C51语言编程基础.ppt

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,10110110 00000000 10110101 00000000,ADD A，#19,3.1 编程语言Keil C51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？,Keil C51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、Keil C51语言简介,对于51单片机，目前广泛使用的是Keil C51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Keil C51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、Keil C51的开发工具Keil Vision3,Keil Vision3是德国Keil software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。,3.2 C51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bit bit的值可以是1（true），或0（false）。,bit 变量名；,格式：,例如：,bit flag;flag=0；,（2）特殊功能寄存器sfr 地址单元80HFFH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。,sfr P1=0 x90；/定义了P1为片内的P1口寄存器；P1=0 xff；/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：,sfr SBUF=0 x99；,习题：往串行发送数据缓冲寄存器SBUF写入80,SBUF=80；,习题：从P0口寄存器读取数据，存放到任意一个变量X。,sfr P0=0 x80；int x；,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。,sfr16 DPTR=0 x82；/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=0 x1234;,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。,sbit 位变量名=特殊功能寄存器 位位置；,格式：,sfr PSW=0 xd0；/定义PSW寄存器地址为0 xd0sbit FO=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,sfr P1=0 x90；sbit P1_0=P10；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。,sfr P2=0 xA0；sbit P2_7=P27；bit x；x=P2_7；,sbit 位变量名=位地址常数；,sbit CY=0 xD7；/*CY位地址为0 xD7*/sbit OV=0 xD2；/*OV位地址为0 xD2*/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,sbit P1_0=0 x90；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。#include,sfr P1=0 x90；sbit P1_0=0 x90；两者区别？,6,3）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。,bdata,data,idata,pdata,xdata,code,（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。,unsigned char data system_status=0;unsigned int data unit_id8;,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：,unsigned char bdata status_byte；unsigned int bdata status_word；sbit stat_flag=status_byte4；if(status_word15)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。,unsigned char idata system_status=0;float idata value;,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0256字节。XDATA区指的是外部数据区64KB内的任何地址。,unsigned char xdata system_status=0;unsigned int pdata unit_id8;,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。,unsigned char code a9=0 x00,0 x01,0 x02,0 x03,0 x04,0 x05,0 x06,0 x07,0 x08;,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 char var1；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：#include#define PORTE XBYTE0 xFFC0/*将PORTE定义为外部I/O，地址为0 xFFC0*/#define NRAM DBYTE0 x40/*将NRAM定义为片内RAM，地址为0 x40*/,main()PORTE=0 x3D;NRAM=0 x01;,/*数据3DH写入地址0 xFFC0的外部I/O PORTE*/,/*将数据01H写入片内RAM的40H单元*/,习题 使用绝对宏将片内RAM 20H的字节地址单元全部置1。,#include#define M DBYTE0 x0020/*将M定义为外部RAM，地址为0 x0020*/,main()M=0 xff;,习题：使用绝对宏读取片外RAM F000H字节地址单元的内容。,#include#define WRAM XBYTE0 xF000,main()char x；x=WRAM;,7,2）_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。data unsigned char y1 _at_ 0 x50;/*在data 区定义字节变量 y1，地址为50H*/xdata unsigned int y2 _at_ 0 x4000;/*在xdata区定义字变量 y2，地址为4000H*/void main(void)y1=0 xff;y2=0 x1234;while(1);,习题：使用关键字_at_读取片内RAM 60H单元的内容。,data unsigned char M _at_ 0 x60;void main(void)unsigned char y;y=M；,【例】使用关键字_at_将片外RAM 2000H开始的连续20个字节单元清0。,void main(void)unsigned char i;for(i=0;i20;i+)bufferi=0；,xdata unsigned char buffer20 _at_ 0 x2000;,data unsigned char buffer8 _at_ 0 x40;void main(void)unsigned char j;for(j=0;j8;j+)bufferj=0；,习题：使用关键字_at_把片内RAM 40H单元开始的8个单元内容清0。,8,C51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,int x=3;int y=6;int R;,R=x y;,3）逻辑运算符,逻辑表达式,int x=0;int y=1;int R;,R=x,4）位运算符,01001000&11111111,00001000 2,01001001|11111111,01001000&00110111,01000000|11111111,00001000 3,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。,P1.5,P1.1,sfr P1=0 x90；P1=（P1,P1.0,sfr P2=0 xA0；P2=P2|0 x10;,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。,sfr P0=0 x80；char flag；flag=P0,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10 x20，则把变量y置成1；否则把y置成0。,if(（x10),9,void main()sfr P2=0 xA0；sfr P1=0 x90；sbit P24=P24；sbit P10=P10；,习题：如果读取P2口的P2.4位为1，则把P1口的P1.0置成0。,if(P24=1)P10=0；,if(表达式1)语句1；else if(表达式2)语句2；else if(表达式n)语句n；else 语句n+1；,多分支if语句,当成绩90时，输出verygood，当80成绩90时，输出good，当60成绩80时，输出pass，当成绩60时，输出fail。,int score；if(score=90)printf(“very good);else if(score=80)printf(“good);else if(score=60)printf(“pass);else printf(“fail);,多分支switch语句,switch(表达式1)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；,格式：,switch,表达式1,语句1,语句2,语句n,语句n+1,式1,式2,式n,default,case,switch(key)case 1：y=1；break；case 2：y=2;break；case 3：y=4；break；default：;,在单片机程序设计中，常用switch语句作为键盘中按键的判别。当按下键的键号变量key=1，则变量y=1；键号变量key=2，则变量y=2；键号变量key=4，则变量y=3；没有按下键，则变量y不变。,key=2;switch(key)case 1：y=1；case 2：y=2;case 3：y=4；default：;,习题：读程序执行的结果 y=？,2）循环结构控制语句,while（表达式）循环体；,格式：,表达式,循环体,假(0),真(非0),先判断表达式，后执行循环体。,while语句,main()int i=0;int r;while（i3）i+；y=i;,i+执行几次？,y=？,r=3,习题：读程序执行的结果 y=？,main()int i=3;int r;while（i6）i+；y=i;,y=？,习题：读程序执行的结果 y=？,do 循环体；while（表达式）；,格式：,表达式,循环体,假(0),真(非0),;不可省略！切记！,先执行循环体，后判断表达式。,do-while语句,main()int i=0;int y;do i+；while(i3);y=i;,i+执行几次？,y=？,习题：读程序执行的结果 y=？,main()int i=0;int y=0;do i+；y=y+i;while(y20);,习题：读程序执行的结果 y=？,for（表达式1；表达式2；表达式3）语句；,格式：,for语句,main()int i,y;y=0;for(i=1;i4;i+)y=y+i；,y=？,习题：读程序执行的结果 y=？,main()int i,y;y=1;for(i=2;i6;i+)y=y+i；,y=？,习题：读程序执行的结果 y=？,3）break语句和continue语句,break功能：跳出switch结构；在循环语句中,终止并跳出本层循环。,continue功能：结束本次循环，跳过本层循环体中尚未执行的语句，执行循环体的判断。,#define PI 3.1415main()int r;float area;for(r=1;r100)break;printf(r=%d,area=%.2fn,r,area);,计算r=1到r=10的圆面积，直到面积大于100时停止。,运行结果：r=1,area=3.14r=2,area=12.57r=3,area=28.27r=4,area=50.26r=5,area=78.54,结束整个for循环,把100200之间不能被3整除的数输出。,main()int n;for(n=100;n=200;n+)if(n%3=0)continue;printf(“%d,n);,结束本次循环,循环体的剩余语句被忽略,执行表达式3，进入下一循环。,main()int n;for(n=100;n=200;n+)if(n%3=0)break;printf(“%d,n);,习题：读程序执行的结果？,习题：循环检测P1.0引脚，只有检测P1.0为低电平时，循环结束。,sfr P1=0 x90；sbit P10=P10；main()while(1)if(P10=0)break;,5、数组,数组是用来存储一组相同数据类型的数据结构。,一维数组格式：,数据类型,变量名,N；,int a 10；,int a5=1,2,3,4,5；,初始化：,char b 10；,求下列数组的和。,int a5=1,2,3,4,5；,main()int a5=1,2,3,4,5;int i,sum;sum=0;for(i=0;i5;i+)sum=sum+ai；,习题：求数组a5中能被2整除的数的和。,int a5=10,2,33,54,15；,main()int a5=1,2,3,4,5;int i,sum;sum=0;for(i=0;i5;i+)if(sumi%2=0)sum=sum+ai；,二维数组格式：,数据类型,变量名,N M；,int a32；,int a32=1,2，3,4，5,6；,行数,列数,求下列数组的和。,main()int a32=1,2,3,4,5,6;int i,j,sum;sum=0;for(i=0;i3;i+)for(j=0;j2;j+)sum=sum+aij；,int a32=1,2，3,4，5,6；,求下列数组的和。,6、C51语言的中断函数,函数是一个完成某个相关功能的代码段；,C51程序只有一个主函数main（），并且从主函数函数开始运行；,中断服务函数,格式：,函数类型 函数名（）interrupt n using n,interrupt n：表示中断号，n的值为0 4；,using n：表示寄存器组号，n的值为0 3；,作业：,6、编程实现，P1口各引脚输出高电平。,7、用两种方法编程实现，P2口的P1.7位置成高电平。,P67 1,2,3,4,8、编程实现，如果读取P0.0位为1，则P1.0输出高电平。,main()int i=0;int y;while（i6）i+；y=i;,9、读程序执行的结果 y=？,main()int i,y;y=0;for(i=2;i5;i+)y=y+i；,10、读程序执行的结果 y=？,