单片机C程序设计1

1、单片机C程序设计 (C Programming for MCU)第一章 概述2 2本课程总成绩成绩组成考核/评价环节分值平时成绩60%考勤10平时作业20上机测试30期末考试40%卷面成绩40教材：教材：C程序设计（第四版）程序设计（第四版），谭浩强，谭浩强 著著, 清华大学出版社清华大学出版社参考：参考：Arduino C语言编程实战语言编程实战，美美Jack Purdum 著，人民邮电出版社著，人民邮电出版社3本章目标本章目标n了解了解C语言的历史及现状；语言的历史及现状；n初步了解初步了解C程序的结构及其开发调试环境；程序的结构及其开发调试环境；n了解什么是单片机，与计算机有哪些差异；了

2、解什么是单片机，与计算机有哪些差异；n了解了解Arduino单片机硬件及开发工具；单片机硬件及开发工具；n写第一写第一个程序个程序Hello World。41.1 C语言概述语言概述51.1 C语言概述语言概述n程序设计程序设计(Programming): 为计算机解决问题所需的分析、设计、编写及调试程序过程。n程序设计语言程序设计语言(Programming Language): 用来表达程序的计算机能够执行的人工语言，用于人与计算机之间通讯的语言。61.1 C语言概述语言概述n信息交流（地位平等）信息交流（地位平等）有思维和推理有思维和推理n人机交流（命令方式）人机交流（命令方式）无思维和

3、推理，有计算与逻辑判断无思维和推理，有计算与逻辑判断n语法、句法规则灵活语法、句法规则灵活可省略可颠倒可省略可颠倒n语法、句法规则固定语法、句法规则固定一般不可省略、颠倒，必须按部就班一般不可省略、颠倒，必须按部就班n表达方式多种多样表达方式多种多样n算法多样算法多样7为什么要学为什么要学C程序设计程序设计nC语言仍是目前广泛使用的编程语言，主要特点：语言仍是目前广泛使用的编程语言，主要特点：l表达能力强，支持结构化程序设计；l语言简洁、紧凑、灵活；l代码效率高： C编写的程序仅比用汇编语言编写的程序相差20%；l可移植性好；l特别适合编写操作系统、编译程序、数据库系统、嵌入式软件嵌入式软件及

4、图形/图象处理等对性能要求高的软件；nC语言是目前广泛流行的面向对象语言语言是目前广泛流行的面向对象语言C+、C#及及Java的基础的基础8C语言历史语言历史Dennis Ritchie C语言之父语言之父K.Thompson UNIX之父之父CPL1963 英国剑桥英国剑桥BCPL1967 M.Richards马丁马丁理查德理查德B1970 K.Thompson肯肯汤普逊汤普逊C1972 Dennis Ritchie丹尼斯丹尼斯里奇里奇C+1983 B.Stroustrup本贾尼本贾尼斯特劳斯特卢普斯特劳斯特卢普9一个简单的一个简单的C程序：在屏幕上显示一行正文程序：在屏幕上显示一行正文例1

5、-1/* file: hello.c */ #include main( )printf(This is a C program.n);/* */ 为注释注释，不可嵌套#include为一条预处理预处理指令，当程序中用到输入/输出函数时，应在文件开始处加上该指令。 main为一函数名函数名。 由 括起来的部分为函数体函数体。函数名为一标识符标识符。 printf为一条输出语句语句，在C语言中分号（；）为语句的结束符。 printf为标准I/O库中标准输出函数。 为一字符串常量常量。 n为C语言转义字符转义字符，表示回车。10标识符标识符n在C语言中标识符定义为：由字母、数字、下划线（_）组成，

6、必须以字母或下划线开头。n标识符在C语言中可作为变量名变量名、常量名常量名、函数名函数名、参数名参数名、类型名类型名、枚举名枚举名和标号标号等。11C程序结构程序结构n一个C程序程序由一系列外部说明外部说明和函数函数组成；n一个函数函数则由局部变量说明变量说明及语句语句序列组成；n一个C程序可由一个或多个函数组成，但其中必有一个（也只能有一个）命名为main（主函数），其它函数可由用户任取名字。程序运行时必需从main开始，但main函数在程序中的前后位置没有关系 ；n组成C程序的各个函数可在一个源文件源文件上，也可以分放在多个文件上（函数不能跨文件），每个源文件可单独编译。C源文件必须以.c

7、作后缀（.h为C程序的头文件） ；12C程序的编辑、编译和运行13在在Windows下使用下使用VC编写及运行编写及运行C程序程序项目名项目名14创建一个控制台的空项目创建一个控制台的空项目15右键菜单右键菜单16输入输入C源源文件名文件名17编译及连接编译及连接Build编译及连编译及连接信息接信息运行运行Execute编辑编辑C程程序序18运行结果运行结果19一个简单的一个简单的C程序：在屏幕上显示一行正文程序：在屏幕上显示一行正文例1-2#include stdio.h /头文件void main() /*主函数*/int a,b,sum; /*定义变量*/a=123;b=456; /*

8、变量赋值*/sum=a+b; /*求和表达式*/printf(sum is %dn,sum); /*输出结果*/getchar(); /*输入任意字符关闭调试窗口*/20一个简单的一个简单的C程序：在屏幕上显示一行正文程序：在屏幕上显示一行正文练习1-1* Very Good!*#include stdio.hvoid main()printf(*nn); printf( Very Good! nn); printf(*nn); getchar(); 1.2 单片机概述21n单片机（Single-chip Microcomputer）：在在一个集成芯片中，集成有微处理器一个集成芯片中，集成有微

9、处理器CPUCPU、存储器、存储器RAMRAM和和ROMROM、基本的、基本的I IO O接口以及定时计数部件，接口以及定时计数部件，即在一个芯片上实现一台微型计算机的基本功能。即在一个芯片上实现一台微型计算机的基本功能。 微型计算机微型计算机单片机单片机计算机基本结构22匈牙利匈牙利籍数学家籍数学家冯冯诺依曼诺依曼在方案的设计上做出了重要的在方案的设计上做出了重要的贡献。贡献。1946年年6月，他又月，他又提出提出了了程序存储程序存储和和二进制运二进制运算算的的思想，进一步构建了思想，进一步构建了计算机由运算器、控制器、存计算机由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备组成储器、输入设备和

10、输出设备组成这一计算机的经典结构。这一计算机的经典结构。计算机基本结构计算机基本结构单片机的发展23l 19711971年，年，IntelIntel的的特德特德霍霍夫研制出第一个夫研制出第一个4 4位微处理器，位微处理器，Intel 4004Intel 4004。l 19761976年，年，IntelIntel研制研制出出MCS-48MCS-48系列系列8 8位的单片机，这也是单片机的问世。位的单片机，这也是单片机的问世。 80488048频率为频率为6MHz6MHz，64Byte RAM64Byte RAM，1KB ROM1KB ROM。l 19801980年年，IntelIntel在在MC

11、S-48MCS-48系列单片机的基础上，推出了系列单片机的基础上，推出了MCS-51MCS-51系列系列8 8位高档单位高档单片机片机。奠定了嵌入式应用的单片微型计算机的经典奠定了嵌入式应用的单片微型计算机的经典体系结构。体系结构。l 19811981年年后后，IntelIntel开放了开放了80518051核心技术，核心技术，PhilipsPhilips着力发展着力发展80C5180C51的控制功能及的控制功能及外围单元。外围单元。迅速迅速将将MCS-51MCS-51单片机推进到单片机推进到80C5180C51时代，形成了可以满足大量嵌入时代，形成了可以满足大量嵌入式应用的单片机系列产品。式

12、应用的单片机系列产品。Intel 4004Intel 80C51Arduino单片机24Arduino是一款便捷灵活、方便上手的开源电子原型平台。包含硬件（是一款便捷灵活、方便上手的开源电子原型平台。包含硬件（各种型号的各种型号的Arduino板）和软件（板）和软件（Arduino IDE)。由一个欧洲开发团队。由一个欧洲开发团队于于2005年冬季开发年冬季开发。马西莫马西莫班兹班兹Arduino硬件硬件25Arduino Uno采用采用ATmega328 8位位AVR 处理器，具有处理器，具有14个数个数字字IO接口，其中接口，其中3/5/6 /9/10/11引脚可作为引脚可作为6路路PWM输出，具有输出，具有6个模拟量接口，一个个模拟量接口，一个16MHz晶体振荡器晶体振荡器，SRAM 2K，Flash 32KbArduino MEGA 2560采用采用ATmega2560 8位位AVR 处理器，具有处理器，具有54路路数字输入数字输入/输出口（输出口（16路可作为路可作为PWM输出），输出），16路模拟输入，路模拟输入，4路路UART接口，一个接口，一个16MHz晶体晶体振荡器振荡器， SRAM 8K，Flash 256KbArduino硬件硬件26Arduino IDE27Arduino