第04章 单片机程序设计基础-02.讲义
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《单片机原理及应用教程》第4章+单片机的程序设计
02
C语言在单片机中可以实现硬 件资源的配置、控制、数据处 理等功能，提高单片机的开发 效率和程序的可读性。
03
C语言在单片机中还可以实现 多任务并发处理和实时控制等 功能，提高单片机的实时性能 和响应速度。
C语言程序设计实例
• 下面是一个简单的C语言程序，用于实现 单片机控制LED灯的闪烁
C语言程序设计实例
算法优化
选择高效的算法和数据结构，减少计算量 和存储空间占用。
循环优化
减少循环次数，使用循环展开、循环合并 等技术提高执行效率。
内存优化
合理分配内存，避免内存泄漏和ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ必要的 内存占用。
并行处理
利用单片机的多任务处理能力，实现并行 计算和任务调度。
04
单片机汇编语言程序设计
汇编语言概述
汇编语言是一种低级语言，与机器语言相 对应。
C语言程序设计实例
{
while(1) // 无限循环
C语言程序设计实例
01
{
02
led=0; // 点亮LED灯
03
delay(1000); // 延时一段时间
C语言程序设计实例
led=1; // 熄灭LED灯
VS
delay(1000); // 延时一段时间
C语言程序设计实例
}
}
```
这个程序通过C语言实现了 单片机控制LED灯的闪烁功 能，其中使用了特殊功能寄 存器P1^0来定义LED灯连接 的端口，使用了自定义的延 时函数delay来实现延时效 果，通过while循环来实现 LED灯的闪烁。
了解单片机的指令集是进行单片机程 序设计的基础，通过熟练掌握各种指 令的用法和特点，可以更加高效地进 行单片机程序设计。
单片机程序设计ppt课件
；为正数，求X+2
AJMP SAVE
；转到SAVE，保存数据
ZER0：MOV A，# 64H ；数据为零，Y=100
AJMP SAVE
；转到SAVE，保存数据
NEG：DEC A
CPL A
；求∣X∣
SAVE： MOV 31H，A
；保存数据
SJMP ＄ ；暂停
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13
2．多分支选择结构 当程序的判别输出有两个以上的出口流向时，称为多分支选 择结构。8051的多分支结构程序还允许嵌套，即分支程序中 又有另一个分支程序。汇编语言本身并不限制这种嵌套的层 次数，但过多的嵌套层次将使程序的结构变得十分复杂和臃 肿，以致造成逻辑上的混乱。多分支选择结构通常有两种形 式，如图4-4所示。
LJMP END1
MEMSP2：MOV A，R0
；乘法分支
MOV B，R1
CLR C
MUL AB
MOV RESULT，A
MOV RESULT+1，B
LJMP END1
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18
MEMSP3：MOV A，R0 MOV B，R1
CLR C DIV AB MOV RESULT，A MOV RESULT+1，B
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24
【例】50 ms软件延时程序。
软件延时程序一般都是由DJNZ Rn，rel指令构成。执行一条 DJNZ指令需要两个机器周期。软件延时程序的延时时间主要与机 器周期和延时程序中的循环次数有关，在使用12 MHz晶振时，一 个机器周期为1μs，执行一条DJNZ指令需要两个机器周期，即 2μs。适当设置循环次数，即可实现延时功能。
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9
【例】设a存放在累加器A中，b存放在寄存器B中，若a≥0，
单片机应用技术(C语言版)第4章C51程序设计入门ppt课件
构造类型（数组、结构体、共同体、 枚举）、指针类型和空类型
10.05.2021
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8
在计算机中不能随意给一个变量赋任意 的值，因为变量在单片机的内存中要占空 间的，变量不同，所占的空间不同。
为了合理利用单片机的内存空间，在编 程时要设定合适的数据类型。
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33
4、 C51变量定义举例
1）定义存储在data区域的动态 unsigned char变量：
unsigned char data sec=0, min=0, hou=0;
2）定义存储在data区域的静态 unsigned char变量：
static unsigned char data scan_code=0xfe;
sfr 特殊功能寄存器名 ＝ 地址常数
地址常数范围：0x80～0xff。
特殊功能寄存器定义例子（见reg51.h 、reg52.h等文件）：
sfr P0=0x80; 存器
//定义P0寄
sfr P1=0x90; 寄存器
//定义P1口
sfr 10.05.2021 PSW=0x完d整0最新;ppt //定义PSW
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3、 sbit型位变量的定义
特殊功能寄存器的位声明 一般格式为：
sbit 位变量名 ＝ 位地址表达式 这里的位地址表达式有三种形式： 直接位地址 特殊功能寄存器名带位号 字节地址带位号
10.05.2021
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a、用直接位地址定义位变量
定义特殊功能寄存器的位。例如：
sbit P0_0=0x80; sbit P1_1=0x91; sbit RS0=0xd3; //定义PSW的第3 位
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在计算机中不能随意给一个变量赋任意 的值，因为变量在单片机的内存中要占空 间的，变量不同，所占的空间不同。
为了合理利用单片机的内存空间，在编 程时要设定合适的数据类型。
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4、 C51变量定义举例
1）定义存储在data区域的动态 unsigned char变量：
unsigned char data sec=0, min=0, hou=0;
2）定义存储在data区域的静态 unsigned char变量：
static unsigned char data scan_code=0xfe;
sfr 特殊功能寄存器名 ＝ 地址常数
地址常数范围：0x80～0xff。
特殊功能寄存器定义例子（见reg51.h 、reg52.h等文件）：
sfr P0=0x80; 存器
//定义P0寄
sfr P1=0x90; 寄存器
//定义P1口
sfr 10.05.2021 PSW=0x完d整0最新;ppt //定义PSW
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3、 sbit型位变量的定义
特殊功能寄存器的位声明 一般格式为：
sbit 位变量名 ＝ 位地址表达式 这里的位地址表达式有三种形式： 直接位地址 特殊功能寄存器名带位号 字节地址带位号
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a、用直接位地址定义位变量
定义特殊功能寄存器的位。例如：
sbit P0_0=0x80; sbit P1_1=0x91; sbit RS0=0xd3; //定义PSW的第3 位
单片机原理与C51程序设计基础教程chap02简明教程PPT课件
单片机原理与C51语言程序设计基础教程
一、单片机的内 部结构
1、中央处理器
② 累加器A 累加器A是CPU中最繁忙、使用频度最高的一个特殊功能寄存器，简称为 ACC或，也是ALU的输出； ● CPU中的数据传送大多数都通过累加器，累加器A是一个非常重要 的数据中转站。
单片机原理与C51语言程序设计基础教程
一、单片机的内 部结构
1、中央处理器
④ 程序状态字 程序状态字PSW（Program Status Words）是一个8位的专用寄存器，用于 存储程序运行中的各种状态信息。它被逐位定义，可以位寻址，
单片机原理与C51语言程序设计基础教程
一、单片机的内 部结构
单片机原理与C51语言程序设计基础教程
一、单片机的内 部结构
2、存储器结构
51单片机内部有一个8位的面向控制、功能强大的微处理器，其主要 功能是运算和控制整个系统协调工作。它由运算器和控制器两部分组成。 1． 运算器 运算器主要实现对操作数的算术运算、逻辑运算和位操作。主要包括算术 逻辑运算部件（ALU）、累加器A、寄存器B、程序状态字PSW、暂存器、布 尔外理器以及十进制调整电路等部件。
1、中央处理器
⑤ 暂存器 用以暂存进入运算器之前的数据。 ⑥ 布尔处理器 布尔处理器（位处理器）是51单片机ALU所具有的一种功能。单片机指令 系统的位处理指令集（17条位操作指令），存储器中的位地址空间，以及 借用程序状态寄存器PSW中的进位标志CY做为位操作“累加器”，构成了 51单片机内的布尔处理器。它可对直接寻址的位（bit）变量进行位处理， 如置位、清零、取反、测试转移以及逻辑“与”、“或”等位操作，使用 户在编程时可以利用指令完成原来单凭复杂的硬件逻辑锁完成的功能，并 可方便地设置标志等。 ⑦十进制调整电路 顾名思义，用来进行十进制调整的电路。
《单片机教学》课件
单片机在智能农业中的应用：说明单片机在智能农业中的具体应用，如温度、湿度、光 照等环境参数的监测和控制
实现方案：详细介绍如何利用单片机技术实现智能农业的应用，包括硬件和软件的设计 与实现
案例总结：总结智能农业应用案例的优点和不足，提出改进和优化建议
感谢您的观看
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04 单片机基本操作
单片机的启动和关闭
启动：上电后，单片机自动启动并开始运行程序 关闭：通过软件或硬件方式关闭单片机，停止程序运行
单片机的复位操作
复位操作的方式：手动复位 和自动复位
复位操作的原理：通过特定 的复位引脚或外部信号触发
复位操作的作用：清除单片 机内部状态，回到初始状态
复位操作的应用：提高单片 机系统的稳定性和可靠性
接口技术的实例演示
接口技术概述： 介绍接口技术的 基本概念、分类 和应用领域
接口电路设计： 介绍单片机接口 电路的设计方法 和注意事项
接口技术实例演 示：通过具体实 例演示单片机接 口技术的应用， 包括输入输出接 口、串行通信接 口、并行通信接 口等
实验与验证：通 过实验验证单片 机接口技术的可 行性和可靠性， 包括硬件连接、 软件编程和调试 过程等
《单片机教学》 PPT课件
PPT,a click to unlimited possibilities
汇报人：PPT
目录 /目录
01
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04
单片机基本操 作
02
单片机概述
05
单片机程序设 计
03
单片机基础知 识
06
单片机接口技 术
01 添加章节标题
02 单片机概述
单片机的定义和特点
智能家居控 制系统的设 计与实现： 详细介绍智 能家居控制 系统的设计 思路、硬件 组成和软件 实现方法。
实现方案：详细介绍如何利用单片机技术实现智能农业的应用，包括硬件和软件的设计 与实现
案例总结：总结智能农业应用案例的优点和不足，提出改进和优化建议
感谢您的观看
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04 单片机基本操作
单片机的启动和关闭
启动：上电后，单片机自动启动并开始运行程序 关闭：通过软件或硬件方式关闭单片机，停止程序运行
单片机的复位操作
复位操作的方式：手动复位 和自动复位
复位操作的原理：通过特定 的复位引脚或外部信号触发
复位操作的作用：清除单片 机内部状态，回到初始状态
复位操作的应用：提高单片 机系统的稳定性和可靠性
接口技术的实例演示
接口技术概述： 介绍接口技术的 基本概念、分类 和应用领域
接口电路设计： 介绍单片机接口 电路的设计方法 和注意事项
接口技术实例演 示：通过具体实 例演示单片机接 口技术的应用， 包括输入输出接 口、串行通信接 口、并行通信接 口等
实验与验证：通 过实验验证单片 机接口技术的可 行性和可靠性， 包括硬件连接、 软件编程和调试 过程等
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04
单片机基本操 作
02
单片机概述
05
单片机程序设 计
03
单片机基础知 识
06
单片机接口技 术
01 添加章节标题
02 单片机概述
单片机的定义和特点
智能家居控 制系统的设 计与实现： 详细介绍智 能家居控制 系统的设计 思路、硬件 组成和软件 实现方法。
《单片机简单程序》PPT课件
42H，@R1
A，42H，NOM ；是否相等？不相等转移
R0
；相等，修改指针
R1
R2，CHC
；全部比较完？
A，#0
；完全相等
PEND
A，#0FFH ；不完全相等
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4-5-3 多重循环
循环体中套循环结构。以双重循环使用较多。
软件延时程序。 用循环程序将指令重复多次执行，实现软件延时。
试计算延时程序的执行时间。
4-5-1 循环程序的构成 各个环节任务： 一．初始化部分
循环准备工作。如：清结果单元、 设指针、设循环控制变量初值等。
二．循环体
循环工作部分：
循环初始化
循环工作
循环控制 ?
Y
N
循环结束
需多次重复处理的工作。
循环控制部分：
1.修改指针和循环控制变量。
2.检测循环条件：满足循环条件，继续循环，否则退出循环。 三.结束部分
…
宏指令名 实际参数
…
宏指令名 实精际选PP参T 数
5
二．汇编控制指令(伪指令)
伪指令是对汇编起某种控制作用的特殊命令，其格式与通常的 操作指令一样，并可加在汇编程序的任何地方，但它们并不产 生机器指令
不同汇编程序允许的伪指令并不相同，但一些基本的伪指令 在大部份汇编程序中都能使用
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6
汇编控制指令(伪指令)
片 内 R A M 4 2 H 0 十 4 1 H 0 个 4 0 H 十 个
MOV @R0，A ；保存数据个位
MOV A，R2
SWAP A
；十位换到低半字节
ANL A，#0FH
INC R0
MOV @R0，A ；保存数据十位
单片机的程序设计ppt课件
是和最近的if配对
2、ch语句
实践问题中，往往遇到以一个变量或表达式的值为判别条件，将此变量或 表达式的值分成几段，每一段对应一种选择或操作，这种情况用if语句来嵌套非 常费事，于是，C51提供了switch语句。
switch语句的普通构造如下： switch (表达式) { case 常量表达式1:语句1,break;
(2)自增，自减运算符 + +自增 - -自减
注：1、+ +和- -是单目运算符 2、+ +和- -只能用于变量，不能用与常量和表达式。 3、+ +j 先自增，再运用 j+ + 先运用，后自增 如：a=2 b=++a 后 b=3 a= 3 b=a++ 后 b=2 a=3
2.2.3 关系运算符和关系表达式
for语句的普通方式为： for(表达式1；表达式2；表达式3) {语句}
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，假设结果为“真〞，即条件成立，那 么执行循环体语句；假设结果为“假〞，转到第(5)步。 (3) 求解表达式3。 (4) 转回第(2)步。 (5) 退出for循环语句，执行下面的语句。
当表达式的判别为“真〞时，执行大括号内的语句，否那么不执
假 条件表达式 真 循环体语句
2、do-while 循环语句
do-while语句是先执行循环体，然后判别循环条件是 否成立，其普通方式为：
do {语句} while(表达式)；
分析程序： P33 例2.4
循环体语句
真
假
循环条件表达式
3、for 循环语句
#include "regx51.h" void Delay( unsigned int delaytime)
2、ch语句
实践问题中，往往遇到以一个变量或表达式的值为判别条件，将此变量或 表达式的值分成几段，每一段对应一种选择或操作，这种情况用if语句来嵌套非 常费事，于是，C51提供了switch语句。
switch语句的普通构造如下： switch (表达式) { case 常量表达式1:语句1,break;
(2)自增，自减运算符 + +自增 - -自减
注：1、+ +和- -是单目运算符 2、+ +和- -只能用于变量，不能用与常量和表达式。 3、+ +j 先自增，再运用 j+ + 先运用，后自增 如：a=2 b=++a 后 b=3 a= 3 b=a++ 后 b=2 a=3
2.2.3 关系运算符和关系表达式
for语句的普通方式为： for(表达式1；表达式2；表达式3) {语句}
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，假设结果为“真〞，即条件成立，那 么执行循环体语句；假设结果为“假〞，转到第(5)步。 (3) 求解表达式3。 (4) 转回第(2)步。 (5) 退出for循环语句，执行下面的语句。
当表达式的判别为“真〞时，执行大括号内的语句，否那么不执
假 条件表达式 真 循环体语句
2、do-while 循环语句
do-while语句是先执行循环体，然后判别循环条件是 否成立，其普通方式为：
do {语句} while(表达式)；
分析程序： P33 例2.4
循环体语句
真
假
循环条件表达式
3、for 循环语句
#include "regx51.h" void Delay( unsigned int delaytime)
单片机第四章单片机C程序设计基础
char bdata array[4]；//可位寻址的字符型数组
变量ibase和array是可位寻址的，因此这些变量的每 个位是可以直接访问和修改的，故可以用sbit关键字 声明新的变量，来访问它们的各个位，例如：
sbit Ary07=array[0]^7；
//数组元素array[0]的第7位
上面的例子只是声明并不分配位空间。例子中“^”符
第四章 单片机C程序设计基础
4.1 C51程序开发概述 4.2 C51数据类型 4.3 C51运算符和表达式 4.4 C51构造数据类型简介 4.5 C51函数 4.6 预处理命令、库函数 4.7 汇编语言与C语言混合编程 4.8 模块化程序设计 4.9 51单片机C程序开发过程
4.1 C51程序开发概述
号后的表达式指定位的位置，此表达式必须是常数， 其范围由声明的基变量决定
4.2.3 数据的存储器类型
C51变量定义中的存储器类型部分指定了该变量的存储区域， 存储器类型可以由关键字直接声明指定。C51编译器支持的 存储器类型如表
表4-1 C51存储器类型
4.2.4 常量和变量
１．常量
常量是在程序运行过程中不能改变的量，常量 的数据类型只有整型、浮点型、字符型、字符 串型和位标量。常量的数据类型说明方式如下：
在C语言编程中，对数据类型与变量的定义，必 须要与单片机的存储结构相关联，否则编译器不能 正确地映射定位。
C51编译器能自动完成变量的存储单元的分配， 编程者可以对常用的接口芯片、功能模块和算法编 制通用的驱动函数，可以方便地进行信号处理算法 和程序的移植，从而加快单片机开发速度。
用C语言编写单片机应用程序与编写标准的C语 言程序的不同之处就在于根据单片机存储结构及内 部资源定义相应的C语言中的数据类型和变量，其它 的语法规定、程序结构及程序设计方法都与标准的C 语言程序设计相同。
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R0, R1, A, A, @R0, A
A, A, @R0, A A, A, @R0, A A, 00H, A
#30H #33H @R0 @R1
R0 R1 @R0 @R1 R0 R1 @R0 @R1 A #00H
; 被加数地址送R0 ; 加数地址送R1
; 低字节相加 ; 保存低字节结果
; 中间字节相加 ; 保存中间相加结果
2. 2.
3.
4.
可以多次使用ORG伪指令，但要求地址值由小到 大依序排列，不允许空间重叠。
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4.3.1
汇编结束
END
伪指令
汇编程序遇到END伪指令后即结束汇编
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4.3.1
EQU赋值命令
[字符名称] EQU
#20H ; R0指向片内RAM数据串首地址 #2000H ; DPTR指向片外RAM数据串首地址 #32 ; 最大数据长度32Bytes @R0 #24H ; 判断是否为字符$ LOOP1 A, @R0 @DPTR, A R0 DPTR R7, LOOP0
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程序中数据的表示形式
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4.1
汇编语言的特点及语句格式
汇编语言的特点
汇编语言的语句格式
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4.1.1 汇编语言的特点
助记符指令与机器指令一一对应，所以用汇编语 言编写的程序占用存储空间小，运行速度快，可 编写出最优化程序 汇编语言是面向计算机的，所以汇编语言的程序 设计人员必须对计算机硬件有相当深入的了解。 汇编语言能直接访问存储器和接口电路，也能处 理中断，所以汇编语言能直接管理和控制硬件设 备。 各种计算机都有自己的汇编语言，不同计算机的 汇编语言之间不能通用，所以汇编语言缺乏通用 性，程序不易移植。
1.
伪指令是由程序员发给汇编程序的命令，也称 为汇编命令或汇编程序控制指令。只有在汇编 前的源程序中才有伪指令，汇编后得到的目标 程序（机器码）中没有与伪指令相应的机器代 码。汇编程序能识别并对汇编过程进行某种控 制的汇编命令。无对应的可执行目标码。 用指令系统编写的汇编语言程序称为源程序， 必须将其翻译成机器码（称为目标程序），单 片机方可执行。源程序转换成目标程序的过程， 是由通用计算机执行一种特定的翻译程序（称 为汇编程序）自动完成的，这个翻译过程称为 汇编。
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4.1.2 汇编语言的语句格式
[标号:] 操作码 [目的操作数], [源操作数] ;[注释]
常用的字段分界符有冒号“:”、逗号“,”和分号“;”。 请注意，字段分界符要在英文输入状态下键入。 操作码是汇编语句格式中唯一不能空缺的部分，用 于规定语句执行的操作内容。 操作数用于表明指令操作的数据或数据存放的地址。 操作数分为目的操作数和源操作数。操作数可以是 空白 。 注释不属于语句的功能部分，只是对语句的解释说 明。
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2.
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4.3.1
起始地址设定
ORG 表达式
1.
伪指令
向汇编程序说明下面紧接的程序段或数据段存放 的起始地址。 表达式常为16进制地址，可已定义的标号地址。 源程序的开始，要设置一条ORG伪指令来指定该 程序在存储器中存放的起始位置。 省略ORG，则该程序段从0000H单元开始存放。
二进制数，末尾以字母 B 标识
十进制数，末尾以字母 D 标识或将字母D省略。 十六进制数，末尾以字母 H 标识。但应注意以 字母A～F开头时应在其前面加上数字“0”。在 C51语言程序中，前面加“0x”标识。 ASCII码，以单引号标识。如：‘AB’，‘1245’
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4.3 汇编语言的伪指令与汇编
第4章 单片机程序设计基础
《单片机原理与应用系统设计》 电子工业出版社 ， 2009.7
欧伟明 何静 凌云 刘剑等编著2018/11/14
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本章主要内容
汇编语言的特点及语句格式 汇编语言程序的基本结构 汇编语言的伪指令与汇编 汇编语言程序设计举例 C51高级语言程序设计
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循环处理 循环修改 N
循环结束？ Y 结束处理
循环修改
结束处理
结束
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结束
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4.2.3 循环结构例程
START:
LOOP0:
LOOP1:
MOV MOV MOV MOV XRL JZ MOV MOVX INC INC DJNZ RET
R0, DPTR, R7, A, A,
A, @DPTR LOOP0
; 设置数据指针 ; 取第一个数 ; 暂存于R2 ; 数据指针加1 ; 取第二个数 ; 两数比较 ; 第二个数大则转LOOP1 ; 第一个数大则交换
; 存大数
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4.2.3 循环结构
有先执行后判断和先判断后执行两种结构 ：
开始 开始
置循环初值
置循环初值 Y 循环结束？ N 循环处理
START:
LOOP0:
LOOP1:
ORG CLR MOV MOVX MOV INC MOVX SUBB JNC XCH INC MOVX RET MOVX SJMP
0100H C DPTR, #2000H A, @DPTR R2, A DPTR A, @DPTR A, R2 LOOP1 A, R2 DPTR @DPTR, A
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4.2 汇编语言程序的基本结构
3种基本形式：
1. 2.
顺序结构 分支结构
3.
循环结构
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4.2.1 顺序结构例程
START:
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MOV MOV MOV ADD MOV INC INC MOV ADDC MOV INC INC MOV ADDC MOV CLR ADDC MOV RET
; 高字节相加 ; 保存高字节相加结果
; 保存进位
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4.2.2 分支结构
可分成单分支、双分支和多分支几种 ：
Y 分支0 条件成立？ Y 条件成立？ 程序段B Y N Y K=1? N Y 下条指令 K=2? 分支2 分支1
K=0?
程序段A
程序段A
N
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4.2.2 分支结构例程