片机C语言程序设计.ppt

第7章 单片机C语言程序设计,教学目标7.1 单片机C51语言概述7.2 C51语言基本语法 7.3 C51语言程序设计本章小结思考题与习题,7.1 单片机C51语言概述,7.1.1 单片机支持的高级语言,7.1.2 C51语言特点,7.1.1 单片机支持的高级语言,程序设计高级语言,PL/MBASICC51,是能够利用单片机所有特性直接控制硬件的唯一语言，对于一些需要直接控制硬件的场合，汇编语言是必不可少的。但汇编语言不是一种结构化的程序设计语言，对于较复杂的单片机应用系统，它的编写效率很低。,语言适用于简单编程而对编程效率、运行速度要求不高的场合，8052单片机内固化有BASIC语言解释器。是一种结构化的语言，很象PASCAL，PL/M编译器好象汇编器一样产生紧凑的机器代码，可以说是高级汇编语言，但它不支持复杂的算术运算，无丰富库函数支持，学习PL/M无异于学习一种新的语言。是一种通用的程序设计语言，其代码率高，数据类型及运算符丰富，并具有良好的程序结构，适用于各种应用的程序设计，是目前使用最广的单片机编程语言。,汇编语言,BASIC,PL/M,C51语言,单片机的C语言编程称为C51编程，C51语言本身不依赖机器硬件，不要求编程者对硬件深入了解，应用C51编程具有以下优点：,1语言简洁、紧凑，使用方便、灵活。,2运算符、数据结构丰富。,3结构化程序设计。,4可以直接对计算机硬件进行操作。,5生成的目标代码质量高，程序执行效率高。,6可移植性好。,7.1.2 C51语言特点,用C语言开发系统可以大大缩短开发周期，明显增强程序的可读性，便于改进和扩充。而针对8051的C51语言日趋成熟，成为了专业化的实用高级语言。,1.对单片机的指令系统不要求了解，仅要求对8051 的存贮器结构有初步了解；2.寄存器分配、不同存贮器的寻址及数据类型等细节可由编译器管理；3.程序有规范的结构，可分成不同的函数，这种方式可使程序结构化；4.提供的库包含许多标准子程序，具有较强的数据处理能力；5.由于具有方便的模块化编程技术，使已编好程序可容易地移植；,C-51与ASM-51相比，有如下优点：,7.2 C51语言基本语法,7.2.1 C51语言的函数及程序结构,7.2.2 C51语言的数据类型及存储类型,7.2.3 C51语言的运算符,7.2.4 C51语言的语句,C51语言的指针,7.2.7 中断函数、头文件及绝对地址访问,7.2.5 C51语言的数组,实战1,实战2,实战3,实战4,实战5,实战6,实战7,C51函数的一般格式 类型 函数名（参数表）声明语句;执行语句;,同C语言程序一样，C51采用函数结构，每个C51语言程序由一个或多个函数组成。,7.2.1 C51语言的函数及程序结构,其中，函数往往由“函数定义”和“函数体”两个部分组成。函数定义部分包括有函数类型、函数名、形式参数说明等，函数名后面必须跟一个圆括号（），形式参数在（）内定义。函数体由一对花括号“”组成，在“”的内容就是函数体。如果一个函数内有多个花括号，则最外层的一对“”为函数体的内容。函数体内包含若干语句，一般由两部分组成：声明语句和执行语句。声明语句用于对函数中用到的变量进行定义。也可能对函数体中调用的函数进行声明。执行语句由若干语句组成，用来完成一定功能。当然也有的函数体仅有一对“”，其中内部既没有声明语句，也没有执行语句。这种函数称为空函数。,C语言的语句规则：1.每个变量必须先说明后引用。2.书写时格式十分自由，一行可以书写多条语句，一个语句也可以多行书写。但每个语句必须以“；”结尾。3.注释用/*/或者/表示。4.“”花括号必须成对，位置随意，多个花括号可同行书写，也可逐行书写。5.区分大小写字母。为层次分明，增加可读性，同一层的“”花括对齐，采用逐层缩进方式书写。,与一般C语言的结构相同：,1、C51语言的函数以“”开始，以“”结束,3、有且只有一个main()函数，以main()函数为程序入口，中间可以调用其他函数，最后在main()函数结束,2、程序体中包含若干语句还可以包含若干函数，均以;号结束。,4、函数放置顺序可随意，但是调用之后的函数需要先声明。,C语言程序的组成结构：全局变量说明/*可被各函数引用*/main()/*主函数*/局部变量说明/*只在本函数引用*/执行语句(包括函数调用语句);fun1(形式参数表)/*函数1*/形式参数说明 局部变量说明 执行语句(包括调用其他函数语句)funn(形式参数表)/*函数n*/形式参数说明 局部变量说明 执行语句,uchar keyscan(void)/按键扫描函数,返回4个按键值 XXXXXXX;return key;/返回按键值：key,void main(void)uchar i;while(1)i=keyscan();/按键扫描函数,uchar keyscan(void)/按键扫描函数,返回4个按键值 XXXXXXX;return key;/返回按键值：key,uchar keyscan(void)；/声明函数,void main(void)uchar i;while(1)i=keyscan();/按键扫描函数,7.2 C51语言基本语法,C51语言的函数及程序结构,C51语言的数据类型及存储类型,7.2.3 C51语言的运算符,7.2.4 C51语言的语句,C51语言的指针,7.2.7 中断函数、头文件及绝对地址访问,7.2.5 C51语言的数组,实战1,实战2,实战3,实战4,实战5,实战6,实战7,7.2.2 C51语言的数据类型及存储类型,C51的数据有常量和变量之分。在程序运行中其值不变的量。可以为十进制数、十六进制数(用0 x表示,汇编后缀H)、字符(括起)和字符串型常量(“”括起)。用符号表示常量，符号常用大写表示，此符号需用宏定义指令(#define)对其进行定义(相当于汇编的“EQU”伪指令)。#define AA 100；相当于AA EQU 100,常量,数值型常量：,符号型常量：,在程序运行中其值可以改变的量，常用小写字母表示。一个变量由两部分组成：变量名和变量值。定义一个变量，编译系统就会自动为它安排一个存贮区，具体的地址值，用户不必在意。,变量,在C51中，变量在使用前必须对变量进行定义，指出变量的数据类型和存储模式。以便编译系统为它分配相应的存储单元。定义的格式如下：,C51的变量声明的一般格式如下 数据类型 存储类型 变量名=初值；,例如：unsigned char code Flag=0 x0f;声明一个无符号的char型变量Flag，赋初值0 x0f；所在的存储空间在的ROM中。,C语言中的基本数据类型,类型,符号,关键字,数的表示范围,所占位数,整型,字符型,实型,有,无,(signed)int,16,-3276832767,(signed)short,16,-3276832767,(signed)long,32,-21474836482147483647,16,unsigned int,065535,32,04294967295,unsigned long int,unsigned short int,16,065535,有,float,32,有,char,8,-128127,无,unsigned char,8,0255,1.176E383.40E+38,一、C51的数据类型:,表明该数据有无符号、位数多少位，整数还是小数等信息,(续)C51的数据类型扩充定义,sfr:特殊功能寄存器声明sfr16:sfr的16位数据声明sbit:特殊功能位声明bit:位变量声明,例：sfr SCON=0 x98;sfr16 T2=0 xCC;sbit OV=PSW2;bit keyscanflag=1；,二、C51数据的存储类型：,指明变量所处的单片机的存储器区域情况。,MCS-51存储器结构图(a)程序存储器地址分配；(b)数据存储器地址分配,FFH,1FH,00FFH,C51的变量声明的一般格式如下 数据类型 存储类型 变量名=初值，;例如：unsigned char code Flag=0 x0f;就是声明一个无符号的char型变量Flag，并给他赋初值为0 x0f；并且声明他所在的存储空间在片内统一编址的ROM中。声明中，如果没有存储类型，则数据默认的存储空间为data型，也就是在片内RAM中。,char data var；/*字符变量var定位在片内RAM区char code MSG=ENTER PARAMETER:/*字符数组定位在程序存贮区*/unsigned long xdata array100；/*无符号长型数组在片外RAM区，每 元素占4bytes*/float idata x,y,z；/*实型变量x,y,z，在片内用间址访问的内部RAM区*/bit lock；/*位变量lock定位在片内RAM可位寻址区*/unsigned int pdata dimension；/*无符号整型变量dimension定位在分页的外部RAM区*/unsigned char xdata vector 1044；/*无符号字符型三 维数组，定位在片外RAM区*/,7.2 C51语言基本语法,7.2.1 C51语言的函数及程序结构,7.2.2 C51语言的数据类型及存储类型,C51语言的运算符,7.2.4 C51语言的语句,C51语言的指针,7.2.7 中断函数、头文件及绝对地址访问,7.2.5 C51语言的数组,实战1,实战2,实战3,实战4,实战5,实战6,实战7,与C语言基本相同：+-*/%（加 减 乘 除 取余）=（位右移 位左移）&|（按位与 按位或）（按位异或 按位取反）,7.2.3 C51语言的运算符,（&）逻辑与 和（&）按位与有什么区别？,即判断&两侧的表达式是否都为真，都为真则此&表达式值为真；即将&两侧的数用二进制展开，每一位都求与运算最后得到的二进制数即为结果；逻辑与结果只讲真和假，而按位与得出的却是实实在在的一个数,9=00001001(&)8=00001000 00001000,1(&)0 0,9(&)8 1,&是逻辑与：,&是按位与：,C51的左右移动命令（）与汇编指令环移有什么区别？,C51语言的左右移位都是逻辑移位，也就是不循环，左移总是补0，但右移就不同了，如果被移位的变量是一个有符号变量，右移是补符号位，也就是最高位是1就补1，是0就补0，如果被移位的数是一个无符号变量，则右移补0。xy，表示将数据x左移y位，低位补0高位丢弃,汇编指令移位都是循环移位，数据不丢失。,A,1,0,1,1,1,1,0,1,RL A,i,1,0,1,1,1,1,0,1,i 1,0,0,7.2 C51语言基本语法,7.2.1 C51语言的函数及程序结构,7.2.2 C51语言的数据类型及存储类型,7.2.3 C51语言的运算符,C51语言的语句,C51语言的指针,7.2.7 中断函数、头文件及绝对地址访问,7.2.5 C51语言的数组,实战1,实战2,实战3,实战4,实战5,实战6,实战7,1、控制语句 if()else 条件语句 for()循环语句 while()循环语句 do-while()循环语句switch/case 多分支选择句continue 结束本次循环语句break 终止执行循环语句goto 跳转语句return 从函数返回值语句,7.2.4 C51语言的语句,2、空语句它仅是由一个分号“;”构成，什么也不做，用于消耗机器周期，类似NOP3、表达式语句 一个表达式和一个分号构成，如sum=x+y;4、复合语句 一些语句用括起来就构成复合语句5、函数调用语句 调用已经定义过的函数,7.2 C51语言基本语法,7.2.1 C51语言的函数及程序结构,7.2.2 C51语言的数据类型及存储类型,7.2.3 C51语言的运算符,7.2.4 C51语言的语句,C51语言的指针,7.2.7 中断函数、头文件及绝对地址访问,C51语言的数组,实战1,实战2,实战3,实战4,实战5,实战6,实战7,7.2.5 C51语言的数组,数组是同一类型的一组变量的有序集合，利用数组名加下标形式引用数组各个元素。,一维 数据类型 数组名 常量表达式;,多维 数据类型 数组名 常量表达式1.，常量表达式N;,定义一维或多维数组的方式：,unsigned int xcount 10;/定义无符号整形数组,有10 个数据单元float outnum 10,10;/定义浮点型数组，有100 个数据单元,7.2 C51语言基本语法,7.2.1 C51语言的函数及程序结构,7.2.2 C51语言的数据类型及存储类型,7.2.3 C51语言的运算符,7.2.4 C51语言的语句,C51语言的指针,7.2.7 中断函数、头文件及绝对地址访问,7.2.5 C51语言的数组,实战1,实战2,实战3,实战4,实战5,实战6,实战7,7.2.6 C51语言的指针,一、指针与指针变量 内存中每一个单元都有一个地址编号，指针就是存储单元地址，存储这个地址的变量称为指针变量。,指针的值：,指针的类型：,指针的定义：,指针存放的是某个变量在内存中的地址,指针的类型就是该指针所指向的变量的类型,被指数据类型 被指存贮类型*指针变量名；,被指数据类型 被指存贮类型*指针变量名；,C51中提供了两个专门的运算符：*指针运算符&取地址运算符,取地址运算符“&”放在变量的前面，通过它取得变量的地址。例如：设变量x的内容为12H，地址为2000H p=&x；/实现将x变量的地址2000H送给指针变量p，指针变量p指向变量x，以后可以通过*p访问变量x。指针运算符“*”放在指针变量前面，通过它实现访问以指针变量的内容为地址所指向的存储单元。例如：x=*p；/实现把地址为2000H的存储单元的内容送给变量x,注：汇编语言程序中对符号地址n和m需用EQU伪指令进行地址定义。C语言应对变量n、m和指针变量P需进行类型定义。表中&为取地址运算符，*为取内容运算符。,下面表格表示两种语言将m单元的内容送n单元的对照语句。,7.2 C51语言基本语法,7.2.1 C51语言的函数及程序结构,7.2.2 C51语言的数据类型及存储类型,7.2.3 C51语言的运算符,7.2.4 C51语言的语句,C51语言的指针,中断函数、头文件及绝对地址访问,7.2.5 C51语言的数组,实战1,实战2,实战3,实战4,实战5,实战6,实战7,一、C51的包含的头文件,C51强大功能及高效率在于提供了丰富的可以直接调用的库函数，包括I/O操作、内存分配、字符串操作、数据类型转换、数学计算等函数，都在相应的头文件里面。通常有:reg51.h math.h ctype.h stdio.h stdlib.h absacc.h instins.h,7.2.7 头文件、中断函数及绝对地址访问,包含的头文件的方法,#include#include,reg51.h-51的特殊寄存器定义reg52.h-52的特殊寄存器定义absacc.h-包含访问8051不同存储区的宏定义ctype.h-字符转换和分类程序intins.h-包含左右环移、空操作等汇编程序math.h-数学程序stdlib.h-存储器分配程序stdio.h-流输入和输出程序string.h-字符转操作程序,缓冲区操作程序,二、中断服务程序,void 函数名（void）interrupt n using m,二、中断服务程序,void 函数名（void）interrupt n using m,三、绝对地址访问 C51对存贮器和外接I/O口的绝对地址访问可以通过指针访问，也可以通过库函数访问。1.通过指针访问绝对地址,*ziweima=0 x01;/指针就是变量的地址，前加*表示该地址的变量，将01H送给指针所指向的片外RAM8002H单元,uchar xdata*ziweima=0 x8002;/定义了一个指向片外RAM8002H单元的指针，uchar类型说明指针所指向的单元的内容是无符号八位的,2.通过库函数访问绝对地址 利用绝对地址访问的头文件absacc.h可对不同的存贮区进行访问。该头文件的函数有:CBYTE(访问code区ROM字符型)DBYTE(访问data区字符型)PBYTE(访问pdata或外部I/O口)XBYTE(访问xdata或外部I/O口),例：#include#define ziweima XBYTE0 x8002ziweima=0 x01;,7.3 C51语言程序设计实战,实战1 从点亮一个LED开始实战2 闪烁一个LED实战3 玩转流水灯实战4 中断控制流水灯实战5 定时器控制流水灯实战6 计数器控制流水灯实战7 片外RAM数据读取控制流水灯,实战1、P1.0发光二极管阴极，二极管阳极通过电阻接VCC，向引脚送0则该二极管发光。要求点亮P1.0上的发光二极管（0亮1灭）。,修改程序，P1.0输出方波，发光二极管闪烁,b、汇编语言实现,c、C51语言实现,a、Proteus仿真图,a、Proteus仿真图,c、C51语言实现,b、汇编语言实现,实战2、P1.0发光二极管阴极，二极管阳极通过电阻接VCC，向引脚送0则该二极管发光。要求P1.0输出方波，发光二极管L1闪烁。,修改程序，P1口八个发光二极管循环左右移,b、汇编语言实现,c、C51语言实现,a、Proteus仿真图,a、Proteus仿真图,b、汇编语言实现,c、C51语言实现方法一,c、C51语言实现方法二,实战3、P1.0P1.7接8个发光二极管阴极，二极管阳极通过电阻接VCC，向引脚送0则该二极管发光，要求P1口八个发光二极管循环左移点亮，再循环右移点亮。,修改程序，发光二极管循环左右移花样,b、汇编语言实现,c、C51语言实现,a、Proteus仿真图,a、Proteus仿真图,b、汇编语言实现,c、C51语言实现方法一：分别赋值,c、C51语言实现方法二：数组赋值,c、C51语言实现方法三：环移赋值,c、C51语言实现方法四：移位赋值,c、C51语言实现方法五：指针数组赋值,实战4、通过INT0向CPU申请中断，要求：初时最右边发光二极管点亮1个，每中断一次循环左移一位。,修改程序，利用INT1控制流水灯,修改程序，利用INT0、INT1分别控制流水灯左移和右移,b、汇编语言实现,c、C51语言实现,a、Proteus仿真图,a、Proteus仿真图,b、汇编语言实现,c、C51语言实现方法一,c、C51语言实现方法二,c、C51语言实现,实战5、初时最右边发光二极管点亮1个，定时器T0每定时1秒二极管循环左移一位。,b、汇编语言实现,c、C语言实现,a、Proteus仿真图,修改程序，利用T1每定时2秒控制流水灯,a、Proteus仿真图,b、汇编语言实现,c、C51语言实现,c、C51语言实现,实战6、初时最右边发光二极管点亮1个，用计数器T0每计3个数二极管循环左移一位。,b、汇编语言实现,c、C语言实现,a、Proteus仿真图,修改程序，利用T1计数5次控制流水灯,a、Proteus仿真图,b、汇编语言实现,c、C51语言实现,c、C51语言实现,实战7、通过INT0向CPU申请中断，每中断一次向片外RAM2000H开始的位置送1个流水灯控制数据，并将数据送P1口控制八个发光二极管。,b、汇编语言实现（略）,c、C语言实现,a、Proteus仿真图,a、Proteus仿真图,c、C51语言实现,c、C51语言实现,