第5章 MCS-51单片机C51程序设计_免费下载.ppt

1 08 53 单片机原理与接口技术 第5章MCS 51单片机C51程序设计 2 08 53 1 熟悉C51语法基础和程序结构 2 掌握C51结构化程序设计 3 掌握C51对单片机硬件的访问方法 4 掌握C51函数定义与调用 5 了解汇编语言和C51的混合编程 本章教学要求 3 08 53 5 1C51概述5 2C51语法基础5 2 1标识符和关键字5 2 2数据类型5 2 3运算符和表达式5 2 4程序结构 本章目录 5 3C51对MCS 51单片机的访问5 3 1存储类型5 3 2存储模式5 3 3对特殊功能寄存器的访问5 3 4对存储器和并行口的访问5 3 5位地址访问 4 08 53 5 4C51函数5 4 1函数的分类5 4 2函数的定义5 4 3函数的调用5 4 4对被调函数的说明5 4 5中断函数5 5C51结构化程序设计5 5 1顺序结构程序5 5 2选择结构程序 5 5 3循环结构程序5 6C51程序设计实例5 6 1查表程序5 6 2单片机内 外部资源应用程序设计5 6 3C51语言和MCS 51汇编语言混合编程5 6 4编程优化的概念习题与思考题 本章目录 5 08 53 5 1C51概述 C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 位操作能力强 适用于各种应用的程序设计 使用C语言进行单片机应用系统开发 具有编程灵活 调试方便 目标代码编译效率高的特点 C语言也是目前使用最广的单片机应用系统编程语言 由C语言编程的单片机应用程序 称为单片机C语言程序 MCS 51系列单片机开发系统的编译软件可以对51单片机C语言源程序进行编译 称为C51编译器 在C51编译软件中可进行51单片机C语言程序的调试 6 08 53 1 扩展了专门访问MCS 51单片机硬件的数据类型 2 存储类型按MCS 51单片机存储空间分类 3 存储模式遵循存储空间选定编译器模式 4 指针分为通用指针和存储器指针 5 函数增加了中断函数和再入函数 5 1C51概述 C51编译器针对MCS 51单片机硬件在下列几方面对ANSIC进行了扩展 7 08 53 使用具有C51编译扩展功能的C语言进行MCS 51单片机应用系统的开发编程 简称C51编程 C51编程具有以下特点 1 可管理内部寄存器和存储器的分配 编程时 无需考虑不同存储器的寻址和数据类型等细节问题 2 程序由若干函数组成 具有良好的模块化结构 可移植性好 便于项目维护管理 3 有丰富的子程序库可直接引用 从而大大减少用户编程工作量 提高编程效率 4 与汇编语言交叉编程 用汇编语言编写与硬件有关的程序 用C51编写与硬件无关的运算程序 充分发挥两种语言的长处 提高开发效率 5 1C51概述 8 08 53 C51编程和汇编语言编程过程一样 单片机C语言源程序经过编辑 编译 连接后生成目标程序 BIN和 HEX 文件 然后运行即可 调试51单片机C语言程序可用KeilC51编译器 注意 使用C51编程可以取代繁琐的汇编语言编程 但仍需要了解MCS 51单片机的硬件结构 所以对于单片机系统的开发应采用汇编语言与C51混合编程的方法更为有效 5 1C51概述 9 08 53 5 2C51语法基础 标识符用来标识源程序中某个对象的名字 这些对象可以是语句 数据类型 函数 变量 数组等 标识符由字符串 数字和下划线等组成 应该注意的是第一个字符必须是字母或下划线 不能用数字开头 如 1 a 是错误的 编译时会有错误提示 在C51编译器中 只支持标识符的前32位为有效标识 C51语言是区分大小写的一种高级语言 如 a 1 和 A 1 是两个完全不同的标识符 5 2 1标识符和关键字 标识符 10 08 53 C51中有些库函数的标识符是以下划线开头的 所以一般不要以下划线开头命名用户自定义标识符 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 关键字则是编程语言保留的特殊标识符 它们具有固定的名称和含义 在程序编写中不允许将关键字另做他用 C51中的关键字除了有ANSIC标准的32个关键字外 还根据MCS 51单片机的特点扩展了相关的关键字 C51关键字如表5 1所示 在C51的文本编辑器中编写C程序 系统可以把保留关键字以不同颜色显示 如int关键字的默认颜色为天蓝色 5 2 1标识符和关键字 关键字 11 08 53 5 2 1标识符和关键字 关键字列表 12 08 53 5 2 1标识符和关键字 关键字列表 13 08 53 5 2 1标识符和关键字 关键字列表 14 08 53 5 2 2数据类型 C51具有ANSIC的所有标准数据类型 其基本数据类型包括 char int short long float和double 对C51编译器来说 short类型和int类型相同 double类型和float类型相同 C51的数据类型 15 08 53 除此之外 为了更加有利地利用MCS 51的结构 C51还增加了一些特殊的数据类型 包括bit sbit sfr sfr16 数据类型如表5 2所示 5 2 2数据类型 C51的数据类型 16 08 53 char类型的长度是1B 通常用于定义处理字符数据的变量或常量 unsignedchar类型用字节中所有的位表示数值 可以表达的数值范围是0 255 signedchar类型用字节中最高位表示数据的符号 0表示正数 1表示负数 负数用补码表示 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 1 char字符类型 5 2 2数据类型 char字符类型 17 08 53 2 int整型 int整型长度为2B 用于存放一个双字节数据 signedint表示的数值范围是 32768 32767 字节中最高位表示数据的符号 0表示正数 1表示负数 unsignedint表示的数值范围是0 65535 5 2 2数据类型 int整型 18 08 53 long长整型长度为4B 用于存放一个四字节数据 分有符号long长整型signedlong和无符号long长整型unsignedlong 默认值为signedlong类型 signedint表示的数值范围是 2147483648 2147483647 字节中最高位表示数据的符号 0表示正数 1表示负数 unsignedlong表示的数值范围是0 4294967295 3 long长整型 5 2 2数据类型 long长整型 19 08 53 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 32 的单精度浮点型数据 占用4B 具有24位精度 5 2 2数据类型 float浮点型 20 08 53 5 指针型 指针型本身就是一个变量 在这个变量中存放着指向另一个数据的地址 这个指针变量要占据一定的内存单元 对不同的处理器长度也不尽相同 在C51中它的长度一般为1 3个字节 5 2 2数据类型 指针型 21 08 53 bit位标量是C51编译器的一种扩充数据类型 利用它可定义一个位标量 它的值是一个二进制位 不是0 就是1 类似一些高级语言中的boolean型数据的True和False 6 bit位标量 5 2 2数据类型 bit位标量 22 08 53 7 sfr特殊功能寄存器 sfr是一种C51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MCS 51单片机内部的所有特殊功能寄存器 如用sfrP1 0 x90定义一个特殊功能寄存器变量 P1 0 x90是指51单片机的P1端口地址90H 变量P1即指51单片机的P1端口 在后面的语句中可以用P1 255 对P1端口的所有引脚置高电平 之类的语句操作特殊功能寄存器 5 2 2数据类型 sfr特殊功能寄存器 23 08 53 8 sfr1616位特殊功能寄存器 sfr16也是一种C51扩充数据类型 用于定义存在于MCS 51单片机内部RAM的16位特殊功能寄存器 如定时器T0和T1 sfr16型数据占用2个内存单元 取值范围为0 65535 5 2 2数据类型 16位特殊功能寄存器 24 08 53 sbit也是一种C51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 定义方法有如下三种 1 sbit位变量名 位地址将位的绝对地址赋给位变量 位地址必须位于80H FFH 特殊功能寄存器的位地址 之间 2 sbit位变量名 特殊功能寄存器名 位位置当可寻址位位于特殊功能寄存器中时 可采用这种方法 位位置是一个0 7之间的常数 3 sbit位变量名 字节地址 位位置这种方法是以一个常数 字节地址 作为基地址 该常数必须在80H FFH 特殊功能寄存器的字节地址 之间 位位置是一个0 7之间的常数 9 sbit可寻址位 5 2 2数据类型 sbit可寻址位 25 08 53 MCS 51单片机中的特殊功能寄存器及其可寻址位 已被预先定义放在文件reg51 h中 在程序的开头只需加上 include或 include即可 另外 bit还可访问MCS 51单片机片内20H 2FH范围内的位对象 C51编译器提供了一个bdata存储器类型 允许将具有bdata类型的对象放入MCS 51单片机片内可位寻址区 5 2 2数据类型 reg51 h 26 08 53 sbit和bit的区别 sbit定义特殊功能寄存器中的可寻址位 而bit则定义了一个普通的位变量 一个函数中可包含bit类型的参数 函数返回值也可为bit类型 5 2 2数据类型 sbit和bit 27 08 53 5 2 3运算符和表达式 C51算术运算符有五种 加法运算符或正号 减法运算符或负号 乘法运算符 除法运算符 模 求余 运算符优先级 先乘除 后加减 先括号内 再括号外 结合性 自左至右方向 模运算即求余数 如 7 3 结果是7除以3所得余数1 1 C51的算术运算符 算术运算符 28 08 53 C51关系运算符有六种 大于 大于等于 相等 不相等优先级 前四个高 后两个 和 级别低 结合性 自左至右方向 关系表达式的结果是逻辑值 真 或 假 C51中以 1 代表真 0 代表假 2 C51关系运算符 5 2 3运算符和表达式 关系运算符 29 08 53 C51逻辑运算符有三种 逻辑与 逻辑或 逻辑非优先级 逻辑非 最高 结合性 和 自左至右方向 自右至左方向 运算符的两边为关系表达式 逻辑表达式和关系表达式的值相同 以 0 代表假 以 1 代表真 3 C51逻辑运算符 5 2 3运算符和表达式 逻辑运算符 30 08 53 C51按位操作运算符有六种 按位与 位取反 按位或 位右移注 移位操作为补零移位 位运算符只能对整形和字符型运算 不能对实型数据运算 如 chara 0 x0f 表达式a a值为0 xf0 如 chara 0 x22 表达式a 2值为0 x88 即a值左移两位 移位后空白位补0 位操作运算符 5 2 3运算符和表达式 4 C51位操作运算符 31 08 53 自增1 自减1自增 自减运算符可以在变量的前面或后面使用 如 i或 I 意为在使用i之前 先使i值加1或减1 如 i 或i 意为在使用变量i之后 再使i值加1或减1 例如 定义整型变量 inti 6 并有j i 则j值为7 i值也为7 而如有j i 则j值为6 i值为7 5 自增 自减运算符 5 2 3运算符和表达式 运算符 32 08 53 6 赋值运算符 赋值将 右边的值赋给 左边的变量 注 不是相等运算符 5 2 3运算符和表达式 赋值运算符 33 08 53 C51提供了十种复合赋值运算符 采用符合赋值运算的目的是为了简化程序 提高C51程序的编译效率 例 a b相当于a a b a b相当于a a b 7 复合赋值运算符 5 2 3运算符和表达式 复合赋值运算符 34 08 53 8 对指针操作的运算符 取地址运算符 指针运算符注意 与 的用法意义如下 与按位与运算符的差别 如果 为 与 运算 运算符的两边必须为变量或常量 如a c b 是取地址运算时 如a b 与指针定义时指针前的 的差别 如char pt 这里的 只表示pt为指针变量 不代表间址取内容的运算 而c b 是将以b的内容为地址的单元内容送c变量 C51运算的优先级 非 算术运算 关系运算 和 赋值运算 5 2 3运算符和表达式 指针操作的运算符 35 08 53 5 2 4程序结构 与ANSIC一样 C51的程序是一个函数定义的集合 可以由任意个函数构成 其中必须有一个主函数main 程序的执行是从主函数main 开始的 调用其他函数后返回主函数main 最后在主函数中结束整个程序 而不管函数的排列顺序如何 函数定义的集合 36 08 53 全局变量说明 可被各函数引用 类型说明main 主函数 声明部分语句部分 类型说明函数名1 形式参数表 函数1 声明部分语句部分 类型说明函数名n 形式参数表 函数n 声明部分语句部分 5 2 4程序结构 程序的组成 37 08 53 5 3C51对MCS 51单片机的访问 MCS 51单片机的存储器分为片内数据存储器 特殊功能寄存器 片外数据存储器 片内程序存储器和片外程序存储器 在C51中访问这些存储器时 是通过定义不同存储类型的变量 以说明该变量所访问的存储器位置 5 3 1存储类型 C51访问存储器 38 08 53 1 data存储类型data存储类型变量可直接寻址片内数据存储区RAM 128字节 访问速度快 2 bdata存储类型bdata存储类型变量可位寻址片内数据存储区RAM 16个字节 允许位与字节混合访问 3 idata存储类型idata存储类型变量可间接寻址内部数据存储区 可访问全部内部地址空间 00 FFH 256字节 5 3 1存储类型 定义存储类型 39 08 53 4 pdata存储类型pdata存储类型变量可以分页 256B 寻址由指令MOVX Ri访问的片外RAM空间 5 xdata存储类型xdata存储类型变量可以寻址由指令MOVX DPTR访问的64KB片外RAM空间 6 code存储类型code存储类型变量可以寻址由指令MOVC A DPTR访问的64KB片内外ROM空间 定义存储类型 5 3 1存储类型 40 08 53 5 3 2存储模式 存储模式决定了变量的默认存储类型和参数传递区 变量定义不明确存储类型时使用默认值 C51有三种存储模式 SMALL LARGE和COMPACT 变量的存储类型 41 08 53 5 3 2存储模式 变量的存储类型 42 08 53 数据存储模式的设定有两种方式 1 使用预处理命令设定数据存储模式需在程序的第一句加预处理命令 如 pragmasmall 设定数据存储模式为小编译模式 pragmacompact 设定数据存储模式为紧凑编译模式 pragmalarge 设定数据存储模式为大编译模式 2 使用编译控制命令设定数据存储模式用C51编译程序对C51源程序进行编译时 使用编译控制命令 格式如下 C51源程序名SMALLC51源程序名COMPACTC51源程序名LARGE 5 3 2存储模式 存储模式的设定 43 08 53 例如 C51源程序为file1 C 若使程序中的变量存储类型和参数传递区限定在外部数据存储区 即设定数据存储模式为COMPACT 紧凑编译模式 方法1 在程序的第一句加预处理命令 pragmacompact 方法2 用C51对file1 C进行编译时 使用编译控制命令 C51file1 CCOMPACT 5 3 2存储模式 存储模式的设定 44 08 53 5 3 2存储模式 例5 1 变量和函数的存储模式设置 pragmasmall 默认存储类型为MCS 51直接寻址片内RAM chardatai j k 在MCS 51片内直接寻址RAM中定义了3个变量 默认为自动变量 chari j k 未指明存储类型 由 pragmasmall决定 与前一句完全等价 intxdatam n 在MCS 51片外RAM中定义了两个自动变量 staticcharm n 在MCS 51片内直接寻址RAM中定义了两个静态变量 存储模式举例 45 08 53 unsignedcharxdataram 10 在MCS 51片外RAM中定义了大小为10B的数组变量 intfunc1 inti intj large 指定函数中变量是LARGE模式 return i j intfunc2 inti intj 未指明存储模式 按默认的SMALL模式 return i j 5 3 2存储模式 存储模式举例 46 08 53 5 3 3特殊功能寄存器的访问 MCS 51系列单片机片内有21个特殊功能寄存器 SFR 分散在片内RAM区的0 x80 0 xFF地址范围内 对SFR的操作只能用直接寻址方式 为了能直接访问这些特殊功能寄存器 C51提供了定义SFR的方法 这与ANSIC不兼容 只适用于MCS 51系列单片机 定义SFR的方法 47 08 53 sfr数据类型 用sfr定义特殊功能寄存器名的语法如下 Sfr特殊功能寄存器名 整型常量 例如 sfrPSW 0 xD0 定义程序状态字PSW 因MCS 51单片机的PSW地址为D0H sfrTMOD 0 x89 定义定时 计数器方式控制寄存器TMOD 因MCS 51单片机的TMOD地址为89H sfrP1 0 x90 定义P1口 因MCS 51单片机的P1口地址为90H sfrSCON 0 x98 定义串口控制寄存器SCON 因MCS 51单片机的SCON地址为8H 5 3 3特殊功能寄存器的访问 1 用sfr数据类型访问特殊功能寄存器 48 08 53 2 用sbit数据类型访问可位寻址的特殊功能寄存器中的位 MCS 51系列单片机片内21个特殊功能寄存器 SFR 中有11个特殊功能寄存器是可位寻址的 访问这些可位寻址的特殊功能寄存器中的位的方法可由关键字sbit定义特殊功能寄存器位寻址数据类型来实现 定义特殊功能寄存器位名的语法有下列三种 5 3 3特殊功能寄存器的访问 sbit数据类型 49 08 53 sbit特殊功能寄存器位名 特殊功能寄存器名 整型常量其中 特殊功能寄存器名是已由sfr定义了的特殊功能寄存器名 整型常量是位可寻址特殊功能寄存器中的位 是一个0 7之间的常数 sbit特殊功能寄存器位名 整型常量1 整型常量2其中 整型常量1是指可位寻址特殊功能寄存器的字节地址 在80H FFH之间 整型常量2是指该寄存器中的位 是一个0 7之间的常数 sbit特殊功能寄存器位名 整型常量其中 整型常量是可位寻址特殊功能寄存器的绝对位地址 位于80H FFH之间 5 3 3特殊功能寄存器的访问 定义方法 50 08 53 5 3 3特殊功能寄存器的访问 sfrPSW 0 xD0 首先定义程序状态字PSW 因MCS 51单片机的PSW地址为D0H sbitOV PSW 2 在前面定义了PSW后 OV位于PSW的第2位 sbitAC 0 xD0 6 D0H是程序状态字PSW的字节地址 辅助进位标志位AC位于PSW的第6位 sbitRS0 0 xD0 3 工作寄存器组控制位RS0位于PSW的第3位 sbitCY 0 xD7 进位标志位Cy的绝对位地址为D7H 标准SFR在reg51 h reg52 h等头文件中已经被定义 只要用文件包含做出申明即可使用 实例 51 08 53 例5 2特殊功能寄存器的访问 include reg51 h sbitP10 P1 0 定义P10为P1口第0位 即P1 0口 sbitP12 P1 2 定义P12为P1口第2位 即P1 2口 voidmain P10 1 置位P1 0口 P12 0 复位P1 2口 PSW 0 x08 程序状态字置0 x08 5 3 3特殊功能寄存器的访问 应用实例 52 08 53 5 3 4存储器和并行口的访问 MCS 51单片机片内有128个字节的RAM区 00H 7FH 可扩展片外64KB的ROM和RAM 有P0 P1 P2 P3四个8位双向并行I O口 每个端口可以按字节输入或输出 也可以按位进行输入或输出 四个口共32根口线 使用C51编程时 片内 外存储器 片内I O口与片外扩展I O口可以统一在头文件中定义 也可以在程序中进行定义 一般在程序开始的位置 C51定义存储器 并行口方法如下 在头文件中定义 53 08 53 1 对存储器使用绝对地址访问 C51编译器提供了一组宏定义用来对MCS 51系列单片机的CODE DATA PDATA和XDATA空间进行绝对地址访问 函数原型如下 defineCBYTE unsignedcharvolatile 0 x50000L defineDBYTE unsignedcharvolatile 0 x40000L definePBYTE unsignedcharvolatile 0 x30000L defineXBYTE unsignedcharvolatile 0 x20000L defineCWORD unsignedintvolatile 0 x50000L defineDWORD unsignedintvolatile 0 x40000L definePWORD unsignedintvolatile 0 x30000L defineXWORD unsignedintvolatile 0 x20000L 这些函数原型放在absacc h文件中 5 3 4存储器和并行口的访问 绝对地址访问 54 08 53 CBYTE以字节形式对CODE区寻址 DBYTE以字节形式对DATA区寻址 PBYTE以字节形式对PDATA区寻址 XBYTE以字节形式对XDATA区寻址 CWORD以字形式对CODE区寻址 DWORD以字形式对DATA区寻址 PWORD以字形式对PDATA区寻址 XWORD以字形式对XDATA区寻址 5 3 4存储器和并行口的访问 绝对地址访问 55 08 53 例5 3使用绝对地址访问存储器 include include defineuintunsignedint defineucharunsignedcharvoidmain void uintui var1 ucharuc var1 ui var1 XWORD 0 x0000 访问外部RAM的0000H 0001H地址的内容 uc var1 XBYTE 0 x0002 访问外部RAM的0002H地址的内容 XWORD 0 x0000 0 xAABB 将0 xAABB送入外部RAM的0000H 0001H地址中 XBYTE 0 x0002 0 xAA 将0 xAA送入外部RAM的0002H地址中 for 5 3 4存储器和并行口的访问 绝对地址访问 56 08 53 2 对存储器使用指针访问 采用指针的方法 可实现在C51程序中对任意指定的存储器地址进行操作 例5 4使用指针访问存储器 defineucharunsignedchar defineuintunsignedintvoidtest memory void ucharidataivar1 定义一个指向idata存储空间的变量 ucharxdata xdp 定义一个指向XDATA存储器空间的指针 chardata dp 定义一个指向DATA存储器空间的指针 5 3 4存储器和并行口的访问 指针访问 57 08 53 ucharidata idp 定义一个指向IDATA存储器空间的指针 xdp 0 x1000 XDATA指针赋值 指向XDATA存储器地址1000H处 xdp 0 x5A 将数据5AH送到XDATA区的1000H单元 dp 0 x61 DATA指针赋值 指向DATA存储器地址61H处 dp 0 x23 将数据23H送到DATA区的61H单元 idp 数据16H送到IDATA区的变量ivar1所在的地址单元中 等价于ivar1 0 x16 5 3 4存储器和并行口的访问 指针访问 58 08 53 3 C51定义片内I O口 单片机内部并行口可用关键字sfr定义 I O口定义格式举例 sfrP0 0 x80 定义P0口 地址80H sfrP1 0 x90 定义P1口 地址90H 5 3 4存储器和并行口的访问 sfr定义片内I O 59 08 53 操作片内I O口 例5 5操作片内I O口sfrP1 0 x90 定义P1口 地址90H sfrP3 0 xB0 定义P3口 地址B0H sbitDIPswitch P1 4 P1口第4位 P1 4口 为DIP开关的输入 sbitLEDgreen P3 5 P3口第5位 P3 5口 为LED的输出 voidmain unsignedcharinval 0 for if DIPswitch 1 检查P1 4口输入是否为高 inval P1 P1口0 3位输出与P3口的0 3位相或输出 5 3 4存储器和并行口的访问 60 08 53 4 C51定义外部并行口 对片外扩展的I O口 则根据其硬件译码地址 将其看作片外数据存储器的一个单元 使用 define语句进行定义 用指针定义 指针的定义在absacc h头文件中 5 3 4存储器和并行口的访问 define语句定义片外I O 61 08 53 操作片外I O口 例5 6操作片外I O口 include absacc h definePAXBYTE 0 xffec 将PA定义为外部I O口 地址为0 xffec voidmain PA 0 x5A 将数据5AH写入地址为0 xffec的存储单元或I O端口 在头文件或程序中对片内 外I O口进行定义以后 在程序中就可以使用这些口了 定义口地址的目的是为了便于C51编译器按MCS 51单片机系统的实际硬件结构建立I O口变量名与其实际地址的联系 以便程序员能用软件模拟MCS 51单片机系统的硬件操作 5 3 4存储器和并行口的访问 62 08 53 5 3 5位地址访问 C51编译器支持bit数据类型 在C51程序中可以使用bit数据类型对位地址进行操作 C51对位变量的定义有3种方法 1 用bit关键字定义C51位变量2 通过指定函数中参数为bit类变量3 定义位寻址存储区的位变量 位变量定义 63 08 53 5 3 5位地址访问 1 用bit关键字定义C51位变量例如 bitlock 将lock定义为位变量 bitdirention 将direction定义为位变量 bitdisplay 将display定义为位变量 注意 不能定义位变量指针 也不能定义位变量数组 用bit定义位变量 64 08 53 例如 bitfun bita1 bita2 return a1 5 3 5位地址访问 2 通过指定函数中参数为bit类变量 函数参数为位变量 65 08 53 位寻址存储区的位变量定义 3 定义位寻址存储区的位变量C51编译器允许数据类型为bdata的变量放入片内RAM可位寻址区中 例如 先定义变量的数据类型和存储类型 然后使用sbit定义位变量 bdataintibdata ibdata定义为bdata整型变量 bdatacharcarry 5 carry定义为bdata字符数组 sbitmybit0 ibdata 0 mybit0定义为ibdata的第0位 sbitmybit15 ibdata 15 mybit15定义为ibdata的第15位 5 3 5位地址访问 66 08 53 位寻址存储区的位变量定义 sbitarrybit07 carry 0 7 arrybit07定义为carry 0 的第7位 sbitarrybit37 carry 3 7 arrybit37定义为carry 3 的第7位 arrybit37 0 carry 3 的第7位赋值为0 位寻址 carry 0 A carry 0 赋值为 A 字节寻址 位置 操作符 后的最大值取决于指定的基本数据类型 对于char而言是0 7 对于int而言是0 15 对于long而言是0 31 5 3 5位地址访问 67 08 53 5 4C51函数 C51程序是由一个个函数构成的 在构成C51程序的若干个函数中 必须有一个主函数main 主函数可根据需要来调用其它函数 同一个函数可以在不同的地方被调用 68 08 53 5 4 1函数的分类 从用户使用角度划分 函数分为库函数和用户自定义函数 库函数 是编译系统为用户设计的一系列标准函数 用户只需调用 而无需自己去编写这些复杂的函数 在调用前要先使用 include包含命令包含和该函数有关的头文件 然后才能调用 如前面所用到的头文件reg51 h等 每一种头文件中包括一系列函数 用户自定义函数 是用户根据任务编写的函数 从用户使用角度分类 69 08 53 从函数定义形式上可划分为三种 无参函数 有参函数和空函数 无参函数 函数中无参数定义 该函数调用时无参数传递 有参函数 函数中定义形式参数 在调用函数时 实际参数值传递给形式参数 调用后返回结果给调用它的函数使用 空函数 函数中无参数 也无语句 该函数可以调用但没有任何功能 该函数是为了开发程序时将一些非基本模块的功能函数定义成空函数 先占好位置 以后再用编好的函数替换它 5 4 1函数的分类 从函数定义形式分类 70 08 53 5 4 2函数的定义 函数类型函数名 函数体语句 如果函数没有返回值 可以将返回值类型设为void 函数以 开始 以 结束 1 无参函数的定义 无参函数定义 71 08 53 例5 7无参函数的定义与调用 includevoidfun1 printf ThisisaC51Program n voidmain fun1 5 4 2函数的定义 无参函数定义 72 08 53 2 有参函数的定义 函数类型函数名 形式参数表列 函数体语句return 返回形参名 其中形式参数表列的各项要用 隔开 通过return语句将需返回的值返回给调用函数 5 4 2函数的定义 有参函数定义 73 08 53 例5 8有参函数的定义与调用 voidfun2 inta intb intsum sum a b returnsum voidmain intx 123 y 456 sum sum fun2 x y 5 4 2函数的定义 有参函数定义 74 08 53 空函数定义 3 空函数的定义函数类型函数名 函数可以将返回值类型设为void 例5 9空函数的定义与调用 voidfun3 voidmain fun3 5 4 2函数的定义 75 08 53 5 4 3函数的调用 函数调用的一般形式为 函数名 实际参数表列 函数的调用方式有三种 1 把被调函数作为主调函数中的一个语句 例如fun1 2 把被调函数作为表达式的一个运算对象 例如sum 2 fun2 x y 3 把被调函数作为另一个函数的参数 例如printf sumis d n fun2 x y 函数调用形式 76 08 53 5 4 4对被调函数的说明 函数调用必须具有以下条件 1 被调用函数必须是已经存在的函数 库函数和用户自定义函数 2 调用库函数需要 include包含和该函数有关的头文件 然后才能调用 3 调用用户自定义函数 如果被调函数出现在主调函数之后 在主调函数前应对被调函数作声明 形式为 函数类型函数名 形参表列 函数调用条件 77 08 53 例5 10函数的定义与声明voidmain 主函数 intfun1 inta intb 函数声明 intd u 3 v 2 d 2 fun1 u v intfun1 inta intb 函数定义 intc c a b return c 5 4 4对被调函数的说明 函数的定义与声明 78 08 53 intfun1 inta intb intc c a b return c voidmain intd u 3 v 2 d 2 fun1 u v 5 4 4对被调函数的说明 函数的定义与声明 上例中被调函数在主调函数之后 在主调函数一开始对被调函数进行了声明 若被调函数出现在主调函数之前时 可以不对被调函数进行声明 上例可修改为 79 08 53 5 4 5中断函数 中断服务程序在C51程序中是以中断函数的形式出现的 中断函数的格式为 void函数名 interruptnusingm 函数体语句 interrupt是中断函数的关键字 n是中断号 MCS 51的中断号与中断源的对应关系如表5 5所示 using是指定中断函数中选用工作寄存器组的关键字 m是0 3范围的常数 若不用该选项 编译器会自动选择默认工作寄存器组 0组寄存器 中断函数的格式 80 08 53 表5 5MCS 51中断源和中断的关系 void函数名 interruptnusingm 5 4 5中断函数 中断函数的中断号 81 08 53 例 voidT0 srv void interrupt1using1 定时 计数器0中断函数 定时 计数器0中断服务程序 5 4 5中断函数 中断函数举例 82 08 53 编写中断函数要点 1 中断函数不能进行参数传递 2 中断函数没有返回值 应定义为void型 3 禁止对中断函数的直接调用 4 如果中断函数调用了其他函数 被调函数与中断函数使用相同的寄存器组 5 中断函数最好写在程序尾部 void函数名 interruptnusingm 5 4 5中断函数 编写中断函数要点 83 08 53 5 5C51结构化程序设计 C51程序是一种结构化程序 由若干模块组成 每个模块中包含若干个基本结构 而每个基本结构中可以有若干条语句 基本结构有三种 顺序结构选择结构循环结构 三种结构程序 84 08 53 顺序结构是一种最基本 最简单的程序结构 在这种结构中 语句被依次逐条地顺序执行 例5 11一乘法程序 乘积放在外部RAM的0000H单元 voidmain unsignedlongxdata p 设定p是指向外部RAM区的unsignedlong指针 unsignedlongx 12345 y 67890 mum mum x y p 0 p指向外部RAM区0000H单元 p mum 乘积存入外部RAM区0000H单元 5 5 1顺序结构程序 顺序结构 85 08 53 5 5 2选择结构程序 用if语句可以构成选择结构 它根据给定的条件进行判断 以决定执行某个分支程序段 语言的if语句有三种基本形式 1 单分支语句if 条件表达式 语句组 其语义是 如果条件表达式的值为真 则执行其后的语句组 否则不执行其后的语句组 单分支语句执行过程可表示为图5 1所示 单分支结构 86 08 53 单分支结构举例 例5 12寻找两个数中的大数输出voidmain unsignedxdata p unsigneda 35 b 78 max max a if max b max b p 0 p指向外部RAM区0000H单元 p max 最大值存入外部RAM区0000H单元 5 5 2选择结构程序 87 08 53 2 双分支语句if 条件表达式 语句组1 else语句组2 5 5 2选择结构程序 双分支结构 其语义是 如果条件表达式的值为真 则执行语句组1 否则执行语句组2 其执行过程可表示为图5 2所示 88 08 53 例5 13寻找两个数中的大数输出 include reg51 h voidmain unsignedxdata p unsigneda 35 b 78 max if a b max a elsemax b p 0 p指向外部RAM区0000H单元 p max 最大值存入外部RAM区0000H单元 5 5 2选择结构程序 双分支结构举例 89 08 53 3 多分支语句当有多个分支选择时 可采用if else if语句结构 其一般形式为 if 条件表达式1 语句组1 elseif 条件表达式2 语句组2 elseif 条件表达式3 语句组3 elseif 条件表达式n 语句组n else语句m 5 5 2选择结构程序 多分支结构 其语义是 依次判断条件表达式的值 当出现某个条件表达式的值为真 非0 时 则执行其对应的语句组 然后跳到整个if语句之外继续执行程序 如果所有的表达式的值均为假 0 则执行语句组m 然后继续执行后续程序 90 08 53 例5 14如图5 3所示 单片机P1口的P1 0和P1 1各接一个开关K1 K2 P1 4 P1 5 P1 6和P1 7各接一只发光二极管 由K1和K2的不同状态来确定哪个发光二极管被点亮 程序如下 5 5 2选择结构程序 多分支结构举例 91 08 53 include reg51 h voidmain chara a P1 a a 5 5 2选择结构程序 多分支结构举例 92 08 53 4 开关选择switch语句 switch语句结构的一般形式为 switch 表达式 case常量表达式1 语句组1 case常量表达式2 语句组2 case常量表达式n 语句组n default 语句组n 1 5 5 2选择结构程序 多分支结构 其语义是 计算表达式的值 并逐个与其后的常量表达式值相比较 当表达式的值与某个常量表达式的值相等时 即执行其后的语句组 然后继续执行后面所有的case语句 但不再进行判断 如表达式的值与所有case后的常量表达式的值均不相等时 则执行default后的语句 93 08 53 例5 15用switch语句完成例5 14任务 程序如下 includevoidmain chara a P1 a a 5 5 2选择结构程序 多分支结构举例 94 08 53 在使用switch语句时还应注意以下几点 1 在case后的各常量表达式的值不能相同 否则会出现错误 2 在case后 允许有多条语句 可以不用 括起来 3 各case和default子句的先后顺序可以变动 而不会影响程序执行结果 4 default子句可以省略不用 5 在每一case语句之后增加break语句 使每一次执行之后均可跳出switch语句 这样才能实现多分支结构 5 5 2选择结构程序 使用switch语句 95 08 53 5 5 3循环结构程序 循环结构程序的其特点是 在给定条件成立时 反复执行某程序段 直到条件不成立为止 给定的条件称为循环条件 反复执行的程序段称为循环体 语言提供了多种循环语句 可以组成各种不同形式的循环结构 语言提供的循环语句有 1 用while语句 2 用do while语句 3 用for语句 语言的循环语句 96 08 53 1 while循环语句 while循环语句的一般形式为 while 表达式 语句组其中表达式是循环条件 语句组为循环体 while语句的语义是 计算表达式的值 当值为真 非0 时 执行循环体语句组 5 5 3循环结构程序 while循环语句 97 08 53 例5 16前面的例5 15程序只能执行一遍 用while语句使其无穷循环执行 程序如下 includevoidmain chara while 1 循环条件表达式的值始终为1 无穷循环 a P1 a a 5 5 3循环结构程序 while循环语句 98 08 53 2 do while循环语句do while循环语句的一般形式为 do语句组while 表达式 5 5 3循环结构程序 do while循环语句 这个循环与while循环的不同在于 先执行循环体中的语句组 然后再判断表达式的值是否为真 如果为真 非0 则继续循环 如果为假 0 则终止循环 因此 do while循环至少要执行一次循环体内的语句组 do while循环语句流程图如图5 5所示 99 08 53 例5 17用do while语句实现例5 16 程序如下 includevoidmain chara do a P1 a a 循环条件表达式的值始终为1 无穷循环 5 5 3循环结构程序 do while循环语句 100 08 53 for循环语句 3 for循环语句for语句使用最为灵活 它完全可以取代while语句 for循环语句的一般形式为 for 表达式1 表达式2 表达式3 语句组for循环语句的执行过程如下 1 先求解表达式1 2 求解表达式2 若其值为真 非0 则执行for语句中指定的语句组 然后执行下面第3步 若其值为假 0 则转到第5步 结束循环 3 求解表达式3 4 转回上面第2步继续执行 5 循环结束 执行for语句的下一个语句 5 5 3循环结构程序 101 08 53 for循环语句 关于for循环语句的说明 for 表达式1 表达式2 表达式3 语句组 1 for循环中的 表达式1 循环变量初值 表达式2 循环条件 和 表达式3 循环变量增量 都是选择项 可缺省 但 不能缺省 2 省略了 表达式1 循环变量初值 则不对循环控制变量赋初值 3 省略了 表达式2 循环条件 则不作其他处理时便成为死循环 4 省略了 表达式3 循环变量增量 则不对循环控制变量进行操作 这时可在语句组中加入修改循环控制变量的语句 5 表达式1 循环变量初值 和 表达式3 循环变量增量 可同时省略 结果如同前面第2 4两种情况 6 3个表达式可同时省略 结果如前面第2 3 4三种情况的综合效果 7 表达式2一般是关系表达式或逻辑表达式 但也可是数值表达式或字符表达式 只要其值非零 就执行循环体语句组 5 5 3循环结构程序 102 08 53 例5 18用for语句实现例5 16 include reg51 h voidmain chara for 无循环条件 无穷循环 a P1 读P1口的值 a a 5 5 3循环结构程序 for循环语句举例 103 08 53 4 break语句 break语句通常用在循环语句和开关语句中 当break用于开关语句switch中时 可使程序跳出switch而执行switch以后的语句 当break语句用于do while for while循环语句中时 可使程序终止循环而执行循环结构后面的语句 通常break语句总是与if语句联在一起 即满足条件时便跳出循环 5 5 3循环结构程序 break语句 104 08 53 continue语句 continue语句的作用是跳过循环体中剩余的语句而强行开始执行下一次循环 continue语句只用在for while do while等循环体中 continue语句常与if条件语句一起使用 用来加速循环 5 5 3循环结构程序 5 continue语句 105 08 53 5 6C51程序设计实例 在许多单片机嵌入式应用系统中 经常采用查表法代替数学公式的计算 特别是对传感器的非线性补偿的场合 使用查表法比采用复杂的曲线拟合效果更好 可以将预先计算好的数据随程序装入到EPROM的一块指定区间 形成数据表 查表程序可以用数组实现 5 6 1查表程序 106 08 53 例5 19编写一个将摄氏温度转换为华氏温度的查表程序 已知摄氏