第4章_2 (第8次课)MCS-51的C语言应用程序设计

C51扩展的若干关键字一览表
数据结构定义举例
unsigned char data system_status = 0;
初值为零 变量名为system_status 片内直接寻址RAM区 无符号字符型
自动型源自文库
//定义system_status为无符号字符型自动变量，该变量位于data区 中且初值为0。
C-51数据的存储类型
存储器类型 code data
bdata idata pdata xdata
描
述
程序存储区(64KB),由操作码 MOVC @A+DPTR 访问
直接寻址的内部数据存储区,访问变量速度最快 (128 Byte)
可“位寻址”的内部数据存储区,允许位与字节混 合访问(16 Byte) 间接寻址的内部数据存储区,可访问全部内部地址 空间(256 Byte) MOV @Ri 分页(256Byte)外部数据存储区,由操作码MOVX @Ri 访问 外部数据存储区(64KB),由操作码 MOVX @DPTR 访问
第4(2)章 MCS-51 C语言应用程序设计
（以Keil C为平台）
C-51简介
C语言作为一种非常方便的语言而得到广泛的支持，
C语言程序本身不依赖于机器硬件系统，基本上不 作修改就可将程序从不同的单片机中移植过来。 C提供了很多数学函数并支持浮点运算，开发效率 高，故可缩短开发时间，增加程序可读性和可维护 性。
D0^5
F0
D0^4
D0^3
D0^2
D0^1 D1H
D0^0
D0H
相对位地址 D0H 字节地址 绝对位地址
D2H
sbit用于定义具有位地址的SFR变量，共有三种定义方法：
1）将SFR的绝对位地址定义为位变量名
sbit
bit_name = 位地址常数; 例如， sbit CY = 0xD7; 2）将SFR的相对位地址定义为位变量名
C－51的程序结构
与一般C语言的结构相同，以main()函数为程序人 口，程序体中包含若干语句还可以包含若干函数。
C－51的数据类型
常用的数据类型有：
位型 bit 1位 字符型 char 1字节 整型 int 2字节 长整型 long int 4字节 浮点型 float(IEEE-754) 4字节
sbit型 （针对SFR中可位寻址的位）
部分SFR具有“位”地址，如何将这些位地址与位变量关联起来？
PSW
D0^7
CY
AC
D0^6
AC
D0^5
F0
RS1
D0^4
RS1
D0^3
D0^2
D0^1
CY
F0
RS0
RS0
OV
F1
F1
D0^0
相对位地址 D0H 字节地址 绝对位地址
P
OV
P
D7H
D6H
D5H
D4H
变量定义举例
char data var; /*字符变量var定位在片内RAM区 char code msg[]="i love china";/*字符数组定位在程序存贮区*/
unsigned long xdata array[100];/* 无符号长 整型数组定位在片外RAM区，每 元素占4bytes*/ float idata x,y,z; /*实型变量x,y,z，定位在片内用 间址访问的内部RAM区*/ bit lock; /*位变量Lock定位在片内RAM可位寻址区*/ unsigned int pdata dimension; /* 无符号整型变量 dimension定位在分页的外部RAM区 */ unsigned char xdata vector [10][4][4] ; /* 无符号字符型三 维数组， 定位在片外RAM区*/ sfr P0=0x80; /*定义P0口，地址为80H*/ char bdata flags; /*字符变量flags定位在 可位寻址内部RAM区*/ sbit flag0=flags^0； /*定义flag0为flags.0
C51的指针
用来存放变量地址的变量——指针变量
C51指针变量也要先定义后使用，定义的一般形式如下：
数据类型【指向存储类型】＊【自身存储类型】 变量名 其中，若省略第一个方括号，系统编译时将用指定存储类 型替代；若省略第二个方括号，则用默认存储类型替代。
可见，C51指针变量的两个问题： 1）指针变量自身位于哪个存储区域； 2）该指针的值指向的是哪个存储区域里的地址。
6. 由于具有方便的模块化编程技术，使已编好 程序可容量地植入新程序；
C51与标准C的相同之处： 语法规则、程序结构、编程方法 C51与标准C的差异之处： 数据结构（数据类型、存储模式）、中断处理
C51与标准C程序结构完全相同 ① 程序由函数组成（一个主函数，或 一个主函数和若干自定义函数）； ② 利用预处理命令对变量或函数进行 集中定义或说明； ③ 函数和变量都需遵循先定义后使用 的基本原则； ④ 主函数中的所有语句执行完毕,则 程序结束。
sfr或sfr16型
sfr或sfr16用于定义特殊功能寄存器变量，语法规则如下：
sfr 或 sfr16 sfr_name = 字节地址常数;
例如，sfr P0 = 0x80; //定义P0口地址为80H sfr PCON = 0x87; //定义PCON地址为87H sfr16 DPTR=0x82; //定义DPTR的DPL地址为82H， DPH地址为83H
D3H
D2H
D1H
D0H
PSW
D0^7
3）将SFR的0～7位直接定义为位变量名
AC
D0^6
AC
CY
CY
D7H
例如， sbit CY = PSW^7; D3H D4H D5H
D6H
RS1 F1 ; P RS0 OV sbit bit_name = sfr_name ^ 位位置 F0 RS1 RS0 OV F1 P
unsigned char bdata status_byte; //定义status_byte为无符号字符型自动变量，该变量位于 bdata区
unsigned int code unit_id[2]={0x1234, 0x89ab}; //定义unit_id[2]为无符号整型自动变量，该变量位于 code区中，是长度为2的数组，且初值为0x1234和 0x89ab。 static char m, n; //定义m和n为2个位于data区中的有符号字符型静态变量。
用一条预处理命令#include <reg51.h>把这个头文件包含到C51程序中， 无需重定义即可直接使用它们的名称。
应用举例：
【存储种类】
数据类型
【存储类型】
变量名
51单片机的 三个逻辑存储空间： 片内数据存储器，片外数据存储器和程序存储器。
C51存储类型与存储空间的对应关系 共有6种存储类型
解：为便于理解，不妨用某假想具体值量化如下：
定义：unsigned
char idata a = ‘A’;
unsigned char idata * xdata ptr = &a;
C-51的运算符
与C语言基本相同：
+
> == &&
>= != ||
*
<
/
<=
（加 减 乘 除）
（大于 大于等于 小于 小于等于） （测试等于 测试不等于） 逻辑或 逻辑非 ）
sbit
3）
bit_name = sfr字节地址 ^ 位位置; 例如， sbit CY = 0xD0^7;
sbit
bit_name = sfr字节地址 ^ 位位置; 例如， sbit CY = PSW^7; （事先定义sfr PSW = 0xD0;）
C51编译器在头文件“reg51.h”中定义了全部sfr/sfr16和sbit变量。
C51扩充数据类型：bit、sfr、sfr16、sbit 数组型 指针型
C51的变量
在程序执行过程中，数值可以发生改变的量称为变量。
变量名与存储单元地址相对应，变量值与存储单元的 内容相对应。
C51变量定义的四要素:
【存储种类】 数据类型 【存储类型】 变量名
（标准C）（标准C +C51） （C51）
储区的unsigned char (无符号字符型)变量。
例3 若ptr是指向idata存储区的指针变量，该存储区将以无 符号字符形式存放数据。要求ptr本身位于xdata存储区，值 是位于idata存储区里的unsigned char型自动变量a（初值为 ‘A’）的地址。试据此完成相应变量的定义及初始化。
C51的存储类型与存储空间对应关系表
较小应用系统
稍大应用系统 较大应用系统
【存储种类】
数据类型
【存储类型】
变量名
三种编译模式分别对应于三种缺省(默认)存储类型：
C51 编译器可根据当前采取的编译模式自动认定默认的 存储类型
【存储种类】
数据类型
【存储类型】 变量名
变量名可以由字母、数字和下划线三种字符组成，且第一个 字符必须为字母或下划线，变量名长度随编译系统而定。 变量名具有字母大小写的敏感性，如 SUM 和 sum 代表不同 的变量。 强调：头文件中定义的变量都是大写的，若程序采取小写变 量则需要重新定义。 变量名不得使用标准C语言和C51语言的关键字。
（标准C+C51）
括号项——可以缺省（但需有缺省值）
【存储种类】
数据类型
【存储类型】
变量名
共有四个说明符： 1、auto（自动型）——变量的作用范围在定义它的函数体或 语句块内。执行结束后，变量所占内存即被释放。 2、extern（外部型） ——在一个源文件中被定义为外部型 的变量，在其它源文件中需要通过extern说明方可使用。 3、static（静态型） ——利用static可使变量定义所在的函数 或语句块执行结束后，其分配的内存单元继续保留。 4、register（寄存器型） ——将变量对应的储存单元指定为 通用寄存器，以提高程序运行速度。
enum color{red=0, green, blue} i; for (i=red; i<=blue; i++)
C-51的函数
C-51的预处理
与C语言基本相同 #define，#include #ifdef (#ifndef), #else, #endif #if, #endif, #pragma
所有的bit变量放在MCS-51单片机的内部RAM存储区的位操 作数段。位寻址区域只有 16 字节长，所以最多声明 128个位 变量。 只能用data、bdata和idata(限可位操作的部分)存储类型。 不能声明bit类型的指针，不能声明bit类型的数组。 非法：bit *ptr; bit ware[5]
例1 unsigned char xdata * ptr; 解：若编译器默认的存储类型为data，则指针ptr自身被 存放在data区内，它是指向 xdata 存储区的无符号字符型
变量。
例2
unsigned char code * idata port;
解：指针port自身被存放在idata区内，它是指向 code 存
C-51与ASM-51相比，有如下优点： 1. 对单片机的指令系统不要求了解，仅要求对 8051 的存贮器结构有初步了解； 2. 寄存器分配、不同存贮器的寻址及数据类型 等细节可由编译器管理；
3. 程序有规范的结构，可分成不同的函数，这 种方式可使程序结构化；
4. 具有将可变的选择与特殊操作组合在一起的 能力，改善了程序的可读性； 5. 提供的库包含许多标准子程序，具有较强的 数据处理能力；
缺省存储种类为auto (自动)型变量
【存储种类】
数据类型
【存储类型】
变量名
标准C语言的数据类型
* 有符号数类型可以忽略signed标识符
C51扩充数据类型：bit、sfr、sfr16、sbit
bit 型
bit用于定义一个位变量，语法规则如下：
bit bit_name [= 常数0～1];
例如：bit door = 0 ; 变量且初值为0 //定义一个叫door的
!
（逻辑与
>>
& | ^ ~
<<
（位右移
(按位与 (按位异或
位左移）
按位或) 按位取反)
C-51的基本语句
与标准C语言基本相同：
if 选择语言
switch/case
while
多分支选择语言
循环语言
do-while
for
循环语言
循环语言
C-51的结构体、联合与枚举
与C语言基本相同
struct mepoint { unsigned char name[11]; unsigned char pressure; unsigned char temperature; } po1={ "firstpoint", 0x99, 0x64}; union f { float f; unsigned long ul; }; union f x;