c51程序设计基础

公选课《单片机基础及应用》主讲：张宏伟一、C及C51语言概述二、C51基础知识三、C程序的规范化设计一、C及C51语言概述常用编程语言用什么语言最好？这主要取决于应用领域，每种语言都有自已的长处和不足。1）汇编语言和C语言在单片机及工控领域用较多。另外C语言也是一种通用语言，是学C++/c#的起点。2）C++系统编程等多个方面，最常用的编译器是VC。3）C#/Java网络编程方面新兴的。4）VB通用。C及C51语言的特点语言简洁，使用方便灵活。可移植性好。表达能力强。表达方式灵活。可进行结构化程序设计。可以直接操作计算机硬件。生成的目标代码质量高。什么是ANSICANSI就是美国国家标准协会（AmericanNationalStandardsInstitute）ANSIC就是美国国家标准协会制定的一个C语言的标准。单片机C语言和ANSIC的区别和联系“单片机C语言”通常和ANSIC间关系只是存在一个交集。也就是说，它们分别都存在着自己的特定内容。由于ANSIC是一般C的基础，所以某些“单片机C语言”可能会舍去部分ANSIC中的标准，以简化编译。但反过来，某些“单片机C语言”还会增加一些单片机特有的语言特性，以方便针对单片机的编程二、C51基础知识1、标识符2、关键字3、C51编译器所支持的数据类型4、C51对内部资源的定义5、常量6、变量7、数组8、运算符9、C51绝对地址访问10、C51的基本语句11、中断服务程序1、标识符标识符是用来标识源程序中某个对象的名字，这些对象可以是函数、变量、数组等。C语言对大小些敏感，如“Timer1”、“TIMER1”是完全不同定义的标识符。标识符由字符串、数字和下划线等组成，注意的是第一个字符必须是字母或下划线。标识符在命名时应当简单，含义清晰，这样有助于阅读理解程序。2、关键字关键字则是编程语言保留的特殊标识符，它们具有固定名称和含义，在程序编写中不允许标识符与关键字亦同。在KEILuVision2中的关键字除了有ANSIC标准的32个关键字外还根据51单片机的特点扩展了相关的关键字。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位标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内部数据存储器bdata存储器类型说明可位寻址的内部数据存储器idata存储器类型说明间接寻址的内部数据存储器pdata存储器类型说明分页寻址的外部数据存储器xdata存储器类型说明外部数据存储器code存储器类型说明程序存储器interrupt中断函数说明定义一个中断函数reentrant再入函数说明定义一个再入函数using寄存器组选择选择单片机的工作寄存器组_at_绝对地址说明为非位变量指定存储空间绝对地址small存储模式选择参数及局部变量放入可直接寻址的内部RAMcompact存储模式选择参数及局部变量放入分页外部数据存储区large存储模式选择参数及局部变量放入分页外部数据存储区关键字：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字节对象的地址bit位0或1sfr单字节0～255sfr16双字节0～65535sbit位0或13、KEILC51编译器所支持的数据类型1）char字符类型char类型的长度是一个字节，通常用于定义处理字符数据的变量或常量。unsignedchar：0～255。signedchar：字节中最高位字节表示数据的符号，“0”表示正数，“1”表示负数，负数用补码表示。所能表示的数值范围是-128～+127。unsignedchar常用于处理ASCII字符或用于处理小于或等于255的整型数。2）int整型int整型长度为两个字节，用于存放一个双字节数据。signedint：-32768～+32767unsignedint：0～655353）long长整型long长整型长度为四个字节，用于存放一个四字节数据。分有signedlong和unsignedlong4）float浮点型float浮点型在十进制中具有7位有效数字，是符合IEEE－754标准的单精度浮点型数据，占用四个字节。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。6）bit位标量C51编译器的扩充数据类型利用bit位标量可定义一个位标量，但不能定义位指针，也不能定义位数组。它的值是一个二进制位，不是0就是1，类似高级语言中的Boolean类型中的True和False。7）sfr特殊功能寄存器sfr也是一种扩充数据类型占用一个内存单元，值域为0～255。利用它可以访问51单片机内部的所有特殊功能寄存器。其用法：sfr特殊功能寄存器名=特殊功能寄存器地址常数；如sfrP1=0x90；/*定义P1I/O口，其地址90H*/。如用P1=255/*把FFH送入P1中（对P1端口的所有引脚置高电平）*/。8）Sfr1616位特殊功能寄存器sfr16占用两个内存单元，值域为0～65535。sfr16和sfr一样用于操作特殊功能寄存器，所不同的是它用于操作占两个字节的寄存器。用法：sfr16特殊功能寄存器名=特殊功能寄存器地址常数；如8052的T2定时器，可以定义为：sfr16T2=0xCC;/*这里定义8052定时器2，地址为T2L=CCH,T2H=CDH*/9）sbit可寻址位sbit是C51中的一种扩充数据类型，利用它可以访问芯片内部RAM中的可寻址位或特殊功能寄存器中的可寻址位。9）sbit可寻址位sbit的用法有三种：(1)sbit位变量名=位地址例如：sbitP1_1=0x91;(2)sbit位变量名=特殊功能寄存器名^位位置例如：sfrP1=0x90;sbitP1_1=P1^1;/*P1_1为P1中的P1.1引脚*/(3)sbit位变量名＝字节地址^位位置(位序号)例如：sbitP1_1=0x90^1;4、C51对内部资源的定义MCS-51内部资源定义函数是MCU中寄存器的地址映射。MCS-51单片机提供128字节的SFR寻址区，地址为80H~FFH，51单片机中，除了程序计数器PC和4组通用寄存器组之外，其他所有的寄存器均为SFR，并位于片内特殊寄存器区。这个区域可位寻址、字节寻址或字寻址，用来控制定时/计数器、I/O口、串行口等部件。特殊功能寄存器在C51语言中的声明，由几个关键字来完成。4、C51对内部资源的定义MCS-51单片机所有标准的寄存器的使用都是已经由C51头文件定义完成，编程人员可以直接使用符号的定义。在使用C51已定义的寄存器符号时，要用预编译命令#include将有关“头文件”包括到源文件中。4、C51对内部资源的定义Keil软件中提供实现此功能的头文件很多，如“reg51.h”、“reg52.h”、“AT89X51.H”、“AT89X52.H”等，可自行选型。使用MCS-51内部资源定义时要用到“reg51.h”文件，因此源文件开头应有以下预编译命令：#includereg51.h或#include”reg51.h”。思考：这两种格式有何不同？4、C51对内部资源的定义寻找头文件时候的路径顺序不同使用尖括号，先去找系统库目录使用分号，先去找当前目录为了更快的找到头文件，加快编译速度，建议：自定义头文件用引号系统头文件用尖括号例1：利用MCS-51单片机的P1引脚P1.0引接一只LED,送“0”点亮,送“1”灭。则要求点亮，程序如下：例1：利用MCS-51单片机的P1引脚P1.0引接一只LED,送“0”点亮,送“1”灭。则要求点亮，程序如下：#include“reg51.h”sbitP1_0=P1^0;voidmain(){P1_0=0;}main()函数：也称为主函数。C语言都是从main（）函数开始执行的。前面加了一个void是说明该函数是没有返回值的。#include代表的是加载头文件，头文件是C编译器中带的已经定义的函数的集合或自定义的一个函数的集合。程序中加载一个reg51.h的文件，那么打开reg51.h里边的内容是什么呢？如编码器在C盘下C51文件夹内，则REG51.h文件的路径是C:\Keil\C51\INC\reg51.h。例如：P1定义为sfrP1=0x90;上例中，符号P1（代表P1锁存器）已经在头文件“reg51.h”中有定义。P1_0表示P1.0引脚，它没有被事先定义好，所以需要使用sbit进行定义。注意：AT89X51.H头文件中有P1_0的位定义。例1：利用MCS-51单片机的P1引脚P1.0引接一只LED,送“0”点亮,送“1”灭。则要求点亮，程序如下：#includeat89X52.hvoidmain(){P1_0=0;}思考：如果点量8个灯，如何编程序。5、常量常量是在程序运行过程中不能改变值的量，而变量是可以在程序运行过程中不断变化的量。变量的定义可以使用所有C51编译器支持的数据类型常量的数据类型只有整型、浮点型、字符型、字符串型和位标量。5、常量1）整型常量整型常量可以表示为：十进制，如123、0、－89等。十六进制则以0x开头如0x34,-0x3B等。长整型就在数字后面加字母L，如104L等。5、常量2）浮点型常量：可分为十进制和指数表示形式。十进制由数字和小数点组成，如0.888,3345.345,0.0等，整数或小数部分为0，可以省略但必须有小数点。常量可用在不必改变值的场合，如固定的数据表，字库等。常量的定义方式有几种：#difineFalse0x0;//用预定义语句可以定义常量#difineTrue0x1;//这里定义False为0,True为1//在程序中用到False编译时自动用0替换，同理True替换为1unsignedintcodea=100;//这一句用code把a定义在程序存储器中并赋值constunsignedintc=100;//用const定义c为无符号int常量并赋值以上两句它们的值都保存在程序存储器中，而程序存储器在运行中是不允许被修改的，所以如果在这两句后面用了类似a=110，a++这样的赋值语句，编译时将会出错。6、变量变量就是一种在程序执行过程中其值能不断变化的量。要在程序中使用变量必须先用标识符作为变量名，并指出所用的数据类型和存储模式，这样编译系统才能为变量分配相应的存储空间。6、变量定义一个变量的格式如下：[存储种类]数据类型[存储器类型]变量名表在定义格式中除了数据类型和变量名表是必要的，其它都是可选项。存储种类是指变量在程序执行过程中的作用范围。存储种类有四种：自动（auto）,外部（extern）,静态（static）和寄存器（register），缺省类型为自动(auto)6、变量存储器类型的说明就是指定该变量在C51硬件系统中所使用的存储区域，并在编译时准确的定位。KEIL所能认别的存储器类型存储器类型说明地址data直接访问内部数据存储器（128字节),访问速度最快00H－7FHbdata可位寻址内部数据存储器（16字节），允许位与字节混合访问20H－2FHidata间接访问内部数据存储器（256字节），允许访问全部内部地址00H－FFHpdata分页访问外部数据存储器（256字节），用MOVX@Ri指令访问00H－FFHxdata外部数