04章_单片机_杭和平

第4章
单片机的C51编程语言
§4.1 C51编程语言概述
一、C51编程语言概述
C51(语言): 基于51系列单片机的C语言或C语言编译器 C51成为对单片机系统编程的首选语言
汇编语言有助于理解单片机硬件、功能模块、存储器结构
1. C51语言编程与汇编语言编程的区别
(1)汇编语言:编程需考虑存储器结构(特别是片内数据存储器) 及按实际地址处理端口数据
§4.3 C51变量与数据类型
(7) 位类型 *用于访问MCS-51单片机可位寻址的单元* ① bit
用于定义位变量或函数返回值的类型 (数组、指针除外) 作用域：片内RAM中的位寻址区 与char等类型类似，不过是1位的变量 【例】：
bit done_flag = 0 //定义位变量done_flag，初值为0 bit func（bit bvar1）{ //bit 类型的函数 bit bvar2; …… return（bvar2）; //返回值是bit类型 }
(2)C51语言:C51编译器自动分配存储器资源，用户只需专注于 软件设计和问题的解决
§4.1 C51编程语言概述
(3)C51语言特点: 可读性好，编程调试灵活方便
高级语言，精炼、简短；仿真调试系统成熟
生成的代码编译效率高
编译系统高级，代码编译效率稍低于汇编语言
完全模块化
一种功能对应一个函数模块;程序由多个函数模块组成,可进行结构化设计
§4.3 C51变量与数据类型
③ bit与sbit区别
bit：定义位变量，编译器随机分配位地址 sbit：定义可位寻址的SFR或变量的某一位，其位地址是 确定的；只能用于在外部定义全局变量 *实际编程时，尽量使用unsigned char和bit两种类型*
§4.3 C51变量与数据类型 三、存储器类型:
§4.3 C51变量与数据类型
[数据类型] bdata 变量名 sbit 位变量名＝变量名^位位置 【注】：用bit或sbit定义位变量时，若位变量值是符号地址， 则对应的SFR或变量必须事先用sfr定义 【例】：sbit OV=0xD2; sbit CY=0xD7; unsigned char bdata flag; sbit flag0=flag^0; sfr P1=0x90; sbit P1_0=P1^0 …………
5. code区(程序代码区)
用@DPTR间接访问的程序存储器 例如：unsigned char code unit_id[2]={0x1234,0x89ab};
6. 说明
若变量定义未指明存储器类型，系统会选择由存储模式 决定的默认存储器类型
§4.3 C51变量与数据类型
FFFF FFFF IDATA区 idata 128B 80 共64K 通用RAM 位寻址区 0FFF 片内ROM 4K 0000 程序存储器ROM 内部数据存储区RAM 寄存器区 2F 1F 00 7F XDATA区 共64K
3. idata区
间接寻址访问的片内RAM全部空间(256B) 例如：int idata var1;//片内RAM中定义间接寻址访问的整型变量
4. pdata和xdata区
都用于间接访问片外RAM
§4.3 C51变量与数据类型
pdata区：用@Ri间接访问的片外RAM低256B xdata区：用@DPTR间接访问的全部片外RAM空间 尽量将外部数据存放在pdata区 例如：float pdata outp_value;
首字符必须为字母或下划线(少用)；区分大小写
二、关键字
1.定义：编程语言保留的特殊标识符，有固定名称和含义
不允许另作他用；用户标识符不能与之重名
2.C51关键字：32个标准C关键字和19个扩展关键字
3.注释符号: (1) /* */
(2) //
§4.3 C51变量与数据类型
一、常量与变量
1.常量：程序执行过程中，其值不能改变
auto: 默认的存储种类；一般分配在堆栈区； 声明自动变量的函数体执行完后，释放其占用的内存空间 extern: 用于外部变量(函数体后面或其它程序文件定义的变量)声明 该类变量在程序结束时才释放占用的空间
§4.3 C51变量与数据类型
(b)数据类型：决定变量在存储器中的长度和取值范围 (c)存储器类型：指明变量所处的存储空间 (d)变量名表：各变量用逗号隔开 【例】 int i, j, k ; extern bit my_bit ; //定义位变量 (3) 种类 (根据作用域的不同) (a) 局部变量(内部变量) 在函数内部或用{ }括起的功能模块内部使用的变量 须定义在函数或功能模块的开头
§4.3 C51变量与数据类型
(4) float(浮点型)：长度为32位 (4B) 十进制中有7位有效数字；单精度浮点型，有24位精度 (5) *(指针型) C51中长度为1～3B，存放指向另一个数据的地址
*C51扩展的特殊数据类型*
(6) 特殊功能寄存器型 *用于声明或定义MCS-51单片机的21个SFR* ① sfr类型 长度为8位(1B)
十进制小数形式：由数字和小数点构成 指数形式：[〒]数字[.数字]e[〒]数字 【例】：12.34e-3，-3.12e2 (c) 字符型常量：用单引号(„ ‟)括起来的字符 举例：„=‟, „A‟, „f‟, „123‟ 不可显示的控制字符：用ASCII码表示或利用 „\‟组成转 义字符（如表4-3） (d) 字符串型常量：用双引号(“ ”)括起来的字符
片内RAM的位寻址区(20H-2FH)，允许字节和位混合访问
bdata型变量可位寻址，即可用sbit定义位变量 例如：unsigned char bdata status_byte;
§4.3 C51变量与数据类型
unsigned int bdata status_word; unsigned long bdata status_dword; sbit stat_flag=status_byte^4; if(status_word^15){ ......} stat_flag=1; 注：bdata区不允许定义float和double型变量
§4.3 C51变量与数据类型
② sbit a)用于定义可位寻址SFR的某一位 声明方法： sbit 位变量名＝位地址 sbit 位变量名＝SFR名^位位置 位置0~7 sbit 位变量名＝字节地址^位位置 【例】： sbit P1_0=0x90 sbit P1_0=P1^0 sbit P1_0=0x90^0 b)访问片内RAM的位寻址区(20H~2FH) 定义方法：
FF SFR
code CODE区
data DATA区 idata
格式：sfr 变量名＝SFR的字节地址
SFR寄存器名 一致
地址常数
§4.3 C51变量与数据类型
【例】：sfr Acc=0xE0; sfr P0=0x80 ② sfr16类型 长度为16位(2B)，声明格式同上
用于声明高8位地址和低8位地址连续的16位SFR
低8位地址作为定义地址 【例】：sfr16 DPTR=0x82; //DPL=82H,DPH=83H, 89C51 sfr16 T2=0xCC; //TL2=CCH,TH2=CDH, 89C52 等价于用sfr分别对高8位和低8位进行声明 【注】： C51中对SFR的访问必须首先利用sfr或sfr16进行声明 声明的地址范围：80H～FFH
§4.1 C51编程语言概述
3. C51开发过程
(1)编写C51程序：可用任何文本软件
(2)利用C51编译器和连接软件生成目标文件（.hex）
Hale Waihona Puke (3)用程序烧录器将*.hex文件写入单片机，上电即可运行
§4.2 C51标识符和关键字
一、标识符
1.定义：用来标识源程序中某个对象的名字 2.格式：由字符串、数字、下划线等组成
2. C51数据类型
(1) char(字符型)：长度为8位 (1B) unsigned char(无符号字符型)：范围 0～255 signed char(有符号字符型)：范围-128～127 (默认) (2) int(整型): 长度为16位(2B) unsigned int(无符号)：范围 0～(216-1) signed int(有符号)：范围-215～(215-1) (默认) (3) long(长整型): 长度为32位(4B) unsigned long(无符号)：范围 0～(232-1) signed long(有符号)：范围-231～(231-1) (默认)
§4.3 C51变量与数据类型
C51数据类型 unsigned char signed char unsigned int 长度 1字节 1字节 2字节 取值范围 0~255 -128~+127 0~65535
signed int
unsigned long signed long float bit
可移植性好
只需将C51程序稍加修改，即可将其在不同系列单片机之间相互移植
便于项目维护管理
便于分工合作、灵活管理及后期维护
§4.1 C51编程语言概述
2. C51与ANSI C(标准C语言)编译器的区别
相同点：编程语言、程序结构和程序设计方法 单片机硬件资源决定了C51与标准C的不同 *以Keil C51编译器为例 * (1)头文件：C51会提供不同头文件，标准C则没有 (2)数据类型：C51增加了几种MCS-51单片机特有的数据类型 (3)变量存储模式：RAM和ROM分开,故C51存储模式与标准C不同 (4)输入/输出处理：C51是通过MCS-51单片机串行口完成的 (5)库函数：C51库函数数量减少，某些库函数用法与标准C不同
(b)全局变量(外部变量) 在程序开始处或函数外部定义的变量
§4.3 C51变量与数据类型