第3章_C51语言编程基础

第3章C51语言编程基础1）机器语言定义：处理器能直接执行的二进制代码特点：效率高、但不易于使用10110110000000001011010100000000ADDA，#193.1编程语言KeilC51简介1、编程语言2）汇编语言定义：以助记符的形式表示机器语言特点：速度快、体积小、但依赖于硬件体系3）高级语言独立于机器、面向过程的、接近于人的自然语言。语言：FORTRAN、C语言特点：与硬件无关、易于交流和使用、运行效率低X=X+1;编译器链接器X=X+1;…………程序员1001001010110010……高级语言程序机器码单片机如何执行程序指令？KeilC51语言是在标准C的基础上，针对51单片机的硬件特点进行扩展，并向51单片机上移植的高效、简洁的实用高级语言。与汇编语言相比的特点：（1）可读性好。（2）可模块化开发。（3）可移植性好。（4）生成的代码效率较低。2、KeilC51语言简介对于51单片机，目前广泛使用的是KeilC51语言，简称C51语言。3、C51与标准C的区别（1）库函数的不同。例如库函数printf和scanf，在标准C中，这两个函数通常用于屏幕打印和接收字符，而在KeilC51中，主要用于串行口数据的收发。（3）C51的变量存储模式与标准C中的变量存储模式不一样。标准C是在通用计算机中只有一个程序和数据统一寻址的内存空间。51单片机存储区可分为内部数据存储区、外部数据存储区以及程序存储区。（4）标准C语言没有处理单片机中断的方法。C51中有专门处理中断的中断函数。（2）数据类型有一定的区别。在标准C的基础上又扩展了4种类型。（5）头文件的不同。51头文件把单片机内部的硬件资源如定时器、中断、I/O等所相应的功能寄存器写入头文件内。（6）程序结构的差异。由于51单片机硬件资源有限，编译系统不允许太多的程序嵌套。其次，C51语言不支持标准C的递归特性。4、KeilC51的开发工具———KeilμVision3KeilμVision3是德国Keilsoftware公司开发的C51语言开发软件。这个软件集成了文件编辑处理、编译链接等功能。3.2C51语言程序设计基础1、数据类型与存储类型1）数据类型2）C51扩展的数据类型（4种扩展的数据类型）（1）位变量bitbit的值可以是1（true），或0（false）。bit变量名；格式：例如：bitflag;flag=0；（2）特殊功能寄存器sfr地址单元80H——FFH之间的片内数据存储区；“sfr”数据类型占用一个内存单元；利用它可以访问51单片机内部的所有特殊功能寄存器。sfrP1=0x90；//定义了P1为片内的P1口寄存器；P1=0xff；//把P1口的所有输出引脚设置为高电平。例如：sfr寄存器变量名=字节地址常数；格式：sfrSBUF=0x99；习题：往串行发送数据缓冲寄存器SBUF写入80SBUF=80；习题：从P0口寄存器读取数据，存放到任意一个变量X。sfrP0=0x80；intx；x=P0；例如：（3）特殊功能寄存器sfr16“sfr16”数据类型占两个内存单元；用于操作占两个字节的特殊功能寄存器。sfr16DPTR=0x82；//定义了片内16位数据指针寄存器DPTR，//低8位字节地址为82H，//高8位字节地址为83H。DPTR=0x1234;sfr16寄存器变量名=字节地址常数；格式：字节地址为82H、83H存放的数据分别是多少？（4）特殊功能位sbit片内特殊功能寄存器的可寻址位。“^”前是特殊功能寄存器的名字；“^”的后面数字是特殊功能寄存器可寻址位在寄存器中的位置，取值必须是0-7。①sbit位变量名=特殊功能寄存器^位位置；格式：sfrPSW=0xd0；//定义PSW寄存器地址为0xd0sbitFO=PSW^5；//定义F0位为PSW.5F0=0;例如：习题：片内I/O口P1口的P1.0寻址位置成高电平sfrP1=0x90；sbitP1_0=P1^0；P1_0=1；习题：从P2口的P2.7读取数据，存放到任意一个位变量X。sfrP2=0xA0；sbitP2_7=P2^7；bitx；x=P2_7；②sbit位变量名=位地址常数；sbitCY=0xD7；/*CY位地址为0xD7*/sbitOV=0xD2；/*OV位地址为0xD2*/if（CY==1）{…}例如：格式：习题：片内I/O口P1口的P1.0寻址位置成低电平sbitP1_0=0x90；P1_0=0；在头文件AT89X51.h中定义了常用的特殊功能寄存器和可寻址位。#includeAT89X51.hsfrP1=0x90；sbitP1_0=0x90；两者区别？63）数据存储类型数据存储类型是指数据存放在51单片机的哪一个存储器空间。bdatadataidatapdataxdatacode（1）DATA区。DATA区指片内RAM的低128字节的空间，可直接寻址；寻址是最快的，应该把经常使用的变量放在DATA区。unsignedchardatasystem_status=0;unsignedintdataunit_id[8];例如：格式：数据类型【存储类型】变量名；（2）BDATA区。BDATA区是内部RAM可位寻址的16字节存储区（字节地址为20H～2FH）中的128个位。在这个区中声明变量就可进行位寻址。例如：unsignedcharbdatastatus_byte；unsignedintbdatastatus_word；sbitstat_flag=status_byte^4；if(status_word^15){stat_flag=1；}（3）IDATA区。IDATA区是片内RAM的0-256字节的存储区，只能间接寻址，速度比直接寻址慢。unsignedcharidatasystem_status=0;floatidatavalue;例如：（4）PDATA区和XDATA区。PDATA区和XDATA区位于片外存储区；PDATA区指的是外部数据存储区0—256字节。XDATA区指的是外部数据区64KB内的任何地址。unsignedcharxdatasystem_status=0;unsignedintpdataunit_id[8];例如：（5）程序存储区CODE。CODE区是程序存储区，储存的数据是不可改变的。unsignedcharcodea[9]={0x00,0x01,0x02,0x03,0x04,0x05,0x06,0x07,0x08};例如：4）数据存储器模式C51编译器设定的存储器模式：SMALL、COMPACT和LARGE三种模式。若声明charvar1；在SMALL模式下，var1被定位在data存储区；在COMPACT模式下，var1被定位在idata存储区；在LARGE模式下，var1被定位在xdata存储区中。2、C51语言的绝对地址访问C51语言提供了两种比较常用的访问绝对地址的方法，对片内RAM、片外RAM及I/O进行访问。绝对地址1）绝对宏C51编译器提供了一组宏定义对code、data、pdata和xdata空间进行绝对寻址。这组宏定义放在absacc.h头文件中：CBYTE以字节形式对code区寻址；CWORD以字形式对code区寻址；DBYTE以字节形式对data区寻址；DWORD以字形式对data区寻址；XBYTE以字节形式对xdata区寻址；XWORD以字形式对xdata区寻址；PBYTE以字节形式对pdata区寻址；PWORD以字形式对pdata区寻址。#define变量名绝对宏[字节地址]格式绝对宏【例】片内RAM、片外RAM定义的程序如下：#includeabsacc.h#definePORTEXBYTE[0xFFC0]/*将PORTE定义为外部I/O，地址为0xFFC0*/#defineNRAMDBYTE[0x40]/*将NRAM定义为片内RAM，地址为0x40*/main(){PORTE=0x3D;NRAM=0x01;}/*数据3DH写入地址0xFFC0的外部I/OPORTE*//*将数据01H写入片内RAM的40H单元*/习题使用绝对宏将片内RAM20H的字节地址单元全部置1。#includeabsacc.h#defineMDBYTE[0x0020]/*将M定义为外部RAM，地址为0x0020*/main(){M=0xff;}习题：使用绝对宏读取片外RAMF000H字节地址单元的内容。#includeabsacc.h#defineWRAMXBYTE[0xF000]main(){charx；x=WRAM;}72）_at_关键字使用关键字_at_可对指定的存储器空间的绝对地址进行访问。格式：[存储类型]数据类型变量名_at_地址常数；地址常数：指定变量的绝对地址，位于存储器空间之内；使用_at_定义的变量必须为全局变量。【例】使用关键字_at_实现绝对地址的访问。dataunsignedchary1_at_0x50;/*在data区定义字节变量y1，地址为50H*/xdataunsignedinty2_at_0x4000;/*在xdata区定义字变量y2，地址为4000H*/voidmain(void){y1=0xff;y2=0x1234;……while(1);}习题：使用关键字_at_读取片内RAM60H单元的内容。dataunsignedcharM_at_0x60;voidmain(void){unsignedchary;y=M；}【例】使用关键字_at_将片外RAM2000H开始的连续20个字节单元清0。voidmain(void){unsignedchari;for(i=0;i20;i++){buffer[i]=0；}}xdataunsignedcharbuffer[20]_at_0x2000;dataunsignedcharbuffer[8]_at_0x40;voidmain(void){unsignedcharj;for(j=0;j8;j++){buffer[j]=0；}}习题：使用关键字_at_把片内RAM40H单元开始的8个单元内容清0。8C51语言的基本运算与标准C类似，主要包括算术运算、关系运算、逻辑运算、位运算和赋值运算及其表达式等。1）算术运算符3、C51的基本运算2）关系运算符关系表达式intx=3;inty=6;intR;R=xy;3）逻辑运算符逻辑表达式intx=0;inty=1;intR;R=x&&y;4）位运算符01001000&1111111100001000201001001|1111111101001000&0011011101000000|11111111000010003习题：【例】以字节操作方式对I/O口P1的P1.5清0，P1.1置为1，其他位保持不变。XX0XXX1XP1.5P1.1sfrP1=0x90；P1=（P1&0xDF）│0x02;P1.0sfrP2=0xA0；P2=P2|0x10;习题：以字节操作方式，把P2口的P2.4位置成1，其它位保持不变。sfrP0=0x80；charflag；flag=P0&0x40;习题：以字节操作方式，读取P0口的P0.6位是否为1?4、C51的分支与循环程序结构程序结构分为三类：顺序结构、分支结构、循环结构。1）分支结构控制语句格式二分支if语句if(表达式){语句；}if(xy){max=x;}比较变量x和变量y，如果xy，则把x赋给变量max。习题：比较变量x和变量y，如果x和y相等，则把0赋给变量max。if(x==y){max=0;}格式：if(表达式){语句1；}else{语句2；}if(xy){max=x;}else{max=y;}比较变量x和变量y，如果xy，则把x赋给变量max；否则把y赋给变量max。习题：比较变量x和变量y，把二者最小值赋给变量min；if(xy){min=y;}else{min=x;}习题：如果变量x满足关系10x20，则把变量y置成1；否则