第1章 C51程序设计基础
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江 阴 职 业 技 术 学 院 电 子 工 程 系
注意：
AT89C51芯片中RAM只有低128位，位于80H到FFH的 高128位则在52芯片中才有用，并和特殊寄存器地址重 叠。（见下表） 如果省略存储器类型，系统则会按编译模式 SMALL,COMPACT或LARGE所规定的默认存储器类型去 指定变量的存储区域。无论什么存储模式都可以声明 变量在任何的8051存储区范围，然而把最常用的命令 如循环计数器和队列索引放在内部数据区可以显著的 提高系统性能。 变量的存储种类与存储器类型是完全无关的。
LARGE存储模式
所有缺省变量可放在多达64 K字节的外部
常量是在程序运行过程中不能改 变值的量，常量的数据类型有整型、 浮点型、字符型、字符串型和位标量。
常量可用在不必改变值的场合，如固 定的数据表，字库等。
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常量的定义方式有几种:
#difine False 0x0; //用预定义语句可以定义常量 #difine True 0x1; //这里定义False为0,True为1 在程序中用到False编译时自动用0替换，同理True替换为1 unsigned int code a=100; //这一句用code把a定义在程序 存储器中并赋值 const unsigned int c=100; //用const定义c为无符号int常量 并赋值
由此可见，在C51程序设计过程中，在满足数据要求的情况 下，应尽可能使用unsigned char变量和bit变量。signed char变 量虽然也只占用一个字节，但需要进行额外的操作来测试代 码的符号位，因此会降低代码执行效率。
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五、常量和变量
指针型本身就是一个变量，在这个变量中存放的指 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。指针变量也具 有类型。
2． bit位标量
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，但不能定义位指针，也不能 定义位数组。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类型中的True和 False。
中断服务程序的现场保护和恢复,中断向量表的填写,是直接 与单片机相关的,都由C编译器代办;
提供常用的标准函数库,以供用户直接使用;
头文件中定义宏、说明复杂数据类型和函数原型,有利于程 序的移植和支持单片机的系列化产品的开发;
有严格的句法检查,错误很少,可容易地在高级语言的水平上 5 迅速地被排掉;
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4、sbit
sbit是C51中的一种扩充数据类型，利用它可以访问芯片内部的RAM中 的可寻址位或特殊功能寄存器中的可寻址位。
如要访问P1.1，定义方法有三： (1)sbit 位变量名＝位地址 sbit P1_1 = Ox91; //把位的绝对地址赋给位变量。 同sfr一样sbit的位地址必须位于80H-FFH之间。 (2)Sbit 位变量名＝特殊功能寄存器名^位位置 sfr P1 = 0x90; sbit P1_1 = P1 ^ 1; 当可寻址位位于特殊功能寄存器中时可采用这种方法
用 位标量声明 位标量声明
途
说
明
声明一个位标量或位类型的函数 声明一个可位寻址变量 声明一个特殊功能寄存器 声明一个16位的特殊功能寄存器 直接寻址的内部数据存储器 可位寻址的内部数据存储器
特殊功能寄存器声明 特殊功能寄存器声明 存储器类型说明 存储器类型说明
idata
pdata xdata code interrupt reentrant using
}
} } 7
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二、数据类型
C语言的标识符和关键字 在C51编译器中，只支持标识符的前32位为有效标识， 故用户标识符不宜过长。 关键字则是编程语言保留的特殊标识符，它们具有固 定名称和含义，在程序编写中不允许标识符与关键字 相同。在KEIL uVision2中的关键字除了有ANSI C标 准的32个关键字外还根据51单片机的特点扩展了相关 的关键字。 表4－1，表中列出了KEIL uVision2 C51编译器所支 持的数据类型。
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SMALL存储模式
所有缺省变量参数均装入内部RAM(与使用显 式的data关键字来定义结果相同)。使用该模式的
优点是访问速度快，缺点是空间有限，而且分配
给堆栈的空间比较少，遇到函数嵌套调用和函数
递归调用时必须小心，该模式适用于较小的程序。
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（二）C51和汇编比较 （1） 下面结合8051介绍单片机C语言的优越性： 不懂得单片机的指令集,也能够编写完美的单片机程序; 无须懂得单片机的具体硬件,也能够编出符合硬件实际 的专业水平的程序; 不同函数的数据实行覆盖,有效利用片上有限的RAM空 间;
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3、 sfr特殊功能寄存器
sfr也是一种扩充数据类型，点用一个内存单元，值域为 0～255。利用它可以访问51单片机内部的所有特殊功能寄 存器。 如用sfr P1 = 0x90这一句定P1为P1端口在片内的寄存器， 在后面的语句中我们用以用P1 = 255（对P1端口的所有引 脚置高电平）之类的语句来操作特殊功能寄存器。 sfr关键子后面是一个要定义的名字，可任意选取，但要符 合标识符的命名规则，最好有一定的含义，如P1口可以用 P1。等号后面必须是常数（特殊寄存器直接地址），不允 许有带运算符的表达式，而且该常数必须在特殊功能寄存 器的地址范围之内（80H－FFH），具体可查看教材8051 内部RAM地址表。
存储器类型说明
存储器类型说明 存储器类型说明 存储器类型说明 中断函数说明 再入函数说明 寄存器组定义
间接寻址的内部数据存储器
分页寻址的外部数据存储器 外部数据存储器 程序存储器 定义一个中断函数 定义一个再入函数 定义芯片的工作寄存器
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1．* 指针型
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数据类型 unsigned char signed char unsigned int signed int unsigned long signed long
长
度
值
域
单字节 单字节 双字节 双字节 四字节 四字节
0～255 -128～+127 0～65535 -32768～+32767 0～4294967295 -2147483648～+2147483647
例1-1 流水灯
#include "REG51.H" main() {
int i,w;
TMOD=0x10; while(1) { w=0x01; // 灯的位置初值为01h // 置定时器1为方式1
for(i=0;i<8;i++)
{ P1=~w; w<<=1; delay(); // 循环点亮灯 // 点亮灯的位置移动 // 调用1 s延时
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第1章 C51 程序设计基础
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主要内容
一、C51概述 二、数据类型 三、常量和变量 四、运算符和表达式 五、C程序的基本结构 六、函数
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一、C51概述
以上两句它们的值都保存在程序存储器中，而程序存储器 在运行中是不允许被修改的，所以如果在这两句后面用了 类似a=110，a++这样的赋值语句，编译时将会出错。
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变量
变量就是一种在程序执行过程中其值能不断变化的量。变量必须 先定义后使用 标准C 定义一个变量的格式如下： [存储种类] 数据类型 变量名表 如auto int a;//存储种类分：auto,static,register,extern C 51定义一个变量的格式如下： [存储种类] 数据类型 [存储器类型] 变量名表 可选 必选 可选 必选 存储器类型的说明就是指定该变量在C51硬件系统中所使用的存 储区域，并在编译时准确的定位。
程序具有坚固性：数据被破坏是导致程序运行异常的 重要因素。C语言对数据进行了许多专业性的处理,避 免了运行中间非异步的破坏;
C语言提供复杂的数据类型（数组、结构、联合、枚 举、指针等）,极大地增强了程序处理能力和灵活性;
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江 阴 职 业 （二）C51和汇编比较（2） 技 术 提供auto、static、const等存储类型和专门针对8051单片 学 机的data、idata、pdata、xdata、code等存储类型,自动为 院 变量合理地分配地址; 电 子 工 提供small、compact、large等编译模式,以适应片上存储 程 器的大小; 系
COMPACT存储模式
所有缺省变量均位于外部RAM区的一页(与使用 显式的pdata关键字来定义结果相同)，最多能够
定义256字节变量。使用该模式的优点是变量定义
空间比SMALL模式大，但运行速度比SMALL模 式慢。使用本模式时，程序通过@R0和@R1来访 问变量。
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（三）KEIL C 上机步骤
（1）按照以前的方式建立项目。 （2）建立源文件，文件后缀为（*.c） （3）C51文件必须包含相关头文件。 （4）主程序中必须有一个while（1）无限 循环体。 （5）程序设计必须规范化。
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float *
bit sfr sfr16 sbit
四字节 1～3字节
位 单字节 双字节 位
±1.175494E-38～±3.402823E+38 对象的地址
0或1 0～255 0～65535 0或1
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关键字 bit sbit Sfr Sfr16 data bdata
(一）C语言的特点
C语言简洁、紧凑，方便、灵活。一共只有32个关键字 运算符丰富，共有34种。 数据结构类型丰富（struct、union、enum 等）。 具有结构化的控制语句（if、for、switch、while 等）。 语法限制不太严格，程序设计自由度大。 生成目标代码质量高，程序执行效率高。 与汇编语言相比，用C语言写的程序可移植性好 C语言允许直接访问物理地址，能进行位（bit）操作，能 实现汇编语言的大部分功能，可以直接对硬件进行操作。 因此有人把它称为中级语言。
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存储器类型
说
明
源自文库
data bdata idata pdata xdata code
直接访问内部数据存储器（128字节),访问速度最快 可位寻址内部数据存储器（16字节），允许位与字节混合访问 间接访问内部数据存储器（256字节），允许访问全部内部地址 分页访问外部数据存储器（256字节），用MOVX @Ri指令访问 外部数据存储器(64KB)，用MOVX @DPTR指令访问 程序存储器（64KB）,用MOVC @A+DPTR指令访问
(3)sbit 位变量名＝字节地址^位位置 sbit P1_1 = 0x90 ^ 1;
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变量数据类型的选择
在C51程序设计中，变量数据类型的定义极其重要，因为在 所有数据类型中只有bit和unsigned char两种数据类型可以直接 支持机器指令，对于其他的数据类型C51编译器都要进行一系 列复杂的变量数据和变量类型的处理，而这种处理将会对应 很长一段机器指令，最终会使程序变得复杂、庞大，运行速 度降低。
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注意：
AT89C51芯片中RAM只有低128位，位于80H到FFH的 高128位则在52芯片中才有用，并和特殊寄存器地址重 叠。（见下表） 如果省略存储器类型，系统则会按编译模式 SMALL,COMPACT或LARGE所规定的默认存储器类型去 指定变量的存储区域。无论什么存储模式都可以声明 变量在任何的8051存储区范围，然而把最常用的命令 如循环计数器和队列索引放在内部数据区可以显著的 提高系统性能。 变量的存储种类与存储器类型是完全无关的。
LARGE存储模式
所有缺省变量可放在多达64 K字节的外部
常量是在程序运行过程中不能改 变值的量，常量的数据类型有整型、 浮点型、字符型、字符串型和位标量。
常量可用在不必改变值的场合，如固 定的数据表，字库等。
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常量的定义方式有几种:
#difine False 0x0; //用预定义语句可以定义常量 #difine True 0x1; //这里定义False为0,True为1 在程序中用到False编译时自动用0替换，同理True替换为1 unsigned int code a=100; //这一句用code把a定义在程序 存储器中并赋值 const unsigned int c=100; //用const定义c为无符号int常量 并赋值
由此可见，在C51程序设计过程中，在满足数据要求的情况 下，应尽可能使用unsigned char变量和bit变量。signed char变 量虽然也只占用一个字节，但需要进行额外的操作来测试代 码的符号位，因此会降低代码执行效率。
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五、常量和变量
指针型本身就是一个变量，在这个变量中存放的指 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。指针变量也具 有类型。
2． bit位标量
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，但不能定义位指针，也不能 定义位数组。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类型中的True和 False。
中断服务程序的现场保护和恢复,中断向量表的填写,是直接 与单片机相关的,都由C编译器代办;
提供常用的标准函数库,以供用户直接使用;
头文件中定义宏、说明复杂数据类型和函数原型,有利于程 序的移植和支持单片机的系列化产品的开发;
有严格的句法检查,错误很少,可容易地在高级语言的水平上 5 迅速地被排掉;
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4、sbit
sbit是C51中的一种扩充数据类型，利用它可以访问芯片内部的RAM中 的可寻址位或特殊功能寄存器中的可寻址位。
如要访问P1.1，定义方法有三： (1)sbit 位变量名＝位地址 sbit P1_1 = Ox91; //把位的绝对地址赋给位变量。 同sfr一样sbit的位地址必须位于80H-FFH之间。 (2)Sbit 位变量名＝特殊功能寄存器名^位位置 sfr P1 = 0x90; sbit P1_1 = P1 ^ 1; 当可寻址位位于特殊功能寄存器中时可采用这种方法
用 位标量声明 位标量声明
途
说
明
声明一个位标量或位类型的函数 声明一个可位寻址变量 声明一个特殊功能寄存器 声明一个16位的特殊功能寄存器 直接寻址的内部数据存储器 可位寻址的内部数据存储器
特殊功能寄存器声明 特殊功能寄存器声明 存储器类型说明 存储器类型说明
idata
pdata xdata code interrupt reentrant using
}
} } 7
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二、数据类型
C语言的标识符和关键字 在C51编译器中，只支持标识符的前32位为有效标识， 故用户标识符不宜过长。 关键字则是编程语言保留的特殊标识符，它们具有固 定名称和含义，在程序编写中不允许标识符与关键字 相同。在KEIL uVision2中的关键字除了有ANSI C标 准的32个关键字外还根据51单片机的特点扩展了相关 的关键字。 表4－1，表中列出了KEIL uVision2 C51编译器所支 持的数据类型。
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SMALL存储模式
所有缺省变量参数均装入内部RAM(与使用显 式的data关键字来定义结果相同)。使用该模式的
优点是访问速度快，缺点是空间有限，而且分配
给堆栈的空间比较少，遇到函数嵌套调用和函数
递归调用时必须小心，该模式适用于较小的程序。
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（二）C51和汇编比较 （1） 下面结合8051介绍单片机C语言的优越性： 不懂得单片机的指令集,也能够编写完美的单片机程序; 无须懂得单片机的具体硬件,也能够编出符合硬件实际 的专业水平的程序; 不同函数的数据实行覆盖,有效利用片上有限的RAM空 间;
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3、 sfr特殊功能寄存器
sfr也是一种扩充数据类型，点用一个内存单元，值域为 0～255。利用它可以访问51单片机内部的所有特殊功能寄 存器。 如用sfr P1 = 0x90这一句定P1为P1端口在片内的寄存器， 在后面的语句中我们用以用P1 = 255（对P1端口的所有引 脚置高电平）之类的语句来操作特殊功能寄存器。 sfr关键子后面是一个要定义的名字，可任意选取，但要符 合标识符的命名规则，最好有一定的含义，如P1口可以用 P1。等号后面必须是常数（特殊寄存器直接地址），不允 许有带运算符的表达式，而且该常数必须在特殊功能寄存 器的地址范围之内（80H－FFH），具体可查看教材8051 内部RAM地址表。
存储器类型说明
存储器类型说明 存储器类型说明 存储器类型说明 中断函数说明 再入函数说明 寄存器组定义
间接寻址的内部数据存储器
分页寻址的外部数据存储器 外部数据存储器 程序存储器 定义一个中断函数 定义一个再入函数 定义芯片的工作寄存器
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1．* 指针型
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数据类型 unsigned char signed char unsigned int signed int unsigned long signed long
长
度
值
域
单字节 单字节 双字节 双字节 四字节 四字节
0～255 -128～+127 0～65535 -32768～+32767 0～4294967295 -2147483648～+2147483647
例1-1 流水灯
#include "REG51.H" main() {
int i,w;
TMOD=0x10; while(1) { w=0x01; // 灯的位置初值为01h // 置定时器1为方式1
for(i=0;i<8;i++)
{ P1=~w; w<<=1; delay(); // 循环点亮灯 // 点亮灯的位置移动 // 调用1 s延时
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第1章 C51 程序设计基础
江 阴 职 业 技 术 学 院 电 子 工 程 系
主要内容
一、C51概述 二、数据类型 三、常量和变量 四、运算符和表达式 五、C程序的基本结构 六、函数
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一、C51概述
以上两句它们的值都保存在程序存储器中，而程序存储器 在运行中是不允许被修改的，所以如果在这两句后面用了 类似a=110，a++这样的赋值语句，编译时将会出错。
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变量
变量就是一种在程序执行过程中其值能不断变化的量。变量必须 先定义后使用 标准C 定义一个变量的格式如下： [存储种类] 数据类型 变量名表 如auto int a;//存储种类分：auto,static,register,extern C 51定义一个变量的格式如下： [存储种类] 数据类型 [存储器类型] 变量名表 可选 必选 可选 必选 存储器类型的说明就是指定该变量在C51硬件系统中所使用的存 储区域，并在编译时准确的定位。
程序具有坚固性：数据被破坏是导致程序运行异常的 重要因素。C语言对数据进行了许多专业性的处理,避 免了运行中间非异步的破坏;
C语言提供复杂的数据类型（数组、结构、联合、枚 举、指针等）,极大地增强了程序处理能力和灵活性;
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江 阴 职 业 （二）C51和汇编比较（2） 技 术 提供auto、static、const等存储类型和专门针对8051单片 学 机的data、idata、pdata、xdata、code等存储类型,自动为 院 变量合理地分配地址; 电 子 工 提供small、compact、large等编译模式,以适应片上存储 程 器的大小; 系
COMPACT存储模式
所有缺省变量均位于外部RAM区的一页(与使用 显式的pdata关键字来定义结果相同)，最多能够
定义256字节变量。使用该模式的优点是变量定义
空间比SMALL模式大，但运行速度比SMALL模 式慢。使用本模式时，程序通过@R0和@R1来访 问变量。
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（三）KEIL C 上机步骤
（1）按照以前的方式建立项目。 （2）建立源文件，文件后缀为（*.c） （3）C51文件必须包含相关头文件。 （4）主程序中必须有一个while（1）无限 循环体。 （5）程序设计必须规范化。
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float *
bit sfr sfr16 sbit
四字节 1～3字节
位 单字节 双字节 位
±1.175494E-38～±3.402823E+38 对象的地址
0或1 0～255 0～65535 0或1
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关键字 bit sbit Sfr Sfr16 data bdata
(一）C语言的特点
C语言简洁、紧凑，方便、灵活。一共只有32个关键字 运算符丰富，共有34种。 数据结构类型丰富（struct、union、enum 等）。 具有结构化的控制语句（if、for、switch、while 等）。 语法限制不太严格，程序设计自由度大。 生成目标代码质量高，程序执行效率高。 与汇编语言相比，用C语言写的程序可移植性好 C语言允许直接访问物理地址，能进行位（bit）操作，能 实现汇编语言的大部分功能，可以直接对硬件进行操作。 因此有人把它称为中级语言。
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存储器类型
说
明
源自文库
data bdata idata pdata xdata code
直接访问内部数据存储器（128字节),访问速度最快 可位寻址内部数据存储器（16字节），允许位与字节混合访问 间接访问内部数据存储器（256字节），允许访问全部内部地址 分页访问外部数据存储器（256字节），用MOVX @Ri指令访问 外部数据存储器(64KB)，用MOVX @DPTR指令访问 程序存储器（64KB）,用MOVC @A+DPTR指令访问
(3)sbit 位变量名＝字节地址^位位置 sbit P1_1 = 0x90 ^ 1;
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变量数据类型的选择
在C51程序设计中，变量数据类型的定义极其重要，因为在 所有数据类型中只有bit和unsigned char两种数据类型可以直接 支持机器指令，对于其他的数据类型C51编译器都要进行一系 列复杂的变量数据和变量类型的处理，而这种处理将会对应 很长一段机器指令，最终会使程序变得复杂、庞大，运行速 度降低。