言和C51语言的关键字。unsigned char data system_status = 0; /定义system_status为无符号字符型自动变量，该变量位于data区中且初值为0。 变量定义举例变量名为system_status位于片内RAM区无符号字符型自动型初值为零unsigned char bdata status_byte; unsigned int code unit_id2=0 x1234, 0 x89ab; static char m, n; /定义status_byte为无符号字符型自动变量，该变量位于bdata区/定义unit_id2为无符号整型自动变量，该变量位于code区中，是长度为2的数组，且初值为0 x1234和0 x89ab。/定义m和n为2个位于data区中的有符号字符型静态变量。2. C51的指针的指针 定义了一个指向由“数据类型”说明的变量的指针变量;被指向变量和指针变量位于C编译器默认的内存区域中。标准C语言指针的一般定义形式为： 数据类型数据类型 *指针变量名；指针变量名；例如： int a =A; int *p1= &a;表示：p1是一个指向int型变量的指针变量p1的值是int型变量a的地址a和p1两个变量都位于C编译器默认的内存区域中 在C51里定义指针，需要额外说明两个问题： 1）指针变量自身位于哪个存储区域? 2）被指向变量位于哪个存储区中？C51指针的一般定义形式： 数据类型数据类型 【存储类型存储类型1】 * 【存储类型存储类型2】 指针变量名；指针变量名；数据类型数据类型被指向变量的数据类型，不能缺省存储类型存储类型1被指向变量所在的存储区类型，缺省时根据该变量的定义 语句确定 存储类型存储类型2指针变量所在的存储区类型，缺省时根据C51编译模式的