单片机的C语言编程标准

电气信息实验教学中心电气信息实验教学中心仝迪仝迪1.1 C语言概述与最简单的语言概述与最简单的C程序程序 1.2 C51的数据类型的数据类型1.3 C51的运算量的运算量1.5 表达式语句及复合语句表达式语句及复合语句1.4 C51的运算符及表达式的运算符及表达式1.6 C51的输入输出的输入输出1.7 C51程序基本结构与相关语句程序基本结构与相关语句 1.8 函函 数数1.9 C51构造数据类型构造数据类型1.1 1.1.1 C语言的特点及程序结构语言的特点及程序结构一一C语言的特点语言的特点1语言简洁、紧凑，使用方便、灵活。语言简洁、紧凑，使用方便、灵活。2运算符丰富。运算符丰富。3数据结构丰富。具有现代化语言的各种数据结构。数据结构丰富。具有现代化语言的各种数据结构。4可进行结构化程序设计。可进行结构化程序设计。5可以直接对计算机硬件进行操作。可以直接对计算机硬件进行操作。6生成的目标代码质量高，程序执行效率高。生成的目标代码质量高，程序执行效率高。7可移植性好。可移植性好。二二C语言的程序结构语言的程序结构 C语言程序采用函数结构，每个语言程序采用函数结构，每个C语言程序由一个或多个函语言程序由一个或多个函数组成，在这些函数中至少应包含一个主函数数组成，在这些函数中至少应包含一个主函数main()，也可以，也可以包含一个包含一个main()函数和若干个其它的功能函数。不管函数和若干个其它的功能函数。不管main()函函数放于何处，程序总是从数放于何处，程序总是从main()函数开始执行，执行到函数开始执行，执行到main()函数结束则结束。在函数结束则结束。在main()函数中调用其它函数，其它函数也函数中调用其它函数，其它函数也可以相互调用，但可以相互调用，但main()函数只能调用其它的功能函数，而不函数只能调用其它的功能函数，而不能被其它的函数所调用。能被其它的函数所调用。功能函数可以是功能函数可以是C语言编译器提供的库函数，也可以是由语言编译器提供的库函数，也可以是由用户定义的自定义函数。在编制用户定义的自定义函数。在编制C程序时，程序的开始部分一程序时，程序的开始部分一般是预处理命令、函数说明和变量定义等。般是预处理命令、函数说明和变量定义等。1.1.2 C语言与语言与MCS-51单片机单片机 用用C语言编写语言编写MCS-51单片机程序与用汇编语言编写单片机程序与用汇编语言编写MCS51单片机程序不一样。单片机程序不一样。用汇编语言编写用汇编语言编写MCS51单片机程序必须要考虑其单片机程序必须要考虑其存储器结构，尤其必须考虑其片内数据存储器与特殊功存储器结构，尤其必须考虑其片内数据存储器与特殊功能寄存器的使用以及按实际地址处理端口数据。能寄存器的使用以及按实际地址处理端口数据。用用C语言编写的语言编写的MCS51单片机应用程序，则不用单片机应用程序，则不用像汇编语言那样须具体组织、分配存储器资源和处理端像汇编语言那样须具体组织、分配存储器资源和处理端口数据，但在口数据，但在C语言编程中，对数据类型与变量的定义，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。确地映射定位。C语言编写单片机应用程序时，需根据单片机存储语言编写单片机应用程序时，需根据单片机存储结构及内部资源定义相应的数据类型和变量，而标准的结构及内部资源定义相应的数据类型和变量，而标准的C语言程序不需要考虑这些问题；语言程序不需要考虑这些问题；C51包含的数据类型、变量存储模式、输入输出处包含的数据类型、变量存储模式、输入输出处理、函数等方面与标准的理、函数等方面与标准的C语言有一定的区别。其它的语言有一定的区别。其它的语法规则、程序结构及程序设计方法等与标准的语法规则、程序结构及程序设计方法等与标准的C语言语言程序设计相同。程序设计相同。用用C语言编写单片机应用程序与标准的语言编写单片机应用程序与标准的C语言程序语言程序也有相应的区别：也有相应的区别：现在支持现在支持MCS-51系列单片机的系列单片机的C语言编译器有语言编译器有很多种，很多种，如如American Automation、Avocet、BSO/TASKING、DUNFIELD SHAREWARE、KEIL/Franklin等。各种编译器的基本情况相同，但等。各种编译器的基本情况相同，但具体处理时有一定的区别，其中具体处理时有一定的区别，其中KEIL/Franklin以它以它的代码紧凑和使用方便等特点优于其它编译器，现在的代码紧凑和使用方便等特点优于其它编译器，现在使用特别广泛。使用特别广泛。本章主要以本章主要以KEIL编译器介绍编译器介绍MCS-51单片机单片机C语语言程序设计。言程序设计。1.1.3 C51程序结构程序结构 C51的语法规定、程序结构及程序设计方法都与标的语法规定、程序结构及程序设计方法都与标准的准的C语言程序设计相同，但语言程序设计相同，但C51程序与标准的程序与标准的C程序在程序在以下以下几个方面不一样几个方面不一样：（1）C51中定义的库函数和标准中定义的库函数和标准C语言定义的库函数语言定义的库函数不同。标准的不同。标准的C语言定义的库函数是按通用微型计算机语言定义的库函数是按通用微型计算机来定义的，而来定义的，而C51中的库函数是按中的库函数是按MCS-51单片机相应单片机相应情况来定义的；情况来定义的；（2）C51中的数据类型与标准中的数据类型与标准C的数据类型也有一定的数据类型也有一定的区别，在的区别，在C51中还增加了几种针对中还增加了几种针对MCS-51单片机特单片机特有的数据类型；有的数据类型；（3）C51变量的存储模式与标准变量的存储模式与标准C中变量的存储模式中变量的存储模式不一样，不一样，C51中变量的存储模式是与中变量的存储模式是与MCS-51单片机单片机的存储器紧密相关；的存储器紧密相关；（4）C51与标准与标准C的输入输出处理不一样，的输入输出处理不一样，C51中的中的输入输出是通过输入输出是通过MCS-51串行口来完成的，输入输出串行口来完成的，输入输出指令执行前必须要对串行口进行初始化；指令执行前必须要对串行口进行初始化；（5）C51与标准与标准C在函数使用方面也有一定的区别，在函数使用方面也有一定的区别，C51中有专门的中断函数中有专门的中断函数。1.2 C51的数据类型的数据类型 C51的数据类型分为基本数据类型和组合数据类的数据类型分为基本数据类型和组合数据类型，情况与标准型，情况与标准C中的数据类型基本相同，但其中中的数据类型基本相同，但其中char型与型与short型相同，型相同，float型与型与double型相同，另型相同，另外，外，C51中还有专门针对于中还有专门针对于MCS-51单片机的特殊功单片机的特殊功能寄存器型和位类型。能寄存器型和位类型。一一字符型字符型char 有有signed char和和unsigned char之分，默认为之分，默认为signed char。它们的长度均为一个字节，用于存放一个。它们的长度均为一个字节，用于存放一个单字节的数据。单字节的数据。对于对于signed char，它用于定义带符号字节数据，其，它用于定义带符号字节数据，其字节的最高位为符号位，字节的最高位为符号位，“0”表示正数，表示正数，“1”表示负数，表示负数，补码表示，所能表示的数值范围是补码表示，所能表示的数值范围是-128+127；对于对于unsigned char，它用于定义无符号字节数据或，它用于定义无符号字节数据或字符，可以存放一个字节的无符号数，其取值范围为字符，可以存放一个字节的无符号数，其取值范围为0255。unsigned char可以用来存放无符号数，也可以可以用来存放无符号数，也可以存放西文字符，一个西文字符占一个字节，在计算机内存放西文字符，一个西文字符占一个字节，在计算机内部用部用ASCII码存放。码存放。二二int整型整型 分分singed int和和unsigned int。默认为。默认为signed int。它们。它们的长度均为两个字节，用于存放一个双字节数据。对于的长度均为两个字节，用于存放一个双字节数据。对于signed int，用于存放两字节带符号数，补码表示，数的范，用于存放两字节带符号数，补码表示，数的范畴为畴为-32768+32767。对于。对于unsigned int，用于存放两字，用于存放两字节无符号数，数的范围为节无符号数，数的范围为065535。三三long长整型长整型 分分singed long和和unsigned long。默认为。默认为signed long。它们的长度均为四个字节，用于存放一个四字节数据。对于它们的长度均为四个字节，用于存放一个四字节数据。对于signed long，用于存放四字节带符号数，补码表示，数的，用于存放四字节带符号数，补码表示，数的范畴为范畴为-2147483648+2147483647。对于。对于unsigned long，用于存放四字节无符号数，数的范围为用于存放四字节无符号数，数的范围为04294967295。四四float浮点型浮点型 float型数据的长度为四个字节，格式符合型数据的长度为四个字节，格式符合IEEE-754标准的单精度浮点型数据，包含指数和尾数两部分，标准的单精度浮点型数据，包含指数和尾数两部分，最高位为符号位，最高位为符号位，“1”表示负数，表示负数，“0”表示正数，其次表示正数，其次的的8位为阶码，最后的位为阶码，最后的23位为尾数的有效数位，由于尾位为尾数的有效数位，由于尾数的整数部分隐含为数的整数部分隐含为“1”，所以尾数的精度为，所以尾数的精度为24位。位。五五*指针型指针型 指针型本身就是一个变量，在这个变量中存放的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。这个指针变量要占用一定的内指向另一个数据的地址。这个指针变量要占用一定的内存单元，对不同的处理器其长度不一样，在存单元，对不同的处理器其长度不一样，在C51中它的中它的长度一般为长度一般为13个字节。个字节。六特殊功能寄存器型六特殊功能寄存器型 这是这是C51扩充的数据类型，用于访问扩充的数据类型，用于访问MCS-51单片机单片机中的特殊功能寄存器数据，它分中的特殊功能寄存器数据，它分sfr和和sfr16两种类型。两种类型。其中：其中：sfr为字节型特殊功能寄存器类型，占一个内存单元，为字节型特殊功能寄存器类型，占一个内存单元，利用它可以访问利用它可以访问MCS-51内部的所有特殊功能寄存器；内部的所有特殊功能寄存器；sfr16为双字节型特殊功能寄存器类型，占用两个字为双字节型特殊功能寄存器类型，占用两个字节单元，利用它可以访问节单元，利用它可以访问MCS-51内部的所有两个字节内部的所有两个字节的特殊功能寄存器。的特殊功能寄存器。在在C51中对特殊功能寄存器的访问必须先用中对特殊功能寄存器的访问必须先用sfr或或sfr16进行声明。进行声明。七位类型七位类型 这也是这也是C51中扩充的数据类型，用于访问中扩充的数据类型，用于访问MCS-51单片机中的可寻址的位单元。在单片机中的可寻址的位单元。在C51中，支持两种位类中，支持两种位类型：型：bit型和型和sbit型。它们在内存中都只占一个二进制位，型。它们在内存中都只占一个二进制位，其值可以是其值可以是“1”或或“0”。其中：用其中：用bit定义的位变量在定义的位变量在C51编译器编译时，在编译器编译时，在不同的时候位地址是可以变化的，不同的时候位地址是可以变化的，而而用用sbit定义的位变定义的位变量必须与量必须与MCS-51单片机的一个可以寻址位单元或可位单片机的一个可以寻址位单元或可位寻址的字节单元中的某一位联系在一起，在寻址的字节单元中的某一位联系在一起，在C51编译器编译器编译时，其对应的位地址是不可变化的。编译时，其对应的位地址是不可变化的。KEIL C51编译器能够识别的基本数据类型：编译器能够识别的基本数据类型：在在C51语言程序中，有可能会出现在运算中数据类型语言程序中，有可能会出现在运算中数据类型不一致的情况。不一致的情况。C51允许任何标准数据类型的隐式转换，允许任何标准数据类型的隐式转换，隐式转换的优先级顺序如下：隐式转换的优先级顺序如下：bitcharintlongfloat signedunsigned 也就是说，当也就是说，当char型与型与int型进行运算时，先自动对型进行运算时，先自动对char型扩展为型扩展为int型，然后与型，然后与int型进行运算，运算结果为型进行运算，运算结果为int型。型。C51除了支持隐式类型转换外，还可以通过强制类除了支持隐式类型转换外，还可以通过强制类型转换符型转换符“（）（）”对数据类型进行人为的强制转换。对数据类型进行人为的强制转换。C5l编译器除了能支持以上这些基本数据类型之外，编译器除了能支持以上这些基本数据类型之外，还能支持一些复杂的组合型数据类型，如数组类型、指还能支持一些复杂的组合型数据类型，如数组类型、指针类型、结构类型、联合类型等这些复杂的数据类型，针类型、结构类型、联合类型等这些复杂的数据类型，在后面将相继介绍。在后面将相继介绍。1.3.1 常量常量 常量是指在程序执行过程中其值不能改变的量。在常量是指在程序执行过程中其值不能改变的量。在C51中支持整型常量、浮点型常量、字符型常量和字符串中支持整型常量、浮点型常量、字符型常量和字符串型常量。型常量。一整型常量一整型常量 整型常量也就是整型常数，根据其值范围在计算机整型常量也就是整型常数，根据其值范围在计算机中分配不同的字节数来存放。在中分配不同的字节数来存放。在C51中它可以表示成以下中它可以表示成以下几种形式：几种形式：十进制整数。如十进制整数。如234、-56、0等。等。十六进制整数。以十六进制整数。以0 x开头表示，如开头表示，如0 x12表示十六进表示十六进制数制数12H。长整数。在长整数。在C51中当一个整数的值达到长整型的范中当一个整数的值达到长整型的范围，则该数按长整型存放，在存储器中占四个字节，另外，围，则该数按长整型存放，在存储器中占四个字节，另外，如一个整数后面加一个字母如一个整数后面加一个字母L，这个数在存储器中也按长，这个数在存储器中也按长整型存放。如整型存放。如123L在存储器中占四个字节。在存储器中占四个字节。1.3 C51的运算量的运算量二浮点型常量二浮点型常量 浮点型常量也就是实型常数。有十进制表示形式浮点型常量也就是实型常数。有十进制表示形式和指数表示形式。和指数表示形式。十进制表示形式又称定点表示形式，由数字和小十进制表示形式又称定点表示形式，由数字和小数点组成。如数点组成。如 、等都是十进制数表示形式的浮点型常、等都是十进制数表示形式的浮点型常量。量。指数表示形式为：指数表示形式为：数字数字.数字数字 e 数字数字 例如：、等都是指数形式的浮点型常量。例如：、等都是指数形式的浮点型常量。三字符型常量三字符型常量 字符型常量是用单引号引起的字符，如字符型常量是用单引号引起的字符，如a、1、F等。可以是可显示的等。可以是可显示的ASCII字符，也可以是不可显字符，也可以是不可显示的控制字符。对不可显示的控制字符须在前面加上示的控制字符。对不可显示的控制字符须在前面加上反斜杠反斜杠“”组成转义字符。利用它可以完成一些特殊组成转义字符。利用它可以完成一些特殊功能和输出时的格式控制。常用的转义字符如下表所功能和输出时的格式控制。常用的转义字符如下表所示。示。四字符串型常量四字符串型常量 字符串型常量由双引号字符串型常量由双引号“”“”括起的字符组成。括起的字符组成。如如“D”、“1234”、“ABCD”等。注意字符串常量等。注意字符串常量与字符常量是不一样，一个字符常量在计算机内只用与字符常量是不一样，一个字符常量在计算机内只用一个字节存放，而一个字符串常量在内存中存放时不一个字节存放，而一个字符串常量在内存中存放时不仅双引号内的字符一个占一个字节，而且系统会自动仅双引号内的字符一个占一个字节，而且系统会自动的在后面加一个转义字符的在后面加一个转义字符“o”作为字符串结束符。作为字符串结束符。因此不要将字符常量和字符串常量混淆，如字符常量因此不要将字符常量和字符串常量混淆，如字符常量A和字符串常量和字符串常量“A”是不一样的。是不一样的。1.3.2 变量变量 变量是在程序运行过程中其值可以改变的量。一变量是在程序运行过程中其值可以改变的量。一个变量由两部分组成：变量名和变量值。个变量由两部分组成：变量名和变量值。在在C51中，变量在使用前必须对变量进行定义，中，变量在使用前必须对变量进行定义，指出变量的数据类型和存储模式。以便编译系统为它指出变量的数据类型和存储模式。以便编译系统为它分配相应的存储单元。定义的格式如下：分配相应的存储单元。定义的格式如下：存储种类存储种类 数据类型说明符数据类型说明符 存储器类型存储器类型 变量变量名名1=初值初值，变量名，变量名2初值初值；一数据类型说明符一数据类型说明符 在定义变量时，必须通过数据类型说明符指明变在定义变量时，必须通过数据类型说明符指明变量的数据类型，指明变量在存储器中占用的字节数。量的数据类型，指明变量在存储器中占用的字节数。可以是基本数据类型说明符，也可以是组合数据类型可以是基本数据类型说明符，也可以是组合数据类型说明符，还可以是用说明符，还可以是用typedef定义的类型别名。定义的类型别名。在在C51中，为了增加程序的可读性，允许用户为中，为了增加程序的可读性，允许用户为系统固有的数据类型说明符用系统固有的数据类型说明符用typedef起别名，格式如起别名，格式如下：下：typedef c51固有的数据类型说明符固有的数据类型说明符 别名；别名；定义别名后，就可以用别名代替数据类型说明符定义别名后，就可以用别名代替数据类型说明符对变量进行定义。别名可以用大写，也可以用小写，对变量进行定义。别名可以用大写，也可以用小写，为了区别一般用大写字母表示为了区别一般用大写字母表示。【例例】typedef的使用。的使用。typedef unsigned int WORD;typedef unsigned char BYTE;BYTE a1=0 x12;WORD a2=0 x1234;二变量名二变量名 变量名是变量名是C51区分不同变量，为不同变量取的名区分不同变量，为不同变量取的名称。在称。在C51中规定变量名可以由字母、数字和下划线中规定变量名可以由字母、数字和下划线三种字符组成，且第一个字母必须为字母或下划线。三种字符组成，且第一个字母必须为字母或下划线。变量名有两种：普通变量名和指针变量名。它们的区变量名有两种：普通变量名和指针变量名。它们的区别是指针变量名前面要带别是指针变量名前面要带“*”号。号。三存储种类三存储种类 存储种类是指变量在程序执行过程中的作用范围。存储种类是指变量在程序执行过程中的作用范围。C51变量的存储种类有四种，分别是自动变量的存储种类有四种，分别是自动(auto)、外部、外部(extern)、静态、静态(static)和寄存器和寄存器(register)。1auto：使用使用auto定义的变量称为自动变量，其作用范围在定定义的变量称为自动变量，其作用范围在定义它的函数体或复合语句内部，当定义它的函数体或复合义它的函数体或复合语句内部，当定义它的函数体或复合语句执行时，语句执行时，C51才为该变量分配内存空间，结束时占用才为该变量分配内存空间，结束时占用的内存空间释放。自动变量一般分配在内存的堆栈空间中。的内存空间释放。自动变量一般分配在内存的堆栈空间中。定义变量时，如果省略存储种类，则该变量默认为自动定义变量时，如果省略存储种类，则该变量默认为自动(auto)变量。变量。2extern：使用使用extern定义的变量称为外部变量。在一个函数体内，要定义的变量称为外部变量。在一个函数体内，要使用一个已在该函数体外或别的程序中定义过的外部变量时，该使用一个已在该函数体外或别的程序中定义过的外部变量时，该变量在该函数体内要用变量在该函数体内要用extern说明。外部变量被定义后分配固定说明。外部变量被定义后分配固定的内存空间，在程序整个执行时间内都有效，直到程序结束才释的内存空间，在程序整个执行时间内都有效，直到程序结束才释放。放。3static：使用使用static定义的变量称为静态变量。它又分为内部静态变量定义的变量称为静态变量。它又分为内部静态变量和外部静态变量。在函数体内部定义的静态变量为内部静态变量，和外部静态变量。在函数体内部定义的静态变量为内部静态变量，它在对应的函数体内有效，一直存在，但在函数体外不可见，这它在对应的函数体内有效，一直存在，但在函数体外不可见，这样不仅使变量在定义它的函数体外被保护，还可以实现当离开函样不仅使变量在定义它的函数体外被保护，还可以实现当离开函数时值不被改变。外部静态变量上在函数外部定义的静态变量。数时值不被改变。外部静态变量上在函数外部定义的静态变量。它在程序中一直存在，但在定义的范围之外是不可见的。如在多它在程序中一直存在，但在定义的范围之外是不可见的。如在多文件或多模块处理中，外部静态变量只在文件内部或模块内部有文件或多模块处理中，外部静态变量只在文件内部或模块内部有效。效。4register：使用使用register定义的变量称为寄存器变量。它定义定义的变量称为寄存器变量。它定义的变量存放在的变量存放在CPU内部的寄存器中，处理速度快，但内部的寄存器中，处理速度快，但数目少。数目少。C51编译器编译时能自动识别程序中使用频率编译器编译时能自动识别程序中使用频率最高的变量，并自动将其作为寄存器变量，用户可以无最高的变量，并自动将其作为寄存器变量，用户可以无需专门声明。需专门声明。四存储器类型四存储器类型存储器类型是用于指明变量所处的单片机的存储器区域情况。存储器类型是用于指明变量所处的单片机的存储器区域情况。存储器类型与存储种类完全不同。存储器类型与存储种类完全不同。C51编译器能识别的存储器类编译器能识别的存储器类型有以下几种，见表所示。型有以下几种，见表所示。定义变量时也可以省定义变量时也可以省“存储器类型存储器类型”，省时，省时C51编译器将按编译器将按编译模式默认存储器类型，具体编译模式的情况在后面介绍。编译模式默认存储器类型，具体编译模式的情况在后面介绍。【例例】变量定义存储种类和存储器类型相关情况。变量定义存储种类和存储器类型相关情况。char data varl；/*在片内在片内RAM低低128B定义用直接寻定义用直接寻址方式访问的字符型变量址方式访问的字符型变量var1*/int idata var2；/*在片内在片内RAM256B定义用间接寻址定义用间接寻址方式访问的整型变量方式访问的整型变量var2*/auto unsigned long data var3；/*在片内在片内RAM128B定义用直接寻址方式访问的自动无符号长整型变量定义用直接寻址方式访问的自动无符号长整型变量var3*/extern float xdata var4；/*在片外在片外RAM64KB空间空间定义用间接寻址方式访问的外部实型变量定义用间接寻址方式访问的外部实型变量var4*/int code var5；/*在在ROM空间定义整型变量空间定义整型变量var5*/unsign char bdata var6；/*在片内在片内RAM位寻址区位寻址区20H2FH单元定义可字节处理和位处理的无符号字符型变量单元定义可字节处理和位处理的无符号字符型变量var6*/五特殊功能寄存器变量五特殊功能寄存器变量 MCS-51系列单片机片内有许多特殊功能寄存器，通过系列单片机片内有许多特殊功能寄存器，通过这些特殊功能寄存器可以控制这些特殊功能寄存器可以控制MCS-51系列单片机的定时器、系列单片机的定时器、计数器、串口、计数器、串口、I/O及其它功能部件，每一个特殊功能寄存器及其它功能部件，每一个特殊功能寄存器在片内在片内RAM中都对应于一个字节单元或两个字节单元。中都对应于一个字节单元或两个字节单元。在在C51中，允许用户对这些特殊功能寄存器进行访问，中，允许用户对这些特殊功能寄存器进行访问，访问时须通过访问时须通过sfr或或sfr16类型说明符进行定义，定义时须指类型说明符进行定义，定义时须指明它们所对应的片内明它们所对应的片内RAM单元的地址。格式如下：单元的地址。格式如下：sfr或或sfr16 特殊功能寄存器名特殊功能寄存器名=地址；地址；sfr用于对用于对MCS-51单片机中单字节的特殊功能寄存器进单片机中单字节的特殊功能寄存器进行定义，行定义，sfr16用于对双字节特殊功能寄存器进行定义。特殊用于对双字节特殊功能寄存器进行定义。特殊功能寄存器名一般用大写字母表示。地址一般用直接地址形功能寄存器名一般用大写字母表示。地址一般用直接地址形式，具体特殊功能寄存器地址见前面内容。式，具体特殊功能寄存器地址见前面内容。【例例】特殊功能寄存器的定义。特殊功能寄存器的定义。sfr PSW=0 xd0；sfr SCON=0 x98；sfr TMOD=0 x89；sfr P1=0 x90；sfr16 DPTR=0 x82；sfr16 T1=0X8A；六位变量六位变量 在在C51中，允许用户通过位类型符定义位变量。位类型符有两中，允许用户通过位类型符定义位变量。位类型符有两个：个：bit和和sbit。可以定义两种位变量。可以定义两种位变量。bit位类型符用于定义一般的可位处理位变量。它的格式如下：位类型符用于定义一般的可位处理位变量。它的格式如下：bit 位变量名；位变量名；在格式中可以加上各种修饰，但注意存储器类型只能是在格式中可以加上各种修饰，但注意存储器类型只能是bdata、data、idata。只能是片内。只能是片内RAM的可位寻址区，严格来说只能是的可位寻址区，严格来说只能是bdata。【例例】bit型变量的定义。型变量的定义。bit data a1；/*正确正确*/bit bdata a2；/*正确正确*/bit pdata a3；/*错误错误*/bit xdata a4；/*错误错误*/sbit位类型符用于定义在可位寻址字节或特殊功能位类型符用于定义在可位寻址字节或特殊功能寄存器中的位，定义时须指明其位地址，可以是位直接寄存器中的位，定义时须指明其位地址，可以是位直接地址，可以是可位寻址变量带位号，也可以是特殊功能地址，可以是可位寻址变量带位号，也可以是特殊功能寄存器名带位号。格式如下：寄存器名带位号。格式如下：sbit 位变量名位变量名=位地址；位地址；如位地址为位直接地址，其取值范围为如位地址为位直接地址，其取值范围为0 x000 xff；如位地址是可位寻址变量带位号或特殊功能寄存器名带如位地址是可位寻址变量带位号或特殊功能寄存器名带位号，则在它前面须对可位寻址变量或特殊功能寄存器位号，则在它前面须对可位寻址变量或特殊功能寄存器进行定义。字节地址与位号之间、特殊功能寄存器与位进行定义。字节地址与位号之间、特殊功能寄存器与位号之间一般用号之间一般用“”作间隔。作间隔。【例例】sbit型变量的定义：型变量的定义：sbit OV=0 xd2；sbit CY=oxd7；unsigned char bdata flag；sbit flag0=flag0；sfr P1=0 x90；sbit P1_0=P10；sbit P1_1=P11；sbit P1_2=P12；sbit P1_3=P13；sbit P1_4=P14；sbit P1_5=P15；sbit P1_6=P16；sbit P1_7=P17；在在C51中，为了用户处理方便，中，为了用户处理方便，C51编译器把编译器把MCS-51单片机的常用的特殊功能寄存器和特殊位进行单片机的常用的特殊功能寄存器和特殊位进行了定义，放在一个了定义，放在一个“reg51.h”或或“reg52.h”的头文件的头文件中，当用户要使用时，只须要在使用之前用一条预处中，当用户要使用时，只须要在使用之前用一条预处理命令理命令#include 把这个头文件包含到程序把这个头文件包含到程序中，然后就可使用殊功能寄存器名和特殊位名称。中，然后就可使用殊功能寄存器名和特殊位名称。1.3.3 存储模式存储模式 C51编译器支持三种存储模式：编译器支持三种存储模式：SMALL模式、模式、COMPACT模式和模式和LARGE模式。不同的存储模式对变模式。不同的存储模式对变量默认的存储器类型不一样。量默认的存储器类型不一样。（1）SMALL模式。模式。SMALL模式称为小编译模式，在模式称为小编译模式，在SMALL模式下，编译时，函数参数和变量被默认在模式下，编译时，函数参数和变量被默认在片片内内RAM中，存储器类型为中，存储器类型为data。（2）COMPACT模式。模式。COMPACT模式称为紧凑编译模式称为紧凑编译模式，在模式，在COMPACT模式下，编译时，函数参数和变量模式下，编译时，函数参数和变量被默认在被默认在片外片外RAM的低的低256字节空间，存储器类型为字节空间，存储器类型为pdata。（3）LARGE模式。模式。LARGE模式称为大编译模式，在模式称为大编译模式，在LARGE模式下，编译时函数参数和变量被默认在模式下，编译时函数参数和变量被默认在片外片外RAM的的64K字节空间，存储器类型为字节空间，存储器类型为xdata。在程序中变量的存储模式的指定通过在程序中变量的存储模式的指定通过#pragma预处理预处理命令来实现。函数的存储模式可通过在函数定义时后命令来实现。函数的存储模式可通过在函数定义时后面带存储模式说明。如果没有指定，则系统都隐含为面带存储模式说明。如果没有指定，则系统都隐含为SMALL模式。模式。【例例】变量的存储模式。变量的存储模式。#pragma small /*变量的存储模式为变量的存储模式为SMALL*/char k1;int xdata m1;#pragma compact /*变量的存储模式为变量的存储模式为SMALL*/char k2;int xdata m2;int func1(int x1,int y1)large /*函数的存储模式为函数的存储模式为LARGE*/return(x1+y1);int func2(int x2,int y2)/*函数的存储模式隐含为函数的存储模式隐含为SMALL*/return(x2-y2);程序编译时，程序编译时，k1变量存储器类型为变量存储器类型为data，k2变量存储器类型为变量存储器类型为pdata，而，而m1和和m2由于定义时带了存储器类型由于定义时带了存储器类型xdata，因而它们为，因而它们为xdata型；函数型；函数func1的形参的形参x1和和y1的存储器类型为的存储器类型为xdata型，而函数型，而函数func2由于没有指明存储模式，隐含为由于没有指明存储模式，隐含为SMALL模式，形参模式，形参x2和和y2的存的存储器类型为储器类型为data。1.3.4 绝对地址的访问绝对地址的访问一使用一使用C51运行库中预定义宏运行库中预定义宏 C51编译器提供了一组宏定义来对编译器提供了一组宏定义来对51系列单片机系列单片机的的code、data、pdata和和xdata空间进行绝对寻址。空间进行绝对寻址。规定只能以无符号数方式访问，定义了规定只能以无符号数方式访问，定义了8个宏定义，个宏定义，其函数原型如下：其函数原型如下：#define CBYTE(unsigned char volatile*)0 x50000L)#define DBYTE(unsigned char volatile*)0 x40000L)#define PBYTE(unsigned char volatile*)0 x30000L)#define XBYTE(unsigned char volatile*)0 x20000L)#define CWORD(unsigned int volatile*)0 x50000L)#define DWORD(unsigned int volatile*)0 x40000L)#define PWORD(unsigned int volatile*)0 x30000L)#define XWORD(unsigned int volatile*)0 x20000L)这些函数原型放在文件中。使用时须用预处理命令把该头文件包这些函数原型放在文件中。使用时须用预处理命令把该头文件包含到文件中，形式为：含到文件中，形式为：#include 。其中：其中：CBYTE以字节形式对以字节形式对code区寻址，区寻址，DBYTE以字节形式对以字节形式对data区寻址，区寻址，PBYTE以字节形式对以字节形式对pdata区寻址，区寻址，XBYTE以字节形以字节形式对式对xdata区寻址，区寻址，CWORD以字形式对以字形式对code区寻址，区寻址，DWORD以字以字形式对形式对data区寻址，区寻址，PWORD以字形式对以字形式对pdata区寻址，区寻址，XWORD以以字形式对字形式对xdata区寻址。区寻址。【例例】绝对地址对存储单元的访问绝对地址对存储单元的访问#include /*将绝对地址头文件包含在文件中将绝对地址头文件包含在文件中*/#include /*将寄存器头文件包含在文件中将寄存器头文件包含在文件中*/#define uchar unsigned char /*定义符号定义符号uchar为数据类为数据类 型符型符unsigned char*/#define uint unsigned int /*定义符号定义符号uint为数据类型为数据类型 符符unsigned int*/void main(void)uchar var1;uint var2;var1=XBYTE0 x0005;/*XBYTE0 x0005访问片外访问片外RAM 的的0005字节单元字节单元*/var2=XWORD0 x0002;/*XWORD0 x0002访问片外访问片外RAM 的的000字单元字单元*/.while(1);在上面程序中，其中在上面程序中，其中XBYTE0 x0005就是以绝对地址方式访就是以绝对地址方式访问的片外问的片外RAM 0005字节单元；字节单元；XWORD0 x0002就是以绝对就是以绝对地址方式访问的片外地址方式访问的片外RAM 0002字单元。字单元。【例例】通过指针实现绝对地址的访问。通过指针实现绝对地址的访问。#define uchar unsigned char /*定义符号定义符号uchar为数据类为数据类 型符型符unsigned char*/#define uint unsigned int /*定义符号定义符号uint为数据类型为数据类型 符符unsigned int*/void func(void)uchar data var1;uchar pdata *dp1;/*定义一个指向定义一个指向pdata区的指针区的指针dp1*/uint xdata *dp2;/*定义一个指向定义一个指向xdata区的指针区的指针dp2*/uchar data *dp3;/*定义一个指向定义一个指向data区的指针区的指针dp3*/dp1=0 x30;/*dp1指针赋值，指向指针赋值，指向pdata区的区的30H单元单元*/dp2=0 x1000;/*dp2指针赋值，指向指针赋值，指向xdata区的区的1000H单元单元*/*dp1=0 xff;/*将数据将数据0 xff送到片外送到片外RAM30H单元单元*/*dp2=0 x1234;/*将数据将数据0 x1234送到片外送到片外RAM1000H单元单元*/dp3=&var1;/*dp3指针指向指针指向data区的区的var1变量变量*/*dp3=0 x20;/*给变量给变量var1赋值赋值0 x20*/二通过指针访问二通过指针访问 采用指针的方法，可以实现在采用指针的方法，可以实现在C51程序中对任意指定的程序中对任意指定的存储器单元进行访问。存储器单元进行访问。三使用三使用C51扩展关键字扩展关键字_at_ 使用使用_at_对指定的存储器空间的绝对地址进行访问，对指定的存储器空间的绝对地址进行访问，一般格式如下：一般格式如下：存储器类型存储器类型 数据类型说明符数据类型说明符 变量名变量名 _at_ 地址常数；地址常数；其中，存储器类型为其中，存储器类型为data、bdata、idata、pdata等等C51能识别的数据类型，如省略则按存储模式规定的默认能识别的数据类型，如省略则按存储模式规定的默认存储器类型确定变量的存储器区域；数据类型为存储器类型确定变量的存储器区域；数据类型为C51支持支持的数据类型。地址常数用于指定变量的绝对地址，必须位的数据类型。地址常数用于指定变量的绝对地址，必须位于有效的存储器空间之内；使用于有效的存储器空间之内；使用_at_定义的变量必须为全定义的变量必须为全局变量。局变量。【例例】通过通过_at_实现绝对地址的访问。实现绝对地址的访问。#define uchar unsigned char /*定义符号定义符号uchar为数据类为数据类 型符型符unsigned char*/#define uint unsigned int /*定义符号定义符号uint为数据类型为数据类型 符符unsigned int*/void main(void)data uchar x1 _at_ 0 x40;/*在在data区中定义字节变量区中定义字节变量 x1,它的地址为它的地址为40H*/xdata uint x2 _at_ 0 x2000;/*在在xdata区中定义字变量区中定义字变量 x2,它的地址为它的地址为2000H*/x1=0 xff;x2=0 x1234;.while(1);1.4 C51的运算符及表达式的运算符及表达式1.4.1 赋值运算符赋值运算符 赋值运算符赋值运算符“=”，在，在C51中，它的功能是将一个数中，它的功能是将一个数据的值赋给一个变量，如据的值赋给一个变量，如x=10。利用赋值运算符将一个。利用赋值运算符将一个变量与一个表达式连接起来的式子称为赋值表达式，在变量与一个表达式连接起来的式子称为赋值表达式，在赋值表达式的后面加一个分号赋值表达式的后面加一个分号“；”就构成了赋值语句，就构成了赋值语句，一个赋值语句的格式如下：一个赋值语句的格式如下：变量变量=表达式；表达式；执行时先计算出右边表达式的值，然后赋给左边的执行时先计算出右边表达式的值，然后赋给左边的变量。例如：变量。例如：x=8+9；/*将将8+9的值赋绐变量的值赋绐变量x*/x=y=5；/*将常数将常数5同时赋给变量同时赋给变量x和和y*/在在C51中，允许在一个语句中同时给多个变量赋值，中，允许在一个语句中同时给多个变量赋值，赋值顺序自右向左。赋值顺序自右向左。1.4.2 算术运算符算术运算符C51中支持的算术运算符有：中支持的算术运算符有：+加或取正值运算符加或取正值运算符-减或取负值运算符减或取负值运算符 *乘运算符乘运算符/除运算符除运算符%取余运算符取余运算符 加、减、乘运算相对比较简单，而对于除运算，加、减、乘运算相对比较简单，而对于除运算，如相除的两个数为浮点数，则运算的结果也为浮点数，如相除的两个数为浮点数，则运算的结果也为浮点数，如相除的两个数为整数，则运算的结果也为整数，即如相除的两个数为整数，则运算的结果也为整数，即为整除。如结果为，而为整除。如结果为，而25/20结果为结果为1。对于取余运算，则要求参加运算的两个数必须为对于取余运算，则要求参加运算的两个数必须为整数，运算结果为它们的余数。例如：整数，运算结果为它们的余数。例如：x=5%3，结果，结果x的值为的值为2。1.4.3 关系运算符关系运算符C51中有中有6种关系运算符：种关系运算符：大于，大于，=大于等于大于等于3，结果为真（，结果为真（1），而），而10=100，结果为假（，结果为假（0）。）。注意：关系运算符等于注意：关系运算符等于“=”是由两个是由两个“=”组成。组成。1.4.4 逻辑运算符逻辑运算符C51有有3种逻辑运算符：种逻辑运算符：|逻辑或逻辑或&逻辑与逻辑与！逻辑非逻辑非 关系运算符用于反关系运算符用于反映两个表达式之间的大映两个表达式之间的大小关系，逻辑运算符则小关系，逻辑运算符则用于求条件式的逻辑值，用于求条件式的逻辑值，用逻辑运算符将关系表用逻辑运算符将关系表达式或逻辑量连接起来达式或逻辑量连接起来的式子就是逻辑表达式。的式子就是逻辑表达式。逻辑与逻辑与，格式：，格式：条件式条件式1&条件式条件式2 当条件式当条件式1与条件式与条件式2都为真时都为真时结果为真（非结果为真（非0值），否则为假值），否则为假（0值）。值）。逻辑或逻辑或，格式：，格式：条件式条件式1|条件式条件式2 当条件式当条件式1与条件式与条件式2都为假时都为假时结果为假（结果为假（0值），否则为真（非值），否则为真（非0值）。值）。逻辑非逻辑非，格式：，格式：！条件式！条件式 当条件式原来为真（非当条件式原来为真（非0值），值），逻辑非后结果为假（逻辑非后结果为假（0值）。当条值）。当条件式原来为假（件式原来为假（0值），逻辑非后值），逻辑非后结果为真（非结果为真（非0值）。值）。例如：若例如：若a=8，b=3，c=0，则！，则！a为假，为假，a&b为真，为真，b&c为假。为假。1.4.5 位运算符位运算符【例例】设设a=0 x45=01010100B，b=0 x3b=00111011B，则，则a&b、a|b、ab、a、a2分别为多少？分别为多少？a&b=00010000b=0 x10。a|b=01111111B=0 x7f。ab=01101111B=0 x6f。a=10101011B=0 xab。a2=00001110B=0 x0e。C51语言能对运算对象按位语言能对运算对象按位进行操作，它与汇编语言使用一进行操作，它与汇编语言使用一样方便。位运算是按位对变量进样方便。位运算是按位对变量进行运算，但并不改变参与运算的行运算，但并不改变参与运算的变量的值。如果要求按位改变变变量的值。如果要求按位改变变量的值，则要利用相应的赋值运量的值，则要利用相应的赋值运算。算。C51中位运算符只能对整数中位运算符只能对整数进行操作，不能对浮点数进行操进行操作，不能对浮点数进行操作。作。C51中的位运算符有：中的位运算符有：&按位与按位与|按位或按位或 按位异或按位异或 按位取反按位取反 右移右移1.4.6 复合赋值运算符复合赋值运算符 C51语言中支持在赋值运算符语言中支持在赋值运算符“=”的前面加上其它运算符，组的前面加上其它运算符，组成复合赋值运算符。下面是成复合赋值运算符。下面是C51中支持的复合赋值运算符中支持的复合赋值运算符 +=加法赋值加法赋值 +减法赋值减法赋值 *=乘法赋值乘法赋值 /=除法赋值除法赋值%=取模赋值取模赋值&=逻辑与赋值逻辑与赋值|=逻辑或赋值逻辑或赋值 =逻辑异或赋值逻辑异或赋值 =逻辑非赋值逻辑非赋值 =右移位赋值右移位赋值 =2相当于相当于x=x2。1.4.7 逗号运算符逗号运算符 在在C51语言中，逗号语言中，逗号“，”是一个特殊的运算符，是一个特殊的运算符，可以用它将两个或两个以上的表达式连接起来，称为可以用它将两个或两个以上的表达式连接起来，称为逗号表达式。逗号表达式的一般格式为：逗号表达式。逗号表达式的一般格式为：表达式表达式1，表达式，表达式2，表达式，表达式n 程序执行时对逗号表达式的处理：按从左至右的顺程序执行时对逗号表达式的处理：按从左至右的顺序依次计算出各个表达式的值，而整个逗号表达式的序依次计算出各个表达式的值，而整个逗号表达式的值是最右边的表达式（表达式值是最右边的表达式（表达式n）的值。例如：）的值。例如：x=(a=3,6*3)结果结果x的值为的值为18。1.4.8 条件运算符条件运算符 条件运算符条件运算符“？：？：”是是C51语言中唯一的一个三语言中唯一的一个三目运算符，它要求有三个运算对象，用它可以将三个目运算符，它要求有三个运算对象，用它可以将三个表达式连接在一起构成一个条件表达式。条件表达式表达式连接在一起构成一个条件表达式。条件表达式的一般格式为：的一般格式为：逻辑表达式？表达式逻辑表达式？表达式1：表达式：表达式2 其功能是先计算逻辑表达式的值，当逻辑表达式其功能是先计算逻辑表达式的值，当逻辑表达式的值为真（非的值为真（非0值）时，将计算的表达式值）时，将计算的表达式1的值作为的值作为整个条件表达式的值；当逻辑表达式的值为假（整个条件表达式的值；当逻辑表达式的值为假（0值）值）时，将计算的表达式时，将计算的表达式2的值作为整个条件表达式的值。的值作为整个条件表达式的值。例如：条件表达式例如：条件表达式max=(ab)?a:b的执行结果是将的执行结果是将a和和b中较大的数赋值给变量中较大的数赋值给变量max。指针是指针是C51语言中的一个十分重要的概念，在语言中的一个十分重要的概念，在C51中的数据类型中专门有一种指针类型。指针为变量的访中的数据类型中专门有一种指针类型。指针为变量的访问提供了另一种方式，变量的指针就是该变量的地址，问提供了另一种方式，变量的指针就是该变量的地址，还可以定义一个专门指向某个变量的地址的指针变量。还可以定义一个专门指向某个变量的地址的指针变量。1.4.9 指针与地址运算符指针与地址运算符 为了表示指针变量和它所指向的变量地址之间的关系，为了表示指针变量和它所指向的变量地址之间的关系，C51中提供了两个专门的运算符：中提供了两个专门的运算符：*指针运算符指针运算符&取地址运算符取地址运算符 指针运算符指针运算符“*”放在指针变量前面，通过它实现访问放在指针变量前面，通过它实现访问以指针变量的内容为地址所指向的存储单元。例如：指针以指针变量的内容为地址所指向的存储单元。例如：指针变量变量p中的地址为中的地址为2000H，则，则*p所访问的是地址为所访问的是地址为2000H的的存储单元，存储单元，x=*p，实现把地址为，实现把地址为2000H的存储单元的内容的存储单元的内容送给变量送给变量x。取地址运算符取地址运算符“&”放在变量的前面，通过它取得变量放在变量的前面，通过它取得变量的地址，变量的地址通常送给指针变量。例如：设变量的地址，变量的地址通常送给指针变量。例如：设变量x的的内容为内容为12H，地址为，地址为2000H，则，则&x的值为的值为2000H，如有一，如有一指针变量指针变量p，则通常用，则通常用p=&x，实现将，实现将x变量的地址送给指针变量的地址送给指针变量变量p，指针变量，指针变量p指向变量指向变量x，以后可以通过，以后可以通过*p访问变量访问变量x。1.5 表达式语句及复合语句表达式语句及复合语句1.5.1 表达式语句表达式语句 在表达式的后边加一个分号在表达式的后边加一个分号“；”就构成了表达就构成了表达式语句式语句,如如:a=+b*9；x=8；y=7；+k；可以一行放一个表达式形成表达式语句，也可以可以一行放一个表达式形成表达式语句，也可以一行放多个表达式形成表达式语句，这时每个表达式一行放多个表达式形成表达式语句，这时每个表达式后面都必须带后面都必须带“；”号，另外，还可以仅由号，另外，还可以仅由个分号个分号“；”占一行形成一个表达式语句，这种语句称为空占一行形成一个表达式语句，这种语句称为空语句。语句。空语句在程序设计中通常用于两种情况：空语句在程序设计中通常用于两种情况：（1）在程序中为有关语句提供标号，用以标记程序在程序中为有关语句提供标号，用以标记程序执行的位置。例如采用下面的语句可以构成一个循环。执行的位置。例如采用下面的语句可