【技术教程】单片机C语言程序设计

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第四章 单片机,C,语言程序设计,第四章 单片机,C,语言程序设计,4.1 C,语言与,MCS-51,单片机,4.1.1 C,语言的特点及程序结构,一,C,语言的特点,1,语言简洁、紧凑，使用方便、灵活。,2,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。,4,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。,6,生成的目标代码质量高，程序执行效率高。,7,可移植性好。,二,C,语言的程序结构,C语言程序采用函数结构，每个C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main()，也可以包含一个main()函数和假设干个其它的功能函数。不管main()函数放于何处，程序总是从main()函数开始执行，执行到main()函数结束那么结束。在main()函数中调用其它函数，其它函数也可以相互调用，但main()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。功能函数可以是C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C程序时，程序的开始局部一般是预处理命令、函数说明和变量定义等。,C,语言程序结构一般如下：,预处理命令,include,函数说明,long fun1();,float fun2();,int x,y;,float z;,功能函数,主函数,功能函数,功能函数,1 fun1(),函数体,主函数,main(),主函数体,功能函数,2 fun2(),函数体,其中，函数往往由“函数定义和“函数体两个局部组成。函数定义局部包括有函数类型、函数名、形式参数说明等，函数名后面必须跟一个圆括号，形式参数在内定义。函数体由一对花括号“组成，在“的内容就是函数体。如果一个函数内有多个花括号，那么最外层的一对“为函数体的内容。函数体内包含假设干语句，一般由两局部组成：声明语句和执行语句。声明语句用于对函数中用到的变量进行定义。也可能对函数体中调用的函数进行声明。执行语句由假设干语句组成，用来完成一定功能。当然也有的函数体仅有一对“，其中内部既没有声明语句，也没有执行语句。这种函数称为空函数。,C语言程序在书写时格式十分自由，一条语句可以写成一行，也可以写成几行；还可以一行内写多条语句；但每条语句后面必须以分号“；作为结束符。C语言程序对大小写字母比较敏感，在程序中，同一个字母的大小写系统是作不同的处理。在程序中可以用“/*/或“/对C程序中的任何局部作注释，以增加程序的可读性。,C语言本身没有输入输出语句。输入和输出是通过输入输出函数scanf()和printf()来实现的。输入输出函数是通过标准库函数形式提供给用户。,4.1.2 C,语言与,MCS-51,单片机,用C语言编写MCS-51单片机程序与用汇编语言编写MCS51单片机程序不一样，用汇编语言编写MCS51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能存放器的使用以及按实际地址处理端口数据。用C语言编写的MCS51单片机应用程序，那么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口数据，但在C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，否那么编译器不能正确地映射定位。,用C语言编写单片机应用程序与标准的C语言程序也有相应的区别：C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C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、输入输出处理、函数等方面与标准的C语言有一定的区别。其它的语法规那么、程序结构及程序设计方法等与标准的C语言程序设计相同。,现在支持MCS-51系列单片机的C语言编译器有很多种，如American Automation、Avocet、BSO/TASKING、DUNFIELD SHAREWARE、KEIL/Franklin等。各种编译器的根本情况相同，但具体处理时有一定的区别，其中KEIL/Franklin以它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。本书以KEIL/Franklin编译器介绍MCS-51单片机C语言程序设计。,4.1.3 C51,程序结构,C51的语法规定、程序结构及程序设计方法都与标准的C语言程序设计相同，但C51程序与标准的C程序在以下几个方面不一样：,1C51中定义的库函数和标准C语言定义的库函数不同。标准的C语言定义的库函数是按通用微型计算机来定义的，而C51中的库函数是按MCS-51单片机相应情况来定义的；,2C51中的数据类型与标准C的数据类型也有一定的区别，在C51中还增加了几种针对MCS-51单片机特有的数据类型；,3C51变量的存储模式与标准C中变量的存储模式不一样，C51中变量的存储模式是与MCS-51单片机的存储器紧密相关；,4C51与标准C的输入输出处理不一样，C51中的输入输出是通过MCS-51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；,5C51与标准C在函数使用方面也有一定的区别，C51中有专门的中断函数。,4.2 C51,的数据类型,C51的数据类型分为根本数据类型和组合数据类型，情况与标准C中的数据类型根本相同，但其中char型与short型相同，float型与double型相同，另外，C51中还有专门针对于MCS-51单片机的特殊功能存放器型和位类型。,一字符型char,有signed char和unsigned char之分，默认为signed char。它们的长度均为一个字节，用于存放一个单字节的数据。对于signed char，它用于定义带符号字节数据，其字节的最高位为符号位，“0表示正数，“1表示负数，补码表示，所能表示的数值范围是-128+127；对于unsigned char，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0255。unsigned char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，在计算机内部用ASCII码存放。,二,int,整型,分,singed int,和,unsigned int,。默认为,signed int,。它们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，数的范畴为,-32768+32767,。对于,unsigned int,，用于存放两字节无符号数，数的范围为,065535,。,三long长整型,分singed long和unsigned long。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signed long，用于存放四字节带符号数，补码表示，数的范畴为-2147483648+2147483647。对于unsigned long，用于存放四字节无符号数，数的范围为04294967295。,四float浮点型,float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，包含指数和尾数两局部，最高位为符号位，“1表示负数，“0表示正数，其次的8位为阶码，最后的23位为尾数的有效数位，由于尾数的整数局部隐含为“1，所以尾数的精度为24位。,五* 指针型,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存单元，对不同的处理器其长度不一样，在C51中它的长度一般为13个字节。,六特殊功能存放器型,这是C51扩充的数据类型，用于访问MCS-51单片机中的特殊功能存放器数据，它分sfr和sfr16两种类型，其中sfr为字节型特殊功能存放器类型，占一个内存单元，利用它可以访问MCS-51内部的所有特殊功能存放器；sfr16为双字节型特殊功能存放器类型，占用两个字节单元，利用它可以访问MCS-51内部的所有两个字节的特殊功能存放器。在C51中对特殊功能存放器的访问必须先用sfr或sfr16进行声明。,七位类型,这也是C51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C51中，支持两种位类型：bit型和sbit型。它们在内存中都只占一个二进制位，其值可以是“1或“0。其中用bit定义的位变量在C51编译器编译时，在不同的时候位地址是可以变化的，而用sbit定义的位变量必须与MCS-51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C51编译器编译时，其对应的位地址是不可变化的。,基本数据类型,长度,取值范围,unsigned char,1,字节,0255,signed char,1,字节,-128+127,unsigned int,2,字节,065535,signed int,2,字节,-32768+32767,unsigned long,4,字节,04294967295,signed long,4,字节,-2147483648+2147483647,float,4,字节,1.175494E-38,3.402823E+38,bit,1,位,0,或,1,Sbit,1,位,0,或,1,sfr,1,字节,0255,sfr16,2,字节,065535,在C51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。C51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：,bitcharintlongfloat,signedunsigned,也就是说，当char型与int型进行运算时，先自动对char型扩展为int型，然后与int型进行运算，运算结果为int型。C51除了支持隐式类型转换外，还可以通过强制类型转换符“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根本数据类型之外，还能支持一些复杂的组合型数据类型，如数组类型、指针类型、结构类型、联合类型等这些复杂的数据类型，在本书的后面将相继介绍。,4.3 51,的运算量,4.3.1,常量,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中分配不同的字节数来存放。在C51中它可以表示成以下几种形式：,十进制整数。如234、-56、0等。,十六进制整数。以0x开头表示，如0x12表示十六进制数12H。,长整数。在C51中当一个整数的值到达长整型的范围，那么该数按长整型存放，在存储器中占四个字节，另外，如一个整数后面加一个字母L，这个数在存储器中也按长整型存放。如123L在存储器中占四个字节。,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，由数字和小数点组成。如 0.123、34.645等都是十进制数表示形式的浮点型常量。,指数表示形式为：, 数字 .数字 e 数字,例如：123.456e-3、-3.123e2等都是指数形式的浮点型常量。,三字符型常量,字符型常量是用单引号引起的字符，如a、1、F等。可以是可显示的ASCII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反斜杠“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。常用的转义字符如表4-2所示。,转义字符,含 义,ASCII,码（十六进制数）, o,空字符（,null,）,00H, n,换行符（,LF,）,0AH, r,回车符（,CR,）,0DH, t,水平制表符（,HT,）,09H, b,退格符（,BS,）,08H, f,换页符（,FF,）,0CH,单引号,27H,”,双引号,22H, ,反斜杠,5CH,四字符串型常量,字符串型常量由双引号“括起的字符组成。如“D、“1234、“ABCD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，而且系统会自动的在后面加一个转义字符“o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A和字符串常量“A是不一样的。,4.3.2 变量,变量是在程序运行过程中其值可以改变的量。一个变量由两局部组成：变量名和变量值。,在C51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。以便编译系统为它分配相应的存储单元。定义的格式如下：,存储种类 数据类型说明符 存储器类型 变量名1=初值，变量名2初值；,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量的数据类型，指明变量在存储器中占用的字节数。可以是根本数据类型说明符，也可以是组合数据类型说明符，还可以是用typedef定义的类型别名。,在C51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typedef起别名，格式如下：,typedef c51固有的数据类型说明符 别名；,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，为了区别一般用大写字母表示。,【,例,4-1】 typedef,的使用。,typedef unsigned int WORD;,typedef unsigned char BYTE;,BYTE a1=0x12;,WORD a2=0x1234;,二变量名,变量名是C51区分不同变量，为不同变量取的名称。在C51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。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“*号。,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。C51变量的存储种类有四种，分别是自动(auto)、外部(extern)、静态(static)和存放器(register)。,1auto：使用auto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语句执行时，C51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。定义变量时，如果省略存储种类，那么该变量默认为自动(auto)变量。,2extern：使用extern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。,3static：使用static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，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。,4register：使用register定义的变量称为存放器变量。它定义的变量存放在CPU内部的存放器中，处理速度快，但数目少。C51编译器编译时能自动识别程序中使用频率最高的变量，并自动将其作为存放器变量，用户可以无需专门声明。,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。存储器类型与存储种类完全不同。,C51,编译器能识别的存储器类型有以下几种，见表所示。,存储器类型,描 述,data,直接寻址的片内,RAM,低,128B,，访问速度快,bdata,片内,RAM,的可位寻址区（,20H2FH,），允许字节和位混合访问,idata,间接寻址访问的片内,RAM,，允许访问全部片内,RAM,pdata,用,Ri,间接访问的片外,RAM,的低,256B,xdata,用,DPTR,间接访问的片外,RAM,，允许访问全部,64k,片外,RAM,code,程序存储器,ROM64k,空间,定义变量时也可以省“存储器类型，省时C51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。,【,例,4-2】,变量定义存储种类和存储器类型相关情况。,char data varl,；,/*,在片内,RAM,低,128B,定义用直接寻址方式访问的字符型变量,var1*/,int idata var2,；,/*,在片内,RAM256B,定义用间接寻址方式访问的整型变量,var2*/,auto unsigned long data var3,；,/*,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,var3*/,extern float xdata var4,；,/*,在片外,RAM64KB,空间定义用间接寻址方式访问的外部实型变量,var4*/,int code var5,；,/*,在,ROM,空间定义整型变量,var5*/,unsign char bdata var6,；,/*,在片内,RAM,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,var6*/,五特殊功能存放器变量,MCS-51系列单片机片内有许多特殊功能存放器，通过这些特殊功能存放器可以控制MCS-51系列单片机的定时器、计数器、串口、I/O及其它功能部件，每一个特殊功能存放器在片内RAM中都对应于一个字节单元或两个字节单元。,在C51中，允许用户对这些特殊功能存放器进行访问，访问时须通过sfr或sfr16类型说明符进行定义，定义时须指明它们所对应的片内RAM单元的地址。格式如下：,sfr或sfr16 特殊功能存放器名=地址；,sfr用于对MCS-51单片机中单字节的特殊功能存放器进行定义，sfr16用于对双字节特殊功能存放器进行定义。特殊功能存放器名一般用大写字母表示。地址一般用直接地址形式，具体特殊功能存放器地址见前面内容。,【例4-3】特殊功能存放器的定义。,sfr PSW=0xd0；,sfr SCON=0x98；,sfr TMOD=0x89；,sfr P1=0x90；,sfr16 DPTR=0x82；,sfr16 T1=0X8A；,六位变量,在,C51,中，允许用户通过位类型符定义位变量。位类型符有两个：,bit,和,sbit,。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：,bit,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,bdata,、,data,、,idata,。只能是片内,RAM,的可位寻址区，严格来说只能是,bdata,。,【,例,4-4】 bit,型变量的定义。,bit data a1,；,/*,正确*,/,bit bdata a2,；,/*,正确*,/,bit pdata a3,；,/*,错误*,/,bit xdata a4,；,/*,错误*,/,sbit位类型符用于定义在可位寻址字节或特殊功能存放器中的位，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，也可以是特殊功能存放器名带位号。格式如下：,sbit 位变量名=位地址；,如位地址为位直接地址，其取值范围为0x000xff；如位地址是可位寻址变量带位号或特殊功能存放器名带位号，那么在它前面须对可位寻址变量或特殊功能存放器进行定义。字节地址与位号之间、特殊功能存放器与位号之间一般用“作间隔。,【例4-5】sbit型变量的定义。,sbit OV=0xd2；,sbit CY=oxd7；,unsigned char bdata flag；,sbit flag0=flag0；,sfr P1=0x90；,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C51中，为了用户处理方便，C51编译器把MCS-51单片机的常用的特殊功能存放器和特殊位进行了定义，放在一个“reg51.h或“reg52.h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理命令#include 把这个头文件包含到程序中，然后就可使用殊功能存放器名和特殊位名称。,4.3.3,存储模式,C51编译器支持三种存储模式：SMALL模式、COMPACT模式和LARGE模式。不同的存储模式对变量默认的存储器类型不一样。,1SMALL模式。SMALL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片内RAM中，存储器类型为data。,2COMPACT模式。COMPACT模式称为紧凑编译模式，在COMPACT模式下，编译时，函数参数和变量被默认在片外RAM的低256字节空间，存储器类型为pdata。,3LARGE模式。LARGE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片外RAM的64K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#pragma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面带存储模式说明。如果没有指定，那么系统都隐含为SMALL模式。,【,例,4-6】,变量的存储模式。,#pragma small /*,变量的存储模式为,SMALL*/,char k1;,int xdata m1;,#pragma compact /*,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,LARGE*/,return(x1+y1);,int func2(int x2,int y2) /*,函数的存储模式隐含为,SMALL*/,return(x2-y2);,程序编译时，,k1,变量存储器类型为,data,，,k2,变量存储器类型为,pdata,，而,m1,和,m2,由于定义时带了存储器类型,xdata,，因而它们为,xdata,型；函数,func1,的形参,x1,和,y1,的存储器类型为,xdata,型，而函数,func2,由于没有指明存储模式，隐含为,SMALL,模式，形参,x2,和,y2,的存储器类型为,data,。,4.3.4,绝对地址的访问,一使用,C51,运行库中预定义宏,C51,编译器提供了一组宏定义来对,51,系列单片机的,code,、,data,、,pdata,和,xdata,空间进行绝对寻址。规定只能以无符号数方式访问，定义了,8,个宏定义，其函数原型如下：,#define CBYTE(unsigned char volatile*)0x50000L),#define DBYTE(unsigned char volatile*)0x40000L),#define PBYTE(unsigned char volatile*)0x30000L),#define XBYTE(unsigned char volatile*)0x20000L),#define CWORD(unsigned int volatile*)0x50000L),#define DWORD(unsigned int volatile*)0x40000L),#define PWORD(unsigned int volatile*)0x30000L),#define XWORD(unsigned int volatile*)0x20000L),这些函数原型放在,absacc.h,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：,#include ,。,其中：,CBYTE,以字节形式对,code,区寻址，,DBYTE,以字节形式对,data,区寻址，,PBYTE,以字节形式对,pdata,区寻址，,XBYTE,以字节形式对,xdata,区寻址，,CWORD,以字形式对,code,区寻址，,DWORD,以字形式对,data,区寻址，,PWORD,以字形式对,pdata,区寻址，,XWORD,以字形式对,xdata,区寻址。访问形式如下：,宏名,地址,宏名为,CBYTE,、,DBYTE,、,PBYTE,、,XBYTE,、,CWORD,、,DWORD,、,PWORD,或,XWORD,。地址为存储单元的绝对地址，一般用十六进制形式表示。,【例4-7】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*/,#include /*将存放器头文件包含在文件中*/,#define uchar unsigned char /*定义符号uchar为数据类型符unsigned char*/,#define uint unsigned int /*定义符号uint为数据类型符unsigned int*/,void main(void),uchar var1;,uint var2;,var1=XBYTE0x0005; /*XBYTE0x0005访问片外RAM的0005字节单元*/,var2=XWORD0x0002; /*XWORD0x0002访问片外RAM的000字单元*/,.,while(1);,在上面程序中，其中XBYTE0x0005就是以绝对地址方式访问的片外RAM 0005字节单元；XWORD0x0002就是以绝对地址方式访问的片外RAM 0002字单元。,二通过指针访问,采用指针的方法，可以实现在,C51,程序中对任意指定的存储器单元进行访问。,【,例,4-8】,通过指针实现绝对地址的访问。,#define uchar unsigned char /*,定义符号,uchar,为数据类型符,unsigned char*/,#define uint unsigned int /*,定义符号,uint,为数据类型符,unsigned int*/,void func(void),uchar data var1;,uchar pdata *dp1; /*,定义一个指向,pdata,区的指针,dp1*/,uint xdata *dp2; /*,定义一个指向,xdata,区的指针,dp2*/,uchar data *dp3; /*,定义一个指向,data,区的指针,dp3*/,dp1=0x30; /*dp1,指针赋值，指向,pdata,区的,30H,单元*,/,dp2=0x1000; /*dp2,指针赋值，指向,xdata,区的,1000H,单元*,/,*dp1=0xff; /*,将数据,0xff,送到片外,RAM30H,单元*,/,*dp2=0x1234; /*,将数据,0x1234,送到片外,RAM1000H,单元*,/,dp3= /*dp3,指针指向,data,区的,var1,变量*,/,*dp3=0x20; /*,给变量,var1,赋值,0x20*/,三使用C51扩展关键字_at_,使用_at_对指定的存储器空间的绝对地址进行访问，一般格式如下：,存储器类型 数据类型说明符 变量名 _at_ 地址常数；,其中，存储器类型为data、bdata、idata、pdata等C51能识别的数据类型，如省略那么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C51支持的数据类型。地址常数用于指定变量的绝对地址，必须位于有效的存储器空间之内；使用_at_定义的变量必须为全局变量。,【例4-9】通过_at_实现绝对地址的访问。,#define uchar unsigned char /*定义符号uchar为数据类型符unsigned char*/,#define uint unsigned int /*定义符号uint为数据类型符unsigned int*/,void main(void),data uchar x1 _at_ 0x40; /*在data区中定义字节变量x1,它的地址为40H*/,xdata uint x2 _at_ 0x2000; /*在xdata区中定义字变量x2,它的地址为2000H*/,x1=0xff;,x2=0x1234;,.,while(1);,4.4 C51,的运算符及表达式,4.4.1 赋值运算符,赋值运算符“=，在C51中，它的功能是将一个数据的值赋给一个变量，如x=10。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，在赋值表达式的后面加一个分号“；就构成了赋值语句，一个赋值语句的格式如下：,变量=表达式；,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：,x=8+9； /*将8+9的值赋绐变量x*/,x=y=5； /*将常数5同时赋给变量x和y*/,在C51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。,4.4.2,算术运算符,C51,中支持的算术运算符有：,+,加或取正值运算符,-,减或取负值运算符,* 乘运算符,/ 除运算符,% 取余运算符,加、减、乘运算相比照较简单，而对于除运算，如相除的两个数为浮点数，那么运算的结果也为浮点数，如相除的两个数为整数，那么运算的结果也为整数，即为整除。如25.0/20.0结果为1.25，而25/20结果为1。,对于取余运算，那么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：x=5%3，结果x的值为2。,4.4.3,关系运算符,C51,中有,6,种关系运算符：,大于,=,大于等于,3，结果为真1，而10= =100，结果为假0。,注意：关系运算符等于“= =是由两个“=组成。,4.4.4 逻辑运算符,C51有3种逻辑运算符：,| 逻辑或,& 逻辑与,！ 逻辑非,关系运算符用于反映两个表达式之间的大小关系，逻辑运算符那么用于求条件式的逻辑值，用逻辑运算符将关系表达式或逻辑量连接起来的式子就是逻辑表达式。,逻辑与，格式：,条件式1 & 条件式2,当条件式1与条件式2都为真时结果为真非0值，否那么为假0值。,逻辑或，格式：,条件式1 | 条件式2,当条件式1与条件式2都为假时结果为假0值，否那么为真非0值。,逻辑非，格式：,！条件式,当条件式原来为真非0值，逻辑非后结果为假0值。当条件式原来为假0值，逻辑非后结果为真非0值。,例如：假设a=8，b=3，c=0，那么！a为假，a & b为真，b & c为假。,4.4.5,位运算符,C51语言能对运算对象按位进行操作，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量的值，那么要利用相应的赋值运算。C51中位运算符只能对整数进行操作，不能对浮点数进行操作。C51中的位运算符有：,& 按位与,| 按位或, 按位异或, 按位取反, 右移,【例4-10】设a=0x45=01010100B，b=0x3b=00111011B，那么a&b、a|b、ab、a、a2分别为多少？,a&b=00010000b=0x10。,a|b=01111111B=0x7f。,ab=01101111B=0x6f。,a=10101011B=0xab。,a2=00001110B=0x0e。,4.4.6 复合赋值运算符,C51语言中支持在赋值运算符“=的前面加上其它运算符，组成复合赋值运算符。下面是C51中支持的复合赋值运算符：,+= 加法赋值 + 减法赋值,*= 乘法赋值 /= 除法赋值,%= 取模赋值 &= 逻辑与赋值,|= 逻辑或赋值 = 逻辑异或赋值,= 逻辑非赋值 = 右移位赋值,=2相当于x=x2。,4.4.7 逗号运算符,在C51语言中，逗号“，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，称为逗号表达式。逗号表达式的一般格式为：,表达式1，表达式2，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n的值。例如：x=(a=3,6*3)结果x的值为18。,4.4.8 条件运算符,条件运算符“？：是C51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：,逻辑表达式？表达式1：表达式2,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0值时，将计算的表达式1的值作为整个条件表达式的值；当逻辑表达式的值为假0值时，将计算的表达式2的值作为整个条件表达式的值。例如：条件表达式max=(ab)?a:b的执行结果是将a和b中较大的数赋值给变量max。,4.4.9 指针与地址运算符,指针是C51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。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：,* 指针运算符,& 取地址运算符,指针运算符“*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：指针变量p中的地址为2000H，那么*p所访问的是地址为2000H的存储单元，x=*p，实现把地址为2000H的存储单元的内容送给变量x。,取地址运算符“&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x的内容为12H，地址为2000H，那么&x的值为2000H，如有一指针变量p，那么通常用p=&x，实现将x变量的地址送给指针变量p，指针变量p指向变量x，以后可以通过*p访问变量x。,4.5,表达式语句及复合语句,4.5.1,表达式语句,在表达式的后边加一个分号“；就构成了表达式语句 ,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“；号，另外，还可以仅由个分号“；占一行形成一个表达式语句，这种语句称为空语句。,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，用以标记程序执行的位置。例如采用下面的语句可以构成一个循环。,repeat：；,；,goto repeat；,2在用while语句构成的循环语句后面加一个分号，形成一个不执行其它操作的空循环体。这种结构通常用于对某位进行判断，当不满足条件那么等待，满足条件那么执行。,【例4-11】下面这段子程序用于读取8051单片机的串行口的数据，当没有接收到那么等待，当接收到，接收数据后返回，返回值为接收的数据。,#include ,char getchar(),char c;,while(!RI); /当接收中断标志位RI为0那么等待，当接收中断标志位为1那么结束等待。,c=SBUF;,RI=0;,return(c);,4.5.2,复合语句,复合语句是由假设干条语句组合而成的一种语句，在C51中，用一个大括号“将假设干条语句括在一起就形成了一个复合语句，复合语句最后不需要以分号“；结束，但它内部的各条语句仍需以分号“；结束。复合语句的一般形式为：,局部变量定义；,语句l；,语句2；,复合语句在执行时，其中的各条单语句按顺序依次执行，整个复合语句在语法上等价于一条单语句，因此在C51中可以将复合语句视为一条单语句。通常复合语句出现在函数中，实际上，函数的执行局部即函数体就是一个复合语句；复合语句中的单语句一般是可执行语句，此外还可以是变量的定义语句说明变量的数据类型。在复合语句内部语句所定义的变量，称为该复合语句中的局部变量，它仅在当前这个复合语句中有效。利用复合语句将多条单语句组合在起，以及在复合语句中进行局部变量定义是C51语言的一个重要特征。,4.6 C51,的输入输出,在C51语言中，它本身不提供输入和输出语句，输入和输出操作是由函数来实现的。在C51的标准函数库中提供了一个名为“stdio.h的一般I/O函数库，它当中定义了C51中的输入和输出函数。当对输入和输出函数使用时，须先用预处理命令“#include 将该函数库包含到文件中。,在C51的一般I/O函数库中定义的I/O函数都是通过串行接口实现，在使用I/O函数之前，应先对MCS-51单片机的串行接口进行初始化。选择串口工作于方式28位自动重载方式，波特率由定时器/计数器1溢出率决定。例如，设系统时钟为12MHZ，波特率为2400，那么初始化程序如下：,SCON=0x52；,TMOD=0X20；,TH1=0xf3；,TR1=1；,4.6.1,格式输出函数,printf(),printf()函数的的作用是通过串行接口输出假设干任意类型的数据，它的格式如下：,printf(格式控制，输出参数表),格式控制是用双引号括起来的字符串，也称转换控制字符串，它包括三种信息：格式说明符、普通字符和转义字符。,1格式说明符，由“%和格式字符组成，它的作用是用于指明输出的数据的格式输出，如%d、%f等，它们的具体情况见表4-4。,2普通字符，这些字符按原样输出，用来输出某些提示信息。,3转义字符，就是前面介绍的转义字符表4-2，用来输出特定的控制符，如输出转义字符n就是使输出换一行。,输出参数表是需要输出的一组数据，可以是表达式。,格式字符,数据类型,输出格式,d,int,带符号十进制数,u,int,无符号十进制数,o,int,无符号八进制数,x,int,无符号十六进制数，用“,af”,表示,X,int,无符号十六进制数，用“,AF”,表示,f,float,带符号十进制数浮点数，形式为,-dddd.dddd,e,，,E,float,带符号十进制数浮点数，形式为,-d.ddddE,dd,g,，,G,float,自动选择,e,或,f,格式中更紧凑的一种输出格式,c,char,单个字符,s,指针,指向一个带结束符的字符串,p,指针,带存储器批示符和偏移量的指针，形式为,M,：,aaaa,其中，,M,可分别为：,C(code),，,D(data),，,I(idata),，,P(pdata),如,M,为,a,，则表示的是指针偏移量,4.6.2 格式输入函数scanf,scanf函数的作用是通过串行接口实现数据输入，它的使用方法与printf类似，scanf的格式如下：,scanf格式控制，地址列表,格式控制与printf函数的情况类似，也是用双引号括起来的一些字符，可以包括以下三种信息：空白字符、普通字符和格式说明。,1空白字符，包含空格、制表符、换行符等，这些字符在输出时被忽略。,2普通字符，除了以百分号“%开头的格式说明符而外的所有非空白字符，在输入时要求原样输入。,3格式说明，由百分号“%和格式说明符组成，用于指明输入数据的格式，它的根本情况与printf相同，具体情况见表4-5。,地址列表是由假设干个地址组成，它可以是指针变量、取地址运算符“&加变量变量的地址或字符串名表示字符串的首地址。,格式字符,数据类型,输出格式,d,int,指针,带符号十进制数,u,int,指针,无符号十进制数,o,int,指针,无符号八进制数,x,int,指针,无符号十六进制数,f,，,e,，,E,float,指针,浮点数,c,char,指针,字符,s,string,指针,字符串,【例4-12】 使用格式输入输出函数的例子,#include /包含特殊功能存放器库,#include /包含I/O函数库,void main(void) /主函数,int x,y; /定义整型变量x和y,SCON=0x52; /串口初始化,TMOD=0x20;,TH1=0XF3;,TR1=1;,printf(“input x,y:n); /输出提示信息,scanf(“%d%d, /输入x和y的值,printf(“n); /输出换行,printf(“%d+%d=%d,x,y,x+y); /按十进制形式输出,printf(“n); /输出换行,printf(“%xH+%xH=%XH,x,y,x+y); /按十六进制形式输出,while(1); /结束,4.7 C51程序根本结构与相关语句,4.7.1 C51的根本结构,一顺序结构,顺序结构是最根本、最简单的结构，在这种结构中，程序由低地址到高地址依次执行，图4.3给出顺序结构流程图，程序先执行A操作，然后再执行B操作。,A,B,图,4.3,顺序结构流程图,选择结构可使程序根据不同的情况，选择执行不同的分支，在选择结构中，程序先都对一个条件进行判断。当条件成立，即条件语句为“真时，执行一个分支，当条件不成立时，即条件语句为“假时，执行另一个分支。如图4.4，当条件S成立时，执行分支A，当条件P不成立时，执行分支B。,二选择结构,条件,P,语句,A,语句,B,成立,不成立,在,C51,中，实现选择结构的语句为,if/else,，,if/else if,语句。另外在,C51,中还支持多分支结构，多分支结构既可以通过,if,和,else if,语句嵌套实现，可用,swith/case,语句实现。,在程序处理过程中，有时需要某一段程序重复执行屡次，这时就需要循环结构来实现，循环结构就是能够使程序段重复执行的结构。循环结构又分为两种：当while型循环结构和直到do.while型循环结构。,1当型循环结构,当型循环结构如图4-3，当条件P成立为“真时，重复执行语句A，当条件不成立为“假时才停止重复，执行后面的程序。,三循环结构,条件,P,语句,A,成立,不成立,图,4.5,当型循环结构,2直到型循环结构,直到型循环结构如图4-4，先执行语句A，再判断条件P，当条件成立为“真时，再重复执行语句A，直到条件不成立为“假时才停止重复，执行后面的程序。,条件,P,语句,A,成立,不成立,图,4.6,直到型循环结构,构成循环结构的语句主要有：,while,、,do while,、,for,、,goto,等。,4.7.2 if语句,if语句是C51中的一个根本条件选择语句，它通常有三种格式：,1if 表达式 语句；,2if 表达式 语句1； else 语句2；,3if 表达式1 语句1；,else if 表达式2 语句2；,else if 表达式3 语句3；,else if 表达式n-1 语句n-1；,else 语句n,【例4-13】 if语句的用法。,1if (x!=y) printf(“x=%d,y=%dn,x,y);,执行上面语句时，如果x不等于y，那么输出x的值和y的值。,2if (xy) max=x;,else max=y;,执行上面语句时，如x大于y成立，那么把x送给最大值变量max，如x大于y不成立，那么把y送给最大值变量max。使max变量得到x、y中的大数。,3if (score=90) printf(“Your result is an An);,else if (score=80) printf(“Your result is an Bn);,else if (score=70) printf(“Your result is an Cn);,else if (score=60) printf(“Your result is an Dn);,else printf(“Your result is an En);,执行上面语句后，能够根据分数score分别打出A、B、C、D、E五个等级。,4.7.3 switch/case,语句,if语句通过嵌套可以实现多分支结构，但结构复杂。switch是C51中提供的专门处理多分支结构的多分支选择语句。它的格式如下：,switch 表达式,case 常量表达式1：语句1；break；,case 常量表达式2：语句2；break；,case 常量表达式n：语句n；break；,default：语句n+1；,说明如下：,1switch后面括号内的表达式，可以是整型或字符型表达式。,2当该表达式的值与某一“case后面的常量表达式的值相等时，就执行该“case后面的语句，然后遇到break语句退出switch语句。假设表达式的值与所有case后的