80c51的c語言程序設(shè)計教學(xué)課件ppt單片機(jī)

1、9.2 C51的數(shù)據(jù)類型與運(yùn)算,9.1 單片機(jī)的C語言,9.3 C51流程控制語句,9.4 C51的指針類型,9.5 C51的函數(shù),9.6 C51編程實例,第9章 80C51的C語言程序設(shè)計,本章內(nèi)容：,9.1.1 C51程序開發(fā)概述,,一、采用C51的優(yōu)點(diǎn),編譯器自動完成變量的存儲分配 常用接口芯片編制通用驅(qū)動函數(shù) 常用功能模塊和算法編制相應(yīng)的函數(shù)，方便地進(jìn)行算法和程序的移植。 當(dāng)代碼長度超

2、過4KB以上時，C51比匯編語言更具有明顯的優(yōu)勢。,9.1 單片機(jī)的C語言,,,二、C51程序開發(fā)過程,,9.1.2 C51程序結(jié)構(gòu),,預(yù)處理命令全局變量說明；函數(shù)1說明；…… ……函數(shù)n說明；main（）{ 局部變量說明； 執(zhí)行語句； 函數(shù)調(diào)用（實參表）；},函數(shù)1（形式參數(shù)說明）{ 局部變量說明； 執(zhí)行語句； 函數(shù)調(diào)用（實際參數(shù)表）；}…… ……函數(shù)n（形式參數(shù)說明）{

3、局部變量說明； 執(zhí)行語句； 函數(shù)調(diào)用（實際參數(shù)表）；},,,,9.2 C51的數(shù)據(jù)類型與運(yùn)算,9.2.1 C51的數(shù)據(jù)類型,,,,9.2.2 C51的數(shù)據(jù)的存儲器類型,變量和常量必須以一定的存儲器類型定位于單片機(jī)的存儲區(qū)域中。,經(jīng)常使用的變量應(yīng)置于片內(nèi)RAM中，即用bdata、data、idata來定義； 不經(jīng)常使用的變量或規(guī)模較大的變量應(yīng)該置于片外RAM中，即用pdata、xdata來定義。例如：,,,,bit

4、 bdata flags； /* 位變量flags定位在片內(nèi)RAM的位尋址區(qū) */char data var； /* 字符變量var定位在片內(nèi)RAM區(qū) */float idata x,y,z； /* 實型變量x，y，z定位在片內(nèi)間址RAM區(qū) */sfr P1=0x90； /* 定義P1口地址為90H */,如果用戶不對變量的存儲器類型進(jìn)行定義，C51編譯器采用默認(rèn)的存儲器類型。由編譯控制命令中的存儲模式指令限制。

5、例如：char var；/* 在SMALL模式時，var定位data存儲區(qū) */ /* 在COMPACT模式時，var定位pdata存儲區(qū) */ /* 在LARGE模式時，var定位xdata存儲區(qū) */,,,9.2.3 80C51硬件結(jié)構(gòu)的C51定義,,,,一、特殊功能寄存器的定義 21個SFR，為能直接訪問，C51用擴(kuò)充的關(guān)鍵字sfr和sfr

6、16進(jìn)行定義。方法為： sfr 特殊功能寄存器名 = 地址常數(shù)；,例如：sfr SCON = 0x98；sfr P0 = 0x80； sfr16 T2 = 0xCC；,,,,,二、sfr特定位的定義 sbit定義可獨(dú)立尋址訪問的位變量，如定義SFR中的一些特定位。方法為：,1、sbit 位變量名 = sfr名^位的位置（0~7），如： sfr PSW=0xD0； /* 定義

7、PSW地址為0xD0 */ sbit OV=PSW^2； /* 定義OV位為PSW.2 */ sbit CY=PSW^7； /* 定義CY位為PSW.7 */,,,,,2、sbit 位變量名 = 字節(jié)地址^位的位置（0~7），如： sbit OV=0xD0^2； /* 定義OV位地址為0xD2 */ sbit CY=0xD0^7； /* 定義CY位地址為0xD7 */ 注：字節(jié)

8、地址作基地址，必須在0x80~0xFF之間。,3、sbit 位變量名 = 位地址，如： sbit OV=0xD2； /* 定義OV位地址為0xD2 */ sbit CY=0xD7； /* 定義CY位地址為0xD7 */ 注：位地址必須位于0x80~0xFF之間。,三、內(nèi)部RAM中可位尋址對象的定義 RAM的20H~2FH單元可用bdata存儲器類型訪問，帶有bdata類型的變量可以進(jìn)行字

9、或字節(jié)尋址，用sbit指定bdata變量的相應(yīng)位后就可以進(jìn)行位尋址。,,,,例如，先定義變量數(shù)據(jù)類型和存儲類型為：int bdata ibase； /* 定義整形變量ibase */char bdata array[4]； /* 定義字符數(shù)組array[4] */,定義可獨(dú)立尋址訪問的位：sbit mybit0 = ibase^0； sbit mybit15 = ibase^15；sbit ary0

10、7 = array[0]^7；sbit ary37 = array[3]^7；,,,,訪問示例：ibase = -1； /* 字尋址 */array[2] = ‘a(chǎn)’；/* 字節(jié)尋址 */ary07 = 0； /* 位尋址 */用bit定義普通位變量時C51編譯器會自行安排該位變量于可位尋址的bdata區(qū)。例如，bit mybit。應(yīng)注意的是，不能定義bit類型指針，也不能定義bit類型數(shù)組。,,,,,,,一、算術(shù)

11、運(yùn)算符和算術(shù)表達(dá)式1、基本算術(shù)運(yùn)算符+ 加法運(yùn)算符；- 減法（取負(fù)）運(yùn)算符；* 乘法運(yùn)算符；/ 除法運(yùn)算符；% 取余（模）運(yùn)算符。,9.2.4 C51的運(yùn)算符和表達(dá)式,,,加、減和乘法符合一般的算術(shù)運(yùn)算規(guī)則。 除法時，若是兩個整數(shù)相除，其結(jié)果為整數(shù)，舍去小數(shù)部分；如果是兩個浮點(diǎn)數(shù)相除，其結(jié)果為浮點(diǎn)數(shù)。 取余運(yùn)算，則要求運(yùn)算對象為整形。,求值要依運(yùn)算符的優(yōu)先級進(jìn)行。算術(shù)運(yùn)算符中取負(fù)運(yùn)算優(yōu)先級最高，其次為

12、乘法、除法和取余。加法和減法優(yōu)先級最低。 可根據(jù)需要采用括號來改變運(yùn)算符的優(yōu)先級。,2、自增、自減運(yùn)算符++ 自增運(yùn)算符；-- 自減運(yùn)算符。,,,++和--運(yùn)算符只能用于變量，不能用于常量和表達(dá)式。 如，++j表示先加1，再取值；j++表示先取值，再加1。自減運(yùn)算類同。,3、類型轉(zhuǎn)換運(yùn)算符兩側(cè)的數(shù)據(jù)類型不同時，要轉(zhuǎn)換成同種類型。方式有兩種：,,,,,一是自動轉(zhuǎn)換，是指編譯器在編譯時自動進(jìn)行的類型轉(zhuǎn)換。順序為

13、：bit→char→int→long→float，signed→unsigned。 二是強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換，如：（double）a ，將a 強(qiáng)制轉(zhuǎn)換為double類型。,,,二、關(guān)系運(yùn)算符和關(guān)系表達(dá)式,1、關(guān)系運(yùn)算符 大于；>= 大于等于；,,= = 等于；！= 不等于。,,高優(yōu)先級,低優(yōu)先級,,,關(guān)系運(yùn)算優(yōu)先級低于算術(shù)運(yùn)算，高于賦值運(yùn)算。,2、關(guān)系表達(dá)式關(guān)系表達(dá)式的值為邏輯值：真和假

14、。C51中用0表示假，用1表示真。,三、邏輯運(yùn)算符和邏輯表達(dá)式,,,1、邏輯運(yùn)算符&& 邏輯與；| | 邏輯或；！ 邏輯非。 在三種邏輯運(yùn)算中，邏輯非的優(yōu)先級最高，且高于算術(shù)運(yùn)算符；邏輯或的優(yōu)先級最低，低于關(guān)系運(yùn)算符，但高于賦值運(yùn)算符。,2、邏輯表達(dá)式邏輯表達(dá)式的值也為邏輯值：真和假。,四、位運(yùn)算符C51提供6種位運(yùn)算符：,,,~ 位取反；> 右移；&

15、 位與； ^ 位異或；| 位或。,優(yōu)先級順序為：位取反、左移和右移、位與、位異或、位或。,五、賦值和復(fù)合賦值運(yùn)算符 “=”稱為賦值運(yùn)算符，作用是將一個數(shù)據(jù)的值賦給一個變量。 復(fù)合運(yùn)算符如下：,,,+= 加法賦值；-= 減法賦值；*= 乘法賦值；/= 除法賦值；%= 取模賦值；,>= 右移位賦值；&= 邏輯與賦值；|= 邏輯或賦值；^= 邏輯異或賦值

16、；~= 邏輯非賦值。,,,一、條件語句由關(guān)鍵字if構(gòu)成。有3種條件語句：1、if（條件表達(dá)式）語句若條件表達(dá)式的結(jié)果為真（非0值），則執(zhí)行后面的語句；反之若條件表達(dá)式的結(jié)果為假（0值），則不執(zhí)行后面的語句。例如：if（p1！= 0）{ c=20；},,,,9.3 C51流程控制語句,9.3.1 C51選擇語句,,,2、if（條件表達(dá)式）語句1 else 語句2若條件表達(dá)式的結(jié)果為真（非0值），則執(zhí)行語句1；反之

17、若條件表達(dá)式的結(jié)果為假（0值），則執(zhí)行語句2。,,,,,,例如：if（p1！= 0）{ c=20；}else { c=0；},,,,,,3、if（條件表達(dá)式1） 語句1 else if （條件表達(dá)式2）語句2else if （條件表達(dá)式3）語句3… …else if （條件表達(dá)式n）語句nelse 語句n+1,此種形式的條件語句常用于實現(xiàn)多方向條件分支。,,,例如：if（a>= 4）{ c=40；}else

18、if { a>= 3）{ c=30；}else if { a>= 2）{ c=20；}else if { a>= 1）{ c=10；}else { c=0；},,,二、開關(guān)語句開關(guān)語句主要用于多分支的場合。一般形式為：switch （表達(dá)式）{ case 常量表達(dá)式1：語句1；break； case 常量表達(dá)式2：語句2；break； … … case 常量表達(dá)式n：語句n；break；

19、 default ：語句n+1；},,,,,,,,一、while語句一般形式為：while（條件表達(dá)式）語句；,,9.3.2 C51循環(huán)語句,先檢查條件，再決定是否執(zhí)行后面的語句。如的結(jié)果一開始就為假，則后面的語句一次也不能執(zhí)行。,二、do-while語句一般形式為：do語句while（條件表達(dá)式）；,先執(zhí)行循環(huán)語句，再檢查條件表達(dá)式的結(jié)果。,三、for語句一般形式為： for（[初值表達(dá)式]；[條件表達(dá)

20、式]；[更新表達(dá)式]）語句,先計算初值表達(dá)式，再檢查條件表達(dá)式的結(jié)果。當(dāng)滿足條件時就執(zhí)行循環(huán)體語句并計算更新表達(dá)式，然后再根據(jù)更新表達(dá)式的計算結(jié)果來判斷循環(huán)條件是否滿足，一直進(jìn)行到循環(huán)條件表達(dá)式的結(jié)果為假（0值）時退出循環(huán)體。,,,四、if語句與goto語句結(jié)合 利用if語句與goto語句的結(jié)合，可以構(gòu)成循環(huán)結(jié)構(gòu)?？梢杂袃煞N形式：,,1、當(dāng)型循環(huán)形式為：loop：if（表達(dá)式） {語句 go

21、to loop； },2、直到型循環(huán)形式為：loop：{語句 if（表達(dá)式） goto loop； },,,變量的指針就是該變量的地址。為了表示指針變量和它所指向的變量地址間的關(guān)系，可以利用運(yùn)算符：*（取內(nèi)容）和&（取地址）。,,,9.4 C51的指針類型,一般定義形式為：變量 = * 指針變量指針變量 = & 目標(biāo)變量 取內(nèi)容運(yùn)算是將指針變量所指向的目標(biāo)變

22、量的值賦給左側(cè)的變量；取地址運(yùn)算是將目標(biāo)變量的地址賦給左側(cè)的變量。,,,指針變量中只能存放指針型數(shù)據(jù)（即地址），不要將一個非指針型的數(shù)據(jù)賦給一個指針變量。正確的賦值，例如：char data *p /* 定義指針變量 */p = 30H /* 為指針變量賦值 */,,,C51編譯器支持兩種指針類型：一般指針和基于存儲器的指針。,,,,,,,定義指針變量時，若未指定它所指向的對象的存儲器類型時，該指針變量就被認(rèn)

23、為是一般指針。 一般指針占用3個字節(jié)：第一個字節(jié)存放該指針的存儲器類型編碼（由編譯模式的默認(rèn)值確定），第二和第三個字節(jié)分別存放該指針的高位和低位地址偏移量。編碼為：,9.4.1 一般指針,,,,,例如：xdata 類型，地址為0x1234的指針表示為：第一字節(jié)為0x01，第二字節(jié)為0x12，第三字節(jié)為0x34。,,一般指針?biāo)赶驅(qū)ο蟮拇鎯臻g位置在運(yùn)行期間才能確定，在編譯時無法優(yōu)化存儲方式，必須生成一般代碼以保證對任意空間的對象進(jìn)行

24、存取。因此一般指針?biāo)a(chǎn)生的代碼速度較慢。,一般指針可用于存取任何變量而不必考慮變量在80C51單片機(jī)存儲空間的位置，許多C51庫函數(shù)采用了一般指針。例如：char *xdata strptr； /* 位于xdata 空間的一般指針 */int *data number；/* 位于data 空間的一般指針 */,,定義指針變量時，若指定了它所指向的對象的存儲類型時，該指針變量就被認(rèn)為是基于存儲器的指針。 基于存儲器的指針可以高

25、效訪問對象，類型由C51源代碼中存儲器類型決定，且在編譯時確定。由于不必為指針選擇存儲器，這些指針的長度可以為1個字節(jié)（idata *，data *，pdata *）或2個字節(jié)（code *，xdata *）。,,,9.4.2 基于存儲器的指針,例如：char data * str； /* 定義指向data 空間char型數(shù)據(jù)的指針 */int xdata * num； /* 定義指向xdata 空間int型數(shù)據(jù)的指針 */

26、long code * pow； /* 定義指向code 空間long型數(shù)據(jù)的指針 */,,,,,還可以在定義時指定指針本身的存儲器空間位置。,,例如：char data *xdata str； /* 指針本身在xdata空間 */int xdata * data num； /* 指針本身在data空間 */long code * idata pow； /* 指針本身在idata空間 */,基于存儲器的指

27、針長度比一般指針短，可以節(jié)省存儲器空間，運(yùn)行速度快，但它所指對象具有確定的存儲器空間，兼容性不好。,與普通的C語言程序類似，C51程序是有若干模塊化的函數(shù)構(gòu)成。函數(shù)是C51程序的基本模塊，常說的子程序就是由函數(shù)來實現(xiàn)的。,9.5 C51的函數(shù),用戶可以根據(jù)需要定義自己的功能函數(shù)，也可以調(diào)用C51編譯器提供的標(biāo)準(zhǔn)函數(shù)（庫函數(shù)）來完成某種特定的功能。,9.5.1 C51函數(shù)的定義,函數(shù)的一般定義形式為：返回值類型 函數(shù)名（形式參數(shù)

28、列表）[編譯模式][reentrant][interrupt n][using n]{ 函數(shù)體},當(dāng)函數(shù)沒有返回值時，應(yīng)用關(guān)鍵字void明確說明。,形式參數(shù)的類型要明確說明，對于無形參的函數(shù)，括號也要保留。,編譯模式為SMALL、COPACT或LARGE，用來指定函數(shù)中局部變量和參數(shù)的存儲器空間。,reentrant用于定義可重入函數(shù)。interrupt n 用于定義中斷函數(shù)，n為中斷號，可以為0~31，通過中斷號可以決定中斷

29、服務(wù)程序的入口地址。,using n 用于確定中斷服務(wù)函數(shù)所使用的工作寄存器組，n為工作寄存器組號，取值為0~3。,9.5.2 C51函數(shù)的調(diào)用與參數(shù)傳遞,若被調(diào)函數(shù)是有參函數(shù)，則主調(diào)函數(shù)必須把被調(diào)函數(shù)所需的參數(shù)傳遞給被調(diào)函數(shù)。 傳遞給被調(diào)函數(shù)的數(shù)據(jù)稱為實際參數(shù)，即實參。實參對形參的傳遞是單向的。 參數(shù)傳遞可采用寄存器、固定存儲器位置方式。,寄存器參數(shù)傳遞使用的寄存器如表：,寄存器傳遞方式最多可以傳遞3個參數(shù)。這種參數(shù)傳遞可以產(chǎn)生

30、高效的代碼。可以用REGPARMS和NOREGPARMS編譯命令來控制。,當(dāng)無寄存器可用時，或說明了“pragma NOREGPARMS”時，參數(shù)可以采用固定的存儲器位置傳遞。在固定的存儲器位置進(jìn)行參數(shù)傳遞是C51的一個重要特征。在SMALL模式下，參數(shù)傳遞在內(nèi)部RAM中完成。在COMPACT和LARGER模式下，參數(shù)的傳遞要在外部RAM中完成。由于80C51單片機(jī)片內(nèi)RAM空間非常有限，所以C51編譯器僅將函數(shù)的返回地址保存到堆棧中

31、，不采用堆棧傳遞參數(shù)。但應(yīng)注意，C51提供一種模擬堆棧，從而支持可重入函數(shù)的遞歸調(diào)用。,9.5.3 C51的庫函數(shù),C51編譯器提供了豐富的庫函數(shù)，使用這些庫函數(shù)可以大大提高編程的效率。 每個庫函數(shù)都在相應(yīng)的頭文件中給出了函數(shù)的原形，使用時只需在源程序的開始用編譯命令 #include 將頭文件包含進(jìn)來即可。 常用的C51庫函數(shù)參見附錄C.2。,9.6 C51編程實例,9.6.1 80C51內(nèi)部資源的編程一、中斷服務(wù)函數(shù)示

32、例C51利用中斷函數(shù)，控制中斷系統(tǒng)的相關(guān)資源,中斷函數(shù)的定義形式為：void 函數(shù)名（void）interrupt n [using m]{ 函數(shù)體} n 表示中斷源的編號，范圍是0~31,常用的中斷源對應(yīng)的中斷號,using 用于指定使用的工作寄存器組，m的范圍是0~3。不設(shè)定工作寄存器組時，編譯系統(tǒng)會將當(dāng)前工作寄存器組的寄存器壓入堆棧。在應(yīng)用程序中任何函數(shù)都不能調(diào)用中斷服務(wù)函數(shù)，因為它是由系統(tǒng)調(diào)用的。,例 ：在單片機(jī)

33、應(yīng)用系統(tǒng)中，外中斷0引腳接一個開關(guān)，P1.0接一發(fā)光二級管。要求開關(guān)閉合一次，發(fā)光二極管的狀態(tài)改變一次。程序為：,#include “reg51.h”#include “intrins.h”Sbit P10=P1^0;void delay（void）{ int a = 5000； while（a - - ）_nop_( )；},void main（）{ P10 = 0； EA = 1； EX0 = 1； wh

34、ile（1）；},void delay（void）{ int a = 5000； while（a - - ）_nop_( )；}void int_srv（void）interrupt 0 { delay( )； if（INT0 = =0）{ P10 = ! P10；while（INT0 = =0）；}},二、定時計數(shù)器編程示例 例 用T0方式1，產(chǎn)生10ms的定時，使P1.0引腳上輸出周期為20ms方波

35、，采用中斷方式，設(shè)系統(tǒng)時鐘頻率為12 MHz。,解：1、計算計數(shù)初值： N＝t/ Tcy ＝10×10-3/1×10-3＝10000 將 -（10000/256）送入TH0中，-（10000%256）送入TL0。 2、T0方式控制字： M1M0=01，GATE=0，C/ T =0，可取方式控制字為01H； 3、程序清單如下：,#inclu

36、de “reg51.h”sbit P10 = P1^0；void timer0（void）interrupt 1{ P10 = ! P10； TH0 = -（10000/256）； TL0 = -（10000%256）；},void main（void）{ TMOD = 0x01； P10 = 0； TH0 = -（10000/256）； TL0 = -（10000%256）； EA = 1； ET0 =

37、 1； TR0 = 1；while（1）；},9.6.2 80C51擴(kuò)展資源的編程,例 ：微型打印機(jī)接口電路如圖,一、通用并行口編程示例,,實現(xiàn)程序為：# include “reg51.h”# include “absacc.h”# define uchar unsigned char# define COMD8155 XBYTE[0x7f00]# define PA8155 XBYTE[0x7f01]# defi

38、ne PB8155 XBYTE[0x7f02]# define PC8155 XBYTE[0x7f03],sbit BUSY = P3^3；uchar code tab[17] = {0xc7，0xe5，0xbb，0xaa，0x20，0xb3，0xf6，0xb0，0xe6，0xc9，0xe7，0x20，0x32，0x30，0x30，0x35，0x0a}；/*清華 出版社 2005*/uchar t1 = 17；void pt

39、r（uchar d） /*打印字符函數(shù)*/{ PA8155 = d； PC8155 = 0x00； /*產(chǎn)生選通脈沖*/ PC8155 = 0x01； while（BUSY）；},void main（void）{ COMD8155 = 0x0f；/*送命令字*/ prt（0x1c）； /*送中文打印方式命令字高字節(jié)*/prt（0x26）； /*送中文打印方式命令字低字節(jié)

40、*/EA = 1；EX1 = 1； while（1）；}void int1（void）interrupt 2 using 1{ uchar i； EA = 0； for（i = 0；i < t1；i ++）prt（tab[i]）；EA = 1；EX1 = 0；},二、A/D轉(zhuǎn)換接口編程示例,例 ADC0809與單片機(jī)的接口電路如圖,,查詢方式采集數(shù)據(jù)的應(yīng)用程序為：# include “reg51.h

41、”# include “absacc.h”# define uchar unsigned char# define IN0 XBYTE[0x7ff8]sbit ad_busy = P3^3；,void main（void）{ static uchar idata ad[10] ； ad0809（ad）；},void ad0809（uchar idata *x）{ uchar i； uchar xdata * ad

42、_adr； ad_adr = & IN0； for（i = 0；i < 8；i ++） { * ad_adr = 0； /*啟動轉(zhuǎn)換*/ i = i； /*延時等待*/ i = i； while（ad_busy ！=0）； x[i] = * ad_adr； /*存轉(zhuǎn)換結(jié)果*/ ad_adr ++； /*下一通道*/ }

43、},,,,,,,,思考題及習(xí)題,1、C51應(yīng)用程序具有怎樣的結(jié)構(gòu)？2、C51支持的數(shù)據(jù)類型有哪些？3、C51支持的存儲器類型有哪些？與單片機(jī)存儲器有何對應(yīng)關(guān)系？4、C51有哪幾種編譯模式？每種編譯模式的特點(diǎn)如何？5、中斷函數(shù)是如何定義的？各種選項的意義如何？6、C51應(yīng)用程序的參數(shù)傳遞有哪些方式？特點(diǎn)如何？7、一般指針與基于存儲器的指針有何區(qū)別？8、關(guān)鍵字bit與sbit的意義有何不同？9、匯編程序與C51程序在應(yīng)用系