手把手教你学单片机的C语言程序设计（十一）.pdf

手 学 习 单 片栅I C语言程序是由函数构成的。 函数 是 C语言中的一种基本模块。在 手教 手教你学单片机的 C语言程序设计 ( 三 ) 中， 我们已经介绍了C语言程序 的组成结构，即 C语言程序是由函数 构成的，一个 C源程序至少包括一个 名为 ma i n ( ) 的 函数( 主 函数) ， 也 可能包 含其它函数。 C语言程序总是 由主函数 ma i n ( ) 开始执行的， ma i n ( ) 函数是一个控制程 序流程的特殊函数 ， 它是程序的起点。 所有函数在定义时是相互独立的， 它们之间是平行关系， 所以不能在一个 函数内部定义另一个函数， 即不能嵌套 定义。函数之 间可 以互相调 用 ， 但不能 调用主 函数。 从使用者的角度来看 。有两种函 数： 标准库函数和用户自定义功能子函 数。标准库函数是编译器提供的。 用户 不必自己定义这些函数。 C语言系统能 够提供功能强大、 资源丰富的标准函数 库， 作为使用者 ， 在进行程序设计 时应 善于利用这些资源 。 以提高效率， 节省 开发时间。 函数定义的一般形式为： 函数类型标识符 函数名 ( 形式 参数) 形式参数类型说 明表列 局部 变量定 义 函数体语句 A NS I C标准允许在形式参数表中 对形式参数的类型进行说明。 因此也可 这样定义： 函数类型标识符 函数名 ( 形式参 数类型说明表列) 局部变量定义 函数体语 句 其中： “ 函数类型标识符”说明了函数返 回值的类型， 当“ 函数类型标识符” 缺省 时默认 为整型。 “ 函数名”是程序设计人员自己定 义的函数名字。 “ 形式参数类型说明表列”中列出 的是在主调用函数与被调用函数之间 传递数据的形式参数， 如果定义的是无 参 函数 。形式 参数类型说 明表列用 v o i d来注明。 “ 局部变量定义”是对在函数内部 使用的局部变量进行定义。 “ 函数体语句”是为完成该函数的 特定功能而设置的各种语句。 C语言采用函数之间的参数传递 方式， 便一个函数能对不同的变量进行 处理 ， 从而大大提高了函数的通用性与 灵活性。在函数调用时， 通过主调函数 的实际参数与被调函数的形式参数之 间进 行数据传递来实现函数间参数的 传递。在被调 函数最后 ， 通过 r e t u r n语 句返回函数的返回值给主调函数。 r e t u r n语句形式如下 ： r e t u r n( 表达式) ： 对于不需要有返回值的函数。 可以 将该函数定义为“ v o i d ” 类型。 v o i d类型 又称“ 空类型” 。这样。 编译器会保证在 函数调用结束时不使函数返回任何值。 为了使程序减少出错， 保证函数的正确 调用，凡是不要求有返回值的函数， 都 应将其定义成 v o id类型。 在定义函数中指定的变量 。 当未出 现函数调用的时候， 它们并不占用内存 中的存储单元。 只有在发生函数调用的 时候 ，函数的形参才被分配内存单元。 在调用结束后， 形参所占的内存单元也 被释放。实参可以是常量、 变量或表达 式， 要求实参必须有确定的值。在调用 时将实参的值赋给形参变量( 如果形参 是数组名， 则传递的是数组首地址而不 是变量的值 ) 。 从 函数 定 义 的 形 式 看 ，又 可 划 分为无参数函数、 有参数 函数 、 及空 函数 三 种 。 1 无参数函数 此种函数在被调用时无参数， 主调 函数并不将数据传送给被调用函数。 无 参数函数可以返回或不返回函数值， 一 般以不带返回值的为多。 2 有参数函数 调用此种函数时， 在主调函数和被 调函数之间有参数传递。也就是说， 主 调函数可以将数据传递给被调函数使 用， 被调函数中的数据也可以返回供主 调函数使用。 3 空函数 如果定义函数时只给 出一对大括 号 ， 不给出其局帮变量和函数体语句 ( 即函数体内部是。 空 的) ， 则该函数为 “ 空函数” 。 这种空函数开始时只设计最 基本的模块( 空架子 ) 。 其他作为扩充功 能在以后需要时再加上， 这样可使程序 的结构清晰。 可读性好。 而且易于扩充。 C语言程序 中函数是可以互相调 用的。 所谓 函数调用就是在一个 函数体 中引用另外一个已经定义了的函数。 前 者称为主调用函数 ， 后者称为被调用函 数。 主调用 函数调用被调 用函数 的一般 形式 为： 函数名 ( 实际参数表列) 其 中 ， “ 函数名”指 出被调 用的 函数 。 “ 实际参数表列”中可以包含多个 实际参数 ，各个参数之间用逗号隔开。 实际参数的作用是将它的值传递给被 维普资讯 调用函数 中的形式参数。需要注意的 是 ， 函数调用中的实际参数与函数定义 中的形式参数必须在个数、 类型及顺序 上严格保持一致， 以便将实际参数的值 正确地传递给形式参数。 否则在函数调 用时会产生意想不到的错误结果。 如果 调用的是无参函数， 则可以没有实际参 数表列， 但圆括号不能省略。 C语言 中可 以采用三种方式完成 函数的调用。 1 函数语句 在主调函数中将函数调用作为一 条语句， 例如： f u n 1 ( ) ： 这是无参调用 ， 它不要求被调函数 返回一个确定的值 ， 2 函数表达式 只要求它完成一定的操作。 在主调函数中将函数调用作为一 个运算对象直接出现在表达式中 这种 表达式称为函数表达式。例如 ： c = p o w e r ( x ， n ) + p o w e r ( y ， m) ： 这其实是一个赋值语句 ， 它包括两 个函数调用， 每个函数调用都有一个返 回值 ， 将两个返回值相加的结果。 赋值 给变量 c 。因此这种函数调用方式要求 被调函数返回一个确定的值。 3 函数参数 在主调函数中将函数调用作为另 一 个函数调用的实际参数。例如： m= ma x ( a ， ma x ( b， c ) ) ： ma x ( b， c ) 是一次函数调 用 ， 它的 返回值作为函数 ma x另一次调用的实 参。最后 m的值为变量 a 、 b 、 c三者中 值最大者。 这种在调用一个函数的过程中又 调用了另外一个函数的方式 ， 称为嵌套 函数调用。 在一个函数中调用另一个函数( 即 被调函数 ) ， 需要具备如下的条件： 1 被调用的函数必须是已经存在 的函数( 库函数或者用户 自定义过的 函数 ) 。 2 如果程序使用了库函数， 或者使 用不在同一文件中的另外的自定义函 数 ，则要程序的开头用 # i n c l u d e预处 理命令将调用有关函数时所需要的信 息包含到本文中来。对于自定义函数 ， 如果不是在本文件中定义的， 那么在程 序开始要用 e x t e r n 修饰符进行原型声 明。 使用库函数时， 用 # i n c lu d e 的形式 ， 使用自己编辑的函数头文件等 时， 用 # i n c l u d e “ h c ” 的格 式。 下面做几个实验。 在 L E D 1 6 2字符液晶试验板上 实现参数传递的函数调用。 数码管的低 2位显示 3和 8 。3号键按下后( 即 P 3 0为低) 调用交换子函数 s wa p ， 使得数 码管的低 2位交换显示为8和 3 。 在我的文档中建立一个文件 目录 ( c s 2 6) 。 然后 建立 c s 2 6 u v 2的工程 项 目， 最后建立源程序文件 ( c s 2 6 c o 输入 下面的程 序 ： # in c l u d e 序号( 以下同 ) ： 1 # d e f i n e u c h a r u n s i g n e d c h a r 2 u c h a r c o d e S E G 7 【 1 O = O x c O ， O x f 9 ， 0 x a 4 ， O x b O ， 0 x 9 9 ， 0 x 9 2 ， 0 x 8 2 ，0 x f 8 ， 0 x 8 0 ， 0 x 9 0 ； 3 s b it P 3 0 =P 3 O ： 4 u c h a r n u r n b e r l ， n u mb e r 2 ； 5 = ： = = = = = = = = = = = = = = = - - - 6 v o id s wa p ( u c h a r x u c h a r y ) ； 7 = = =： = = = = = = = = = = = = = = = = = 8 v o id ma in ( v o id ) 9 1 0 u c h a r a ， b ： 1 1 n u mb e r 1 = 3 ； n u mb e r 2 = 8 ； 1 2 a = n u mb e r l ： b =n u mb e r 2 ； 1 3 wh il e ( 1 ) 1 4 1 5 P 1 = S E G 7 n u mb e r 1 ： 1 6 P 0 = S E G 7 n u m b e r 2 ； 1 7 P 3 = 0 x 0 f ； 1 8 if ( ! P 3 _ 0 ) s wa p ( a ， b ) ： 1 9 2 0 2 1 = = = = = = = = = = = = = = = = = = = ： 2 2 v o id s wa p ( u c h a r x ， u c h a r Y ) 2 3 2 4 n u mb e r 1 = y ； 2 5 n u mb e r 2 = x ； 2 6 2 7 编译通过后，将生成的 c s 2 6 h e x 文件烧录到 8 9 S 5 1芯片中，将芯片插 入到 L E D 1 6 2字符液晶试验板上 试 验板上接通 9 V电源， 右边 2个 L E D数 码管显示“ 3 8 ” 。按下 3号键右边 2个 L E D数码管显示“ 8 3 ” 。 我们分析一下程序 。 序号 1( 程序解释 以下同 ) ：包含 头文件 REG51 H。 序号 2 ： 数据类型的宏定义。 序号 3 ： 数码管 0 9的字形码。 序号 4 ： 定义 P 3 O 。 序号 5 ： 定义两个无符号的字符型全局变量 n umber 1 、 n u mbe r 2 o 序号 6 ： 程序分隔。 序号 7 ： 子函数 s wa p声明。 序号 8 ： 程序分 隔。 序号 9 ： 定义 函数名 为 ma i n的主函数。 序号 1 0： ma in主函数开始。 序号 1 1 ： 定 义无符号字 符型局部 变量 a、 b 。 序 号 1 2 ： n u mb e r 1赋 值 3 、 n u mb e r 2赋 值 8。 序 号 1 3： n u mb e r 1值 送 a、 n u mb e r 2 赋 值 送 b。 序号 1 4 ： 无限循环 。 序号 1 5 ： 无限循环语句开始。 序号 1 6 ： n u mb e r 1的值查表送 P 1口显示。 序号 1 7： n u mb e r 2的值查表送 P 0口显 示。 序号 侣 ： P 3口置 0 x 0 f ， 以便 读取 P 3 0的输 入状态。 序 号 1 9：如 果 P 3 0为 低 电 平 ， 调 用 s w a p子 函数 ，实现 n u mb e r 1 、 n u mb e r 2 两 个 数 的交 换 。 序号 2 O ： 无限循环语句结束。 序号 2 1 ： ma in主函数结束。 序号 2 2 ： 程序分 隔。 序号 2 3 ： 定 义函数名为 s wa p的子 函数 。 序号 2 4 ： s wa p子 函数开始 。 序号 2 5： y传递的值 送 n u mb e r 1 。 序号 2 6： x传递的值 送 n u mb e r 2 。 序号 2 7： s wa p子 函数结 束。 羹 羹 i 在 L E D 1 6 2字符 液晶试验板 上 实现三个数按大小自动排列。 数码管的 百、 十、 个位自动显示 a 、 b 、 c三个数中 的最大、 中间、 最小值。 在我的文档中建立一个文件 目录 ( c s 2 7 ) ， 然 后建 立 c s 2 7 u v 2的 工程 项 目。 最后建立源程序文件( c s 2 7 c o 输入下面 的程序 ： # i n c lu d e 序号 ( 以下同 ) ： 1 # d e f i n e u c h a r u n s ig n e d c h a r 2 维普资讯 u c h a r c o d e S E G7 1 0 = 0 x c 0 0 x f 9 0 x a 4 ， 0 x b 0 0 x 9 9 0 x 9 2 ， 0 x 8 2 0 x f 8 ， 0 x 8 0 0 x 9 0 ； 3 “4 v o id ma in ( v o id ) 5 6 u c h a r a = 3 b =1 ， c = 9 ： 7 “ “ 8 lf ( ( a 序号( 以下同 ) ： 1 # i n c lu d e 2 # d e f i n e u c h a r u n s i g n e d c h a r 3 # d e f i n e u i n t u n s i g n e d i n t 4 u c h a r c o d e S E G7 【 1 O 】 ： O x 3 f ， 0 x 0 6 ， 0 x 5 b 0 x 4 f ， 0 x 6 6 0 x 6 d O x 7 d O x 0 7 0 x 7 f 0 x 6 f ； 5 u c h a r A CT 4 = 0 x e f ， 0 x d f ， 0 x b f ， 0 x 7 f ； 6 广 7 in t C f ： 8 in t t e mp ； 9 u c h a r s t a t u s ； 1 0 1 1 v oi d k e y _s 1 ( v o id ) ； 1 2 v oid k ey _s 2 ( v o i d ) ； v o id k e y s 4 ( v o i d ) ； i n t c o n v ( i n t f i n ) ； v oid delay _1 ms ( v o id ) | | 、 3 | | 、 4 | | 、 5 1 6 1 7 ， v o id ma i n ( v o i d ) 1 8 i n t t e mp _ f t e mp c ： 1 9 wh i l e ( 1 ) 2 O f 2 1 k e y s 1 ( ) ：， 2 2 k e y _s 2 0 ；t t2 3 k e y _s 4 0 ； 2 4 if ( s t a t u s = = 0 ) 2 5 | | 笛 if ( f 5 0 ) t e mp = 0 ； 7 9 if ( t e mp = = 0 ) f + +； 8 0 if ( f 9 9 9 ) f = 9 9 9 ； 8 1 t e mp + +： 8 2 l 8 3 l 8 4 “ “ 8 v oid k ey _s 2 ( v o i d ) 8 6 8 7 P 2 = 0 x ff ； 8 8 if ( P 2 = 0 x f d ) 8 9 i f ( t e mp 5 0 ) t e mp = 0 ； 9 0 if ( t e mp = = 0 ) f - - ； 9 1 i f ( f = O 。 序号 3 9： 进入 if ( f = O 。 序号 6 3： 进 入 if ( c 0 ) 的否则语句。 序号 6 4 ： 显示摄氏温度的个位。 序号 6 5： 延时 1 ms 。 序号 6 6 ： 显示摄 氏温度的十位。 序号 6 7： 延时 1 ms 。 序号 6 8 ： 显示摄氏温度的百位。 序号 6 9： 延时 1 ms 。 序号 7 0： if ( c 0 ) 的否则语句结束。 序号 7 1 ： if ( s t a t u s = = 0 ) 的否则语句结束。 序号 7 2： 无限循环语句结束。 序号 7 3： ma i n主函数结束。 序号 7 4： 程序分隔。 序号 7 5：定义 函数 名为 k e y _ s 1的 S1键扫 描子 函数 。 序号 7 6 ： k e y _ s 1子函数开始。 序 号 7 7 ： P 2口置全高 。 准备读取输入状态。 序 号 7 8 ： 若 P 2为 O x f e ， 说 明 S 1键 被按下 。 进入 if ( P 2 = = 0 x f e ) 语句。 序号 7 9 ： t e mp的计数值范围在 0 5 0之间。 序号8 O ： 在 t e m p为0时改变( 增大) 华氏温 度值 f 。 使之与人眼的视觉相符。 序号8 1 ： 华氏温度值的最大输入值为 9 9 9 。 序号8 2 ： t e mp 计数值递增。 序号 8 3 ： i f ( P 2 = = 0 x f e ) 语句结束。 序号 8 4 ： k e y _ s 1子函数结束。 序号 8 5 ： 程序分 隔。 序号 8 6 ：定 义函数名为 k e y _ s 2的 S 2键扫 描子函数。 序号 8 7 ： k e y _ s 2子 函数开始 。 序号 8 8 ： P 2口置全 高 ， 准备读取 输入状态。 序号 8 9： 若 P 2为 O x f d， 说 明 S 2键被 按下 ， 进入 if ( P 2 = = 0 x f d ) 语句。 序号9 0 ： t e mp的计数值范围在0 5 0之间。 维普资讯 用增强型 5 1 实验板控制步进电机 今天。 我们为大家讲解一下步进电 机的基本原理以及其使用方法。 步进电机是一种将电脉冲转化为 角位移的执行机构。 在没有超出负载的 情况下， 步进电机的转动速度、 停止的 位置只取决于送给电机脉； 中 信号的频 率和脉冲数 ， 而不会受到负载变化的影 响 ， 如 ： 我们给步进电机加一个脉冲信 号 ， 电机 则转过一个步距 角。 在初中物理课上 ， 我们就 已经接 触到过电动机 的原理 ， 现在我们所接 触到的常规交流或直流电机 ， 都是加 上相应的电压后 ，电机开始转动 ， 断 电后电机则停止转动。但对于步进 电 机 ，我们既能控制它的转动 方向， 又 能控制它的转动速度 ， 如 ： 我们想让 它顺时针转 2圈 ，逆时针转 3圈， 或 者是先正转 4圈再反转 5圈。由此看 来， 步进电机的动作方式比常规 电机 显得 更为 灵活 、 方便 ， 多用性 。因此 它 已经涉及到了机械 、 电子及计算机等 众 多相 关行 业 ， 如 ： 打 印 机 ， 绘 图 仪 ， 机器人等应用。 我 们 所 使 用 的 是 1 2 V的 步 进 电 机 ，为了方便演示及方便我们学习， 我 们直接将步进电机插到实验板的专用 接口上 。 通过 5 V电源来供电。增强型 5 1实验板采用 U L N2 0 0 3步进 电机驱 动 电路 ， 驱动 端 E l 为 p O 0， p O 1 ， p 0 2 ， p O ， 3。 上面我们 曾讲到步 进电机是通 过脉冲量和频率来控制 电机 的运行 状况的 ， 因此 ， 我们 只要通过控制单 片 机 的 p O 0， p O 1， p 0 ， 2， p 0 3这 几个端 口的高低 电平 ，就可 以指定 步进 电机 的转动 方向及转 动速 度。 那么 ，该如何来控制这些端 口的电 平呢?其实很简单 ，用表 1表 2就 可非 常直观 地反 映步进 电机正 、 反 转的控制时序。 如果要使步进电机正转， 应该依次 给单片机 P C ) 口送 出如表 1所示的控 制 字 ， 即分 别向 P O口输 出 O x f e， O x f d ， O x f b， O x f 7四个值 即可 。 如果 要使步进电机反转 ， 应 该依 次 给单片机 P O口送出如表 2所示的控 制 字 ， 即 分 别 向 P O 口 输 出 O x f 7 ， O x f b ， O x f d。 O x f e这 四个值 即可 。 徐玮 步数 P O 3 P O 2 P O 1 P O 0 O x f e 1 1 1 1 O Ox f d 2 1 1 0 1 0 b 3 1 0 1 1 0 ) c l7 4 0 1 1 1 步 数 P O 3 P O 2 P O 1 P O 0 0 ) ( f 7 1 0 1 1 1 Ox I b 2 1 0 1 1 Ox f d 3 1 1 O 1 O x f e 4 1 1 1 O 下面我们动手做一下步进电机的 实验。 首先 。 将 5 1微型仿真器和步进电 机插到增强型 5 1实验板的相应端 口 上， 同时插上外接电源变压器。 注意： 步 进电机一共有 4条线， 但我们与实验板 相连的白色插口上共有 6个孔， 在插口 的最左边空出了一个位置， 用于标记插 口方 向， 如图 1所示。 然后安装仿真及编程软 件 K E I L ( 位于配套光盘“ 仿真软件 K E I L ” 目录 序号 9 1 ： 在 t e mp为 0时改变( 降低 ) 华氏温 序号 1 0 5 ： c o n y子函数开始 ， 定义整型局部 阵 图型液 晶显示模组( 邮购代号： L 2 ) ： 度值 f ， 使之与人眼的视觉相符。 变量 d d a t a 。 1 6 0 元 。5 V高稳定专用稳压电源( 邮购 序号9 2 ： 华氏温度值的最小输入值为一 5 0 0 。 序号 1 0 6 1 0 7 ： 数学计算。 代 号 ： D 1 ) ： 3 0 元 。每次邮费保价 费 1 2 黧 94 if(呻P2= =Oxfd)束 。 109 cony 。 95 k 序 号 ： 语 句 结 束 。 序 号 ： 子 函 数 结