《單片機C語言》PPT課件.pptVIP

單片機C語言及程序設計,1.1 C51概述 1.2 C51數據類型及存儲 1.3 C51變量的定義及數據存儲區(qū)域 1.4 C51位變量的定義 1.5 C51特殊功能寄存器的定義,1.6 C51指令的定義 1.7 C51的輸入/輸出 1.8 C51函數的定義 1.9 C51與匯編語言混合編程 1.10 C51集成開發(fā)軟件Keil C,目 錄,本章主要討論C51變量的定義和函數的定義，以及Keil C軟件的使用等。 本章內容的安排，認為讀者已經學習過C語言，具有C語言的基本知識，因此，本章內容完全是結合單片機來講解，也就是補充C語言在單片機方面的概念、數據定義和函數定義等。 通過本章學習，使讀者能夠比較順利地編寫C51程序。,1.1 C51概述,主要內容 1.1.1 C語言編程的優(yōu)勢 1.1.2 C51與ANSI C的區(qū)別 1.1.3 C51擴展的關鍵字,1.1 C51概述,學習單片機C語言的必要性 隨著單片機性能的不斷提高，C語言編譯調試工具的不斷完善，以及現在對單片機產品輔助功能的要求、對開發(fā)周期不斷縮短的要求，使得越來越多的單片機編程人員轉向使用C語言，因此有必要在單片機課程中講授“單片機C語言”。 “C51”概念：為了與ANSI C區(qū)別，把“單片機C語言”稱為“C51”，也稱為“Keil C”。,1.1.1 C語言編程的優(yōu)勢,在編程方面，使用C51較匯編語言有諸多優(yōu)勢： 1）編程容易 2）容易實現復雜的數值計算 3）容易閱讀與交流 4）容易調試與維護程序 5）容易實現模塊化開發(fā) 6）程序可移植性好,1.1.2 C語言與ANSI 的區(qū)別,用匯編語言編寫單片機程序時，必須要考慮其存儲器的結構，尤其要考慮其片內數據存儲器、特殊功能寄存器是否正確合理的使用，以及按照實際地址端口數據的處理。 用C51編寫程序，雖然不像匯編語言那樣需要具體地組織、分配存儲器資源，但是C51對數據類型和變量的定義，必須要與單片機的存儲結構相關聯，否則編譯器不能正確地映射定位。,用C51編寫單片機程序，與用ANSI C編寫程序的不同之處是，需要根據單片機存儲器結構及內部資源，定義相應的數據類型和變量。 其它的語法規(guī)定、程序結構及程序設計方法，都與ANSI C相同。所以本章主要介紹C51各種變量的定義、指針定義、函數定義和混合編程。,1.1.3 C51擴展的關鍵字,由于單片機在結構及編程上的特殊要求，C51有自己的特殊關鍵字，稱之為C51擴展的關鍵字，下面給出常用的C51擴展的關鍵字。 _at_ bdata bit code data idata interrupt pdata reentrant sbit sfr sfr16 using volatile xdata 這些關鍵字在后面會陸續(xù)接觸到，此處先不給出它們的含義。,1.2 C51數據類型及存儲,主要內容 1.2.1 C51的數據類型 1.2.2 C51數據的存儲,數據類型轉換 1）自動轉換 轉換規(guī)則是向高精度數據類型轉換、向有符號數據類型轉換。如字符型變量與整型變量相加時，則位變量先轉換字符型或整型數據，然后相加。 2）強制轉換 像ANSI C一樣，通過強制類型轉換的方式進行轉換。如： unsigned int b; float c; b=(int)c;,1.2.2 C51數據的存儲,MCS-51單片機只有bit和unsigned char兩種數據類型支持機器指令，而其它類型的數據都需要轉換成bit或unsigned char型進行存儲。 為了減少單片機的存儲空間和提高運行速度，要盡可能地使用unsigned char型數據。 一、位變量的存儲 bit和sbit型位變量，直接存于RAM的位尋址空間，包括低128位和特殊功能寄存器位。,二、字符變量的存儲 字符變量（char）：無論是unsigned char數據還是signed char數據，均為1個字節(jié)，能夠被直接存儲在RAM中，可以存儲在00x7f區(qū)域，也可以存儲在0x800xff區(qū)域，與變量的定義有關。 unsigned char數：可直接被MSC-51接受 signed char數據：用補碼表示。需要額外的操作來測試、處理符號位，使用的是兩種庫函數，代碼量大，運算速度降低。,三、整型變量的存儲 整型變量（int）：不管是unsigned int數據還是signed int數據，均為2個字節(jié)，其存儲方法是高位字節(jié)保存在低地址（在前面），低位字節(jié)保存在高地址（在后面） 。,例如，整型變量的值為0x1234，在內存中的存放如右圖所示。 signed int數據用補碼表示。,地址 低 高,四、長整型變量的存儲 長整型變量（long）為4個字節(jié)，其存儲方法與整型數據一樣，是最高位字節(jié)保存的地址最低（在最前面），最低位字節(jié)保存的地址最高（在最后面）。,如長整型變量的值為0x12345678，在內存中的存放方法如右圖所示。不管是unsigned long數據還是signed long數據。,地址 低 高,五、浮點型變量的存儲 浮點型變量（fload）占4個字節(jié)，用指數方式表示，其具體格式與編譯器有關。 對于Keil C，采用的是IEEE-754標準，具有24位精度，尾數的最高位始終為1，因而不保存。具體分布為：1位符號位，8位階碼位，23位尾數，如下圖所示。,符號位S：1表示負數，0表示正數。 階碼：用移碼表示。如，實際階碼-126用1表示，實際階碼0用127表示，即實際階碼數加上127得到階碼的表達數。 階碼數值范圍：-126+128。,例如浮點數-12.5 符號位為1， 12.5的二進制數為1100.1=1.1001E+0011， 階碼數值為3+127=130=10000010B， 尾數為1001。 因此，其十六進制數為0xC1480000，則存儲結構如右圖所示。,地址 低 高,說明：教材中存儲結構是錯的。,1.3 C51變量的定義及數據存儲區(qū)域,主要內容 1.3.1 C51變量的定義 1.3.2 C51變量的存儲類型 1.3.3 C51變量的存儲區(qū)域 1.3.4 C51變量定義舉例 1.3.5 C51變量的存儲模式 1.3.6 C51變量的絕對定位,1.3.1 C51變量的定義,C51變量定義的一般格式為： 存儲類型 數據類型 存儲區(qū) 變量名1=初值 ,變量名2=初值 , 或 存儲類型 存儲區(qū) 數據類型 變量名1=初值 ,變量名2=初值 , 可見變量（非位變量）的定義由4部分組成，即在變量定義時，指定變量4種屬性。 數據類型：在前面的4.2中已經敘述過，對于變量名也無須多說，下面主要解釋“存儲類型”和“存儲區(qū)”等概念。,1.3.2 C51變量的存儲類型,存儲類型這個屬性我們仍沿用ANSI C的說法，盡量不改變原來的含義。 按照ANSI C，C語言的變量有4種存儲類型： 動態(tài)存儲（auto） 靜態(tài)存儲（static） 全局存儲（extern） 寄存器存儲（register）,一、動態(tài)存儲 動態(tài)（存儲）變量：用auto定義的為動態(tài)變量，也叫自動變量。 作用范圍：在定義它的函數內或復合語句內部。 當定義它的函數或復合語句執(zhí)行時，C51才為變量分配存儲空間，結束時所占用的存儲空間釋放。 定義變量時，auto可以省略，或者說如果省略了存儲類型項，則認為是動態(tài)變量。動態(tài)變量一般分配使用寄存器或堆棧。,二、靜態(tài)存儲 靜態(tài)（存儲）變量：用static定義的為靜態(tài)變量。分為內部靜態(tài)和外部靜態(tài)變量。 內部靜態(tài)變量：在函數體內定義的為內部靜態(tài)變量。 在函數內可以任意使用和修改，函數運行結束后會一直存在，但在函數外不可見，即在函數體外得到保護。 外部靜態(tài)變量：在函數體外部定義的為外部靜態(tài)變量。在定義的文件內可以任意使用和修改，外部靜態(tài)變量會一直存在，但在文件外不可見，即在文件外得到保護。,三、外部存儲 外部（存儲）變量：用extern聲明的變量為外部變量，是在其它文件定義過的全局變量。 用extern聲明后，便可以在所聲明的文件中使用。 需要注意的是：在定義變量時，即便是全局變量，也不能使用extern定義。,四、寄存器存儲 寄存器（存儲）變量：用register定義的變量為寄存器變量。 寄存器變量存放在CPU的寄存器中，這種變量處理速度快，但數目少。 C51中的寄存器變量： C51的編譯器在編譯時，能夠自動識別程序中使用頻率高的變量，并將其安排為寄存器變量，用戶不用專門聲明。,1.3.3 C51變量的存儲區(qū)域,變量的存儲區(qū)屬性是單片機擴展的概念，非常重要，它涉及到7個新的關鍵字。 MCS-51單片機有四個存儲空間，分成三類，它們是片內數據存儲空間、片外數據存儲空間和程序存儲空間。 MCS-51單片機有更多的存儲區(qū)域：由于片內數據存儲器和片外數據存儲器又分成不同的區(qū)域，所以單片機的變量有更多的存儲區(qū)域。 在定義變量時，必須明確指出是存放在哪個區(qū)域。,1.3.4 C51變量定義舉例,1）定義存儲在data區(qū)域的動態(tài)unsigned char變量： unsigned char data sec=0, min=0, hou=0; 2）定義存儲在data區(qū)域的靜態(tài)unsigned char變量： static unsigned char data scan_code=0xfe; 3）定義存儲在data區(qū)域的靜態(tài)unsigned int變量： static unsigned int data dd;,4）定義存儲在bdata區(qū)域的動態(tài)unsigned char變量： unsigned char bdata operate, operate1; /定義指示操作的可位尋址的變量 5）定義存儲在idata區(qū)域的動態(tài)unsigned char數組： unsigned char idata temp20; 6）定義在pdata區(qū)域的動態(tài)有符號int數組： int pdata send_data30; /定義存放發(fā)送數據的數組,7）定義存儲在xdata區(qū)域的動態(tài)unsigned int數組： unsigned int xdata receiv_buf50; /定義存放接受數據的數組 8）定義存儲在code區(qū)域的unsigned char數組： unsigned char code dis_code10= 0x3f, 0x06, 0x5b, 0x4f, 0x66, 0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f; /定義共陰極數碼管段碼數組,1.3.5 C51變量的存儲模式,存儲模式：如果在定義變量時缺省了存儲區(qū)屬性，則編譯器會自動選擇默認的存儲區(qū)域，也就是存儲模式。 變量的存儲模式也就是程序（或函數）的編譯模式。 編譯模式分為三種：小模式（small）、緊湊模式（compact）和大模式（large）。編譯模式由編譯控制命令決定。 存儲模式（編譯模式）決定了變量的默認存儲區(qū)域和參數的傳遞方法。,一、small模式 在small模式下，變量的默認存儲區(qū)域是“data”、“idata”，即未指出存儲區(qū)域的變量保存到片內數據存儲器中，并且堆棧也安排在該區(qū)域中。 small模式的特點：存儲容量小，但速度快。 在small模式下參數的傳遞：通過寄存器、堆棧或片內數據存儲區(qū)完成的。,二、compact模式 在compact模式下，變量的默認存儲區(qū)域是“pdata”，即未指出存儲區(qū)域的變量保存到片外數據存儲器的一頁中，最大變量數為256字節(jié)，并且堆棧也安排在該區(qū)域中。 compact模式的其特點：是存儲容量較small模式大，速度較small模式稍慢，但比large模式要快。 在compact模式下參數的傳遞：通過片外數據區(qū)的一個固定頁完成的。,三、large模式 在large模式下，變量的默認存儲區(qū)域是“xdata”，即未指出存儲區(qū)域的變量保存到片外數據存儲器，最大變量數可達64KB，并且堆棧也安排在該區(qū)域中。 large模式的特點：存儲容量大，速度慢 large模式下參數的傳遞方式：參數的傳遞也是通過片外數據存儲器完成的。,C51支持混合模式：即可以對函數設置編譯模式，所以在large模式下，可以對某些函數設置為compact模式或small模式，從而提高運行速度。 默認編譯模式：如果文件或函數未指明編譯模式，則編譯器按small模式處理。 編譯模式控制命令： “#pragma small(或compact、large)”應放在文件的開始。,1.3.6 C51變量的絕對定位,C51有三種方式可以對變量（I/O端口）絕對定位：絕對定位關鍵字_at_ 、指針、庫函數的絕對定位宏。 對于后兩種方式，在后面指針一節(jié)介紹。 C51擴展的關鍵字_at_專門用于對變量作絕對定位，_at_使用在變量的定義中，其格式為： 存儲類型 數據類型 存儲區(qū) 變量名1 _at_ 地址常數，變量名2,舉例說明_at_的使用方法 1）對data區(qū)域中的 unsigned char變量aa作絕對定位： unsigned char data aa _at_ 0x30; 2）對pdata區(qū)域中的 unsigned int數組cc作絕對定位： unsigned int pdata cc10 _at_ 0x34; 3）對xdata區(qū)域中的 unsigned char變量printer_port作絕對定位： unsigned char xdata printer_port _at_ 0x7fff;,對變量絕對定位的幾點說明： 1）絕對地址變量在定義時不能初始化，因此不能對code型變量絕對定位； 2）絕對地址變量只能夠是全局變量，不能在函數中對變量絕對定位； 3）絕對地址變量多用于I/O端口，一般情況下不對變量作絕對定位； 3）位變量不能使用_at_絕對定位。,1.4 C51位變量的定義,主要內容 1.4.1 bit型位變量的定義 1.4.2 sbit型位變量的定義,1.4.1 bit型位變量的定義,常說的位變量指的就是bit型位變量。C51的bit型位變量定義的一般格式為： 存儲類型 bit 位變量名1=初值 ，位變量名2=初值 ， bit位變量被保存在RAM中的位尋址區(qū)域（字節(jié)地址為0x200x2f，16字節(jié)）。 例如： bit flag_run，receiv_bit=0； static bit send_bit；,兩點說明： 1）bit型位變量與其它變量一樣，可以作為函數的形參，也可以作為函數的返回值，即函數的類型可以是位型的； 2）位變量不能定義指針，不能定義數組。,1.4.2 sbit型位變量的定義,對于能夠按位尋址的特殊功能寄存器、定義在位尋址區(qū)域的變量（字節(jié)型、整型、長整型），可以對其各位用sbit定義位變量。 為了方便起見，分開討論按位尋址的特殊功能寄存器中位變量的定義、按位尋址的變量中位變量的定義。,一、特殊功能寄存器中位變量定義 能夠按位尋址的特殊功能寄存器中位變量定義的一般格式為： sbit 位變量名 位地址表達式 這里的位地址表達式有三種形式： 直接位地址 特殊功能寄存器名帶位號 字節(jié)地址帶位號,1、用直接位地址定義位變量 這種情況下位變量的定義格式為： sbit 位變量名 位地址常數 這里的位地址常數范圍為0x800xff，實際是定義特殊功能寄存器的位。例如： sbit P0_0=0x80; sbit P1_1=0x91; sbit RS0=0xd3; /定義PSW的第3位 sbit ET0=0xa9; /定義IE的第1位,2、特殊功能寄存器名帶位號定義 這時位變量的定義格式為： sbit 位變量名 特殊功能寄存器名 位號常數 這里的位號常數為07。例如： sbit P0_3=P03; sbit P1_4=P14; sbit OV=PSW2; /定義PSW的第2位 sbit ES=IE4; /定義IE的第4位,3、寄存器地址帶位號定義位變量 在這種情況下位變量的定義格式為： sbit 位變量名 特殊功能寄存器地址 位號常數 這里的位號常數同上，為07。例如： sbit P0_6=0x806; sbit P1_7=0x907; sbit AC=0xd06; /定義PSW的第6位 sbit EA=0xa87; /定義IE的第7位,4、幾點說明 1）用sbit定義的位變量，必須能夠按位操作，而不能夠對無位操作功能的位定義位變量。 2）用sbit定義位變量，必須放在函數外面作為全局位變量，而不能在函數內部定義。 3）用sbit每次只能定義一個位變量。 4）對其它模塊定義的位變量（bit型或 sbit型）的引用聲明，都使用bit。 5）用sbit定義的是一種絕對定位的位變量（因為名字是與確定位地址對應的），具有特定的意義，在應用時不能像bit型位變量那樣隨便使用。,二、位尋址區(qū)變量的位定義 對bdata型變量（字節(jié)型、整型、長整型） ，被保存在RAM中的位尋址區(qū)，因此可以對bdata型變量各位作位變量定義。 這樣，既可以對bdata型變量作字節(jié)（或整型、長整型）操作，也可以作位操作。 bdata型變量的位定義格式： sbit 位變量名 bdata型變量名位號常數,bdata型變量為在此之前應該是定義過的，位號常數可以是07（8位字節(jié)變量），或015（16位整型變量），或031（32位字長整型變量）。例如： unsigned char bdata operate; 對operate的低4位作位變量定義： sbit flag_key=operate0; /鍵盤標志位 sbit flag_dis=operate1; /顯示標志位 sbit flag_mus=operate2; /音樂標志位 sbit flag_run=operate3; /運行標志位,1.5 C51特殊功能寄存器的定義,主要內容 1.5.1 8位特殊功能寄存器的定義 1.5.2 16位特殊功能寄存器的定義,1.5.1 8位特殊功能寄存器的定義,定義的一般格式為： sfr 特殊功能寄存器名 地址常數 地址常數范圍：0x800xff。 特殊功能寄存器定義例子（見reg51.h、reg52.h等文件）： sfr P0=0x80; /定義P0寄存器 sfr P1=0x90; /定義P1口寄存器 sfr PSW=0xd0; /定義PSW sfr IE=0xa8; /定義IE,1.5.2 16位特殊功能寄存器的定義,定義的一般格式為： sfr16 特殊功能寄存器名 地址常數 地址常數范圍：0x800xff。 例如（見reg51.h、reg52.h等文件）： sfr16 DPTR=0x82; sfr16 T2=0xcc; /含TL2和TH2 sfr16 RCAP2=0xca; /含RCAP2L /和RCAP2H, 0xca為RCAP2L的地址,幾點說明： 1）定義特殊功能寄存器中的地址必須在0x800xff范圍內。 2）定義特殊功能寄存器，必須放在函數外面作為全局變量。 3）用sfr或sfr16每次只能定義一個特殊功能寄存器。 4）像sbit一樣，用sfr或sfr16定義的是絕對定位的變量（因為名字是與確定地址對應的），具有特定的意義，在應用時不能像一般變量那樣隨便使用。,1.6 C51指針的定義,主要內容 1.6.1 通用指針 1.6.2 存儲器專用指針 1.6.3 指針變換 1.6.4 C51指針應用,1.6 C51指針的定義,由于MCS-51單片機有三種不同類型的存儲空間，并且還有不同的存儲區(qū)域，因此C51指針的內容更豐富。 指針除了具有像變量的四種屬性（存儲類型、數據類型、存儲區(qū)、變量名）外，按存儲區(qū)，將指針分為通用指針和不同存儲區(qū)域的專用指針。,1.6.1 通用指針,所謂通用指針，就是通過該類指針可以訪問所有的存儲空間。 在C51庫函數中通常使用這種指針來訪問。 通用指針用3個字節(jié)來表示： 第一個字節(jié)：表示指針所指向的存儲空間 第二個字節(jié)：為指針地址的高字節(jié) 第三個字節(jié)：為指針地址的低字節(jié),通用指針的定義與一般C語言指針的定義相同，其格式為： 存儲類型 數據類型 *指針名1 ，*指針名2 ， 例如： unsigned char *cpt; int *dpt; long *lpt; static char *ccpt;,通用指針的特點： 定義簡單 訪問所有空間 訪問速度慢,1.6.2 存儲器專用指針,所謂存儲器專用指針，就是通過該類指針，只能夠訪問規(guī)定的存儲空間區(qū)域。 指針本身占用1個字節(jié)（data *，idata *，bdata *，pdata *）或2個字節(jié)（xdata *，code *）。 存儲器專用指針的一般定義格式為： 存儲類型 數據類型 指向存儲區(qū) *指針存儲區(qū) 指針名1 ,*指針存儲區(qū) 指針名2,指向存儲區(qū)： 是指針變量所指向的數據存儲空間區(qū)域。不能夠缺省。 指針存儲區(qū)： 是指針變量本身所存儲的空間區(qū)域。 缺省時認為指針存儲區(qū)在默認的存儲區(qū)域，其默認存儲區(qū)域決定于所設定的編譯模式。 指向和指針存儲區(qū)，兩者可以是同一個區(qū)域，但多數情況下不會是同一個區(qū)域。,存儲器專用指針例子： unsigned char data *cpt1, *cpt2; signed int idata *dpt1, *dpt2; unsigned char pdata *ppt; signed long xdata *lpt1, *lpt2; unsigned char code *ccpt; 上面所定義的指針雖然所指向的空間不同，但指針變量本身都存儲在默認的存儲區(qū)域。,又如： 1)unsigned char data *idata cpt1,*idata cpt2; 2)signed int idata *data dpt1, *data dpt2; 3)unsigned char pdata *xdata ppt; 4)signed long xdata *lpt1, *xdata lpt2; 5)unsigned char code *data ccpt; 綠色關鍵字為指針所指向的存儲區(qū) 藍色關鍵字為指針本身所存儲的區(qū)域,注意：（1）要區(qū)分指針變量指向的空間區(qū)域和指針變量本身所存儲的區(qū)域；（2）定義時，前者不能缺省，而后者可以缺?。唬?）指針變量的長度：指向不同的區(qū)域，占用的字節(jié)數不同。 說明：指針變量本身所存儲的區(qū)域，在定義指針時一般都省略了，指針變量本身保存在缺省存儲的區(qū)域中。 定義時，缺省指針存儲的區(qū)域，顯得簡單，并且對初學者更容易理解。,1.6.3 指針變換,一、通用指針格式 由前面的討論知，通用指針由3個字節(jié)組成，第一個字節(jié)為數據的存儲區(qū)域，后兩個字節(jié)為指針地址，第一個字節(jié)的存儲區(qū)域編碼如表4-6所示。,一、指針轉換 指針轉換有兩種途徑，一種是顯式的編程轉換，另一種是隱式的自動轉換。 指針的編程轉換：（1）通用指針的第一字節(jié)，與專用指針的指向數據區(qū)屬性，二者相互轉換；（2）通用指針后兩個字節(jié)的地址，與專用指針值的轉換。 指針的隱式自動轉換：由編譯器在進行編譯時自動完成。,1.6.4 C51指針應用,指針在PC機上的C語言中應用很廣泛。 在單片機中，由于不使用操作系統，指針的應用可以獨立于變量，獨立地指向所需要訪問的存儲空間位置。 本節(jié)通過例子來學習和認識C51指針的這種獨立應用性。 下面介紹兩種利用指針訪問存儲區(qū)的方法。也可以訪問函數。,二、通過指針定義的宏訪問存儲器 1、訪問存儲器宏的定義 用指針定義的、訪問存儲器宏的格式： #define 宏名 (數據類型 volatile 存儲區(qū)*)0) 格式中的數據類型主要為無符號的字符型數、整型；格式中的存儲區(qū)域主要使用data、idata、pdata、xdata和code類型，不使用bdata存儲區(qū)類型。,格式中的關鍵字“volatile”： “volatile”是單片機中定義的，其含義為：這種變量在程序執(zhí)行中可被隱含地改變而編譯器無法檢測到，告知編譯器不要做優(yōu)化處理，使應用者能夠得到正確的變量值。 volatile的應用：volatile常用于定義寄存器，特別是狀態(tài)寄存器，因為狀態(tài)寄存器的值不是程序員設置，而是單片機在運行中CPU設置的。 特別說明：“volatile”的含義與教材上表述不太一致，此處表述直觀更容易理解。,2、庫函數中訪問存儲器宏的原型 C51編譯器提供了兩組用指針定義的絕對存儲器訪問的宏，其原型如下。 1）按字節(jié)訪問存儲器的宏： #define CBYTE (unsigned char volatile code*)0) #define DBYTE (unsigned char volatile data*)0) #define PBYTE (unsigned char volatile pdata*)0) #define XBYTE (unsigned char volatile xdata*)0),2）按整型雙字節(jié)訪問存儲器的宏： #define CWORD (unsigned int volatile code*)0) #define DWORD (unsigned int volatile data*)0) #define PWORD (unsigned int volatile pdata*)0) #define XWORD (unsigned int volatile xdata*)0) 無idata型，不能訪問片內RAM高128字節(jié)區(qū)域（0x800xff），需要時可以自己定義。 這些宏定義原型放在absacc.h文件中，使用時需要用預處理命令把該頭文件包含到文件中，形式為：#include 。,3、絕對訪問存儲器宏的應用 使用宏定義訪問存儲器的形式類似于數組。 1）按字節(jié)訪問存儲器宏的形式 宏名地址 即數組中的下標就是存儲器的地址，因此使用起來非常方便。例如： DBYTE0x30=48; /給片內RAM送數據 XBYTE0x0002=0x36; /給片外RAM送數據 dis_buf0=CBYTETABLE+5; /從CODE區(qū)讀取數據,2）按整型數訪問存儲器宏的形式 宏名下標 由于整型數占兩個字節(jié)，所以下標與地址的關系為：地址=下標2。 由于數組中的下標與存儲器的地址是倍數關系，使用時要注意。例如： DWORD0x20=0x1234; /給0x40、0x41送數 XWORD0x0002=0x5678;/給4、5單元送數 通過指針定義的宏訪問存儲器這種方法，特別適用于訪問I/O口。,一、通過專用指針直接訪問存儲器 使用指針直接訪問存儲器對PC機是禁止的，但對于單片機來說使用時注意是可以的。 使用指針直接訪問存儲器方法是先定義所需要的指針，給指針賦地址值，然后使用指針訪問存儲器。例如： unsigned char xdata *xcpt; xcpt=0x2000; *xcpt=123; /給0x2000送數 xcpt+; *xcpt=234; /給0x2001送數,例1-1 編寫程序，將單片機片外數據存儲器中地址從0x1000開始20個字節(jié)數據，傳送到片內數據存儲器地址從0x30開始的區(qū)域。 程序段如下： unsigned char data i, *dcpt; unsigned char xdata *xcpt; dcpt=0x30; /給指針賦地址 xcpt=0x1000; for(i=0;i20;i+) *(dcpt+i)=*(xcpt+i);,dcpt和xcpt兩個指針 變量存儲在什么地方？,例4-2 在數字濾波中有一種叫做“中值濾波”技術，就是對采集的數據按照從大到小或者從小到大進行排序，然后取中間位置的數作為采樣值。試編寫一函數，對存放在片內數據存儲器中，從0x50開始的21個單元的采樣數據，用冒泡法排序進行中值濾波，并把得到的中值數據返回。 中值濾波函數如下： unsigned char median_filter（） unsigned char data *point，i，j，n，d；,for(i=0；i20；i+) /外層循環(huán)20次 point = 0x50； /point指向0x50處 n=20i； /n為內層循環(huán)次數 for(j=0；jn；j+) /內層循環(huán) if(*point*(point+1) /從大到小排 d=*point; *point=*(point+1)； *(point+1)=d； point+； /指針指向下一個數 point=0x50+10； /指向位于中間的數 return *point； /返回得到的中值 ,1.7 C51的輸入/輸出,主要內容 1.7.1 基本輸入/輸出函數 1.7.2 格式輸出函數printf 1.7.3 格式輸入函數scanf,C51的輸入和輸出函數的形式雖然與ANSI C的一樣，但實際意義和使用方法都大不一樣，因此，有必要專門介紹一下C51的輸入/輸出函數。 在C51的I/O函數庫中定義的I/O函數，都是以_getkey和putchar函數為基礎。 這些I/O函數包括：字符輸入/輸出函數getchar和putchar，字符串輸入/輸出函數gets和puts，格式輸入/輸出函數printf和scanf等。,C51的輸入/輸出函數，都是通過單片機的串行接口實現的。 在使用這些I/O函數之前，必須先對單片機的串行口、定時器/計數器T1進行初始化。假設單片機的晶振為11.0592MHz，波特率為9600bps，則初始化程序段為： SCON=0x52; /設置串口方式1收、發(fā) TMOD=0x20; /設置T1以模式2工作 TL1=0xfd; /設置T1低8位初值 TH1=0xfd; /設置T1自動重裝初值 TR1=1; /開T1,1.7.1 基本輸入/輸出函數,1、基本輸入函數getkey getkey函數是基本的字符輸入函數，原型為 char _getkey(void) 函數功能：從單片機串行口讀入一個字符，如果沒有字符輸入則等待，返回值為讀入的字符，不顯示。 可重入函數。 字符輸入函數getchar() 功能：與getkey基本相同， 唯一的區(qū)別：還要從串行口返回字符。,2基本輸出函數putchar putchar函數是基本的字符輸出函數，其原型為： char putchar(char) 函數功能：是從單片機的串行口輸出一個字符，返回值為輸出的字符。 putchar為可重入函數。,1.7.2 格式輸出函數printf,函數功能：通過單片機的串行口輸出若干任意類型的數據。格式如下： printf（格式控制，輸出參數表） 格式控制 是用雙引號括起來的字符串，也稱為轉換控制字符串，它包括三種信息： 格式說明符 普通字符 轉義字符。,1）格式說明符：由百分號“%”和格式字符組成，其作用是指明輸出數據的格式，如%d、%c、%s等，詳細情況見表4-3。 2）普通字符：這些字符按原樣輸出，主要用來輸出一些提示信息。 3）轉義字符：由“”和字母或字符組成，它的作用是輸出特定的控制符，如轉義字符n的含義是輸出換行，詳細情況見表4-4。,用printf函數輸出例子（假設y已定義過，也賦值過）： printf(“x=%d”，36) ; /從串行口輸出x=36 printf(“y=%d”，y) ; /從串行口輸出y=y的值 printf(“c1=%c，c2=%c”，A，B) ; /從串行口輸出c1=A，c2=B printf(“%sn”，“OK，Send data begin!”) ; /從串行口輸出OK, Send data begin!和n,1.7.2 格式輸入函數scanf,scanf函數的功能：通過單片機串行口實現各種數據輸入。函數格式如下： scanf（格式控制，地址列表） 格式控制 格式控制與printf函數的類似，也是用雙引號括起來的一些字符，包括三種信息：格式說明符、普通字符和空白字符。 1）格式說明符：由百分號“%”和格式字符組成，其作用是指明輸入數據的格式，見表4-5。,2）普通字符：在輸入時，要求這些字符按原樣輸入。 3）空白字符：包括空格、制表符和換行符等，這些字符在輸入時被忽略。 地址列表：是由若干個地址組成，它可以是指針變量、變量地址（取地址運算符“&”加變量）、數組地址（數組名）或字符串地址（字符串名）等。,用scanf函數輸入例子（假設x、y、z、c1、c2是定義過的變量，str1是定義過的指針）： scanf（“%d”，&x）； scanf（“%d%d”，&y，&z）； scanf（“%c%c”，&c1，&c2）； scanf（“%s”，str1）； 在實際的串行通信中，傳輸的數據多數是字符型和字符串，以字符串居多，往往把數字型數據轉換成字符串傳輸。,例1-3 有一單片機時鐘系統，為了演示輸出函數putchar和輸入函數getkey的應用，編寫程序，用串行口方式1自發(fā)自收，每一秒鐘從串行口發(fā)送一次時間數據的時、分、秒，從串行口接收到數據后，送給6位數碼管顯示。設晶振頻率為11.0592MHz，波特率為9600bps。不用編寫時鐘計時函數和數碼管顯示函數。,#include /包含頭文件 #include /包含I/O函數庫 unsigned char data t13; /存放原始的時分秒 unsigned char data dis_buf6; /數碼管顯示 void main(void) unsigned char data t23; /放接收的時間 unsigned char data sec0=61; /秒備份 unsigned char data i;,SCON=0x52; /串行口初始化 TMOD=0x20; /設置定時器工作模式 TH1=0xfd; /設置T1重裝的初值 TR1=1; /開T1運行 while(1) if(sec0!=t12) /判斷秒是否已經改變 putchar(t1i); t2i+=_getkey();,if(i2) dis_buf0=t20/10; dis_buf1=t20%10; dis_buf2=t21/10; dis_buf3=t21%10; dis_buf4=t22/10; dis_buf5=t22%10; i=0; sec0=t12; /更新秒備份 display( ); /調用數碼管掃描顯示函數 ,1.8 C51函數的定義,主要內容 1.8.1 C51函數的定義 1.8.2 C51中斷函數的定義,C51函數的定義與ANSI C相似，但有更多的屬性要求。本節(jié)先討論函數的一般定義，然后專門給出中斷函數的定義，因為中斷函數有其特殊性。,1.8.1 C51函數的定義,在C51中，函數的定義與ANSI C中是相同的。唯一不同的就是在函數的后面需要帶上若干個C51的專用關鍵字。C51函數定義的一般格式如下： 返回類型 函數名（形參表） 函數模式 reentrant interrupt m using n 局部變量定義 執(zhí)行語句 ,各屬性含義如下： 函數模式：也就是編譯模式、存儲模式，可以為small、compact和large。缺省時則使用文件的編譯模式。 reentrant：表示重入函數。所謂可重入函數，就是允許被遞歸調用的函數。是C51定義的關鍵字。,在編譯時會為重入函數生成一個堆棧，通過這個堆棧來完成參數的傳遞和存放局部變量。 重入函數不能使用bit型參數；函數返回值也不能是bit型。,interrupt m：中斷關鍵字和中斷號。 interrupt是C51定義的。C51支持32個中斷源 中斷入口地址與中斷號m的關系： 中斷入口地址38m。,using n：選擇工作寄存器組和組號， n可以為03，對應第0組到第3組。關鍵字using是C51定義的。 如果函數有返回值，不能使用該屬性，因為返回值是存于寄存器中，函數返回時要恢復原來的寄存器組，導致返回值錯誤。,1.8.2 C51中斷函數的定義,C51函數的定義實際上已經包含了中斷服務函數，但為了明確起見，下面專門給出中斷處理函數的具體定義形式： void 函數名（void） 函數模式 interrupt m using n 局部變量定義 執(zhí)行語句 ,中斷服務函數需要注意以下幾點： 1）中斷服務函數不傳遞參數； 2）中斷服務函數沒有返回值； 3）中斷服務函數必須有interrupt m屬性； 4）進入中斷服務函數，ACC、B、PSW會進棧，根據需要，DPL、DPH也可能進棧，如果沒有using n屬性，R0R7也可能進棧，否則不進棧； 5）在中斷服務函數中調用其它函數，被調函數最好設置為可重入的，因為中斷是隨機的，有可能中斷服務函數所調用的函數出現嵌套調用； 6）不能夠直接調用中斷服務函數。,例1-4 編寫程序，使用定時器/計數器0定時并產生中斷，實現從P1.7產生方波的功能。 程序如下： #include #define TIMER0L 0x18 /設振蕩頻率為12MHz #define TIMER0H 0xfc /定時1ms（1000微秒） void timer0_int(void) interrupt 1 TL0=TIMER0L； TH0=TIMER0H； P1_7=P1_7； /產生的方波頻率為500Hz ,void main（void） TMOD=0x01； /設置T1模式1定時 TL0=TIMER0L； /設置T0低8位初值 TH0=TIMER0H； /設置T0高8位初值 IE=0x82； /開T0中斷和總中斷 TR0=1； /開T0運行 while（1）； /等待中斷，產生方波 ,1.9 C51與匯編語言混合編程,主要內容 1.9.1 在C51程序中嵌入匯編程序 1.9.2 C51程序與匯編程序混合編程,混合編程有兩種方式： 一種是在C語言函數中嵌入匯編語言程序，程序中沒有獨立的匯編語言函數，只有個別C語言函數中嵌入有匯編程序； 另一種是C語言文件與匯編語言文件混合編程，程序中有獨立的匯編程序函數和匯編語言文件。 無論是哪種混合編程方式，采用C51后，程序的大部分是C語言，只有少部分是匯編語言。,1.9.1 在C51程序中嵌入匯編程序,其方法是用編譯控制指令“#pragma src”、“#pragma asm”和“#pragma endasm”實現。 “#pragma src”是控制編譯器將C源文件編譯成匯編文件，“#pragma src”要放在文件的開始； “#pragma asm”和“#pragma endasm”指示匯編語言程序的開始和結束，分別放在匯編程序段的前面和后面。,例1-5 編寫一從單片機P1口做循環(huán)右移輸出的流水燈子程序。 #pragma src /指示將C文件編譯成匯編文件 void round_lamp(void) static unsigned char lamp=0x55; P1=lamp; # pragma asm /指示匯編語言程序開始 MOV A,lamp /對變量lamp做循環(huán)右移 RR A MOV lamp,A # pragma endasm /指示匯編語言程序結束 ,1.9.2 C51程序與匯編程序混合編程,在這種情況下，C語言與匯編語言程序都是獨立的文件，它們的函數要相互調用，這就涉及到了匯編語言程序的參數傳遞和函數命名兩個問題。 下面先討論匯編語言函數的命名和參數傳遞問題，然后討論混合編程。,主要內容 一、C51函數的命名規(guī)則 二、C51函數段與數據段的格式 三、C51函數的參數傳遞規(guī)則 四、匯編語言文件及函數編寫方法 五、匯編語言文件編程舉例 六、在C語言中調用匯編語言的方法,一、C51函數的命名規(guī)則 從表4-8中可以看出，C51函數的命名規(guī)則主要有： 函數名字符串 /不傳遞參數的函數 _函數名字符串 /通過寄存器傳遞參數 _?函數名字符串 /通過堆棧傳遞參數的可重入函數 C51函數名還有其它的格式，如通過存儲器傳遞參數的函數等，在混合編程中基本不用，所以不再介紹。,二、C51函數段與數據段的格式 C51編譯后對每個函數都分配一個獨立的CODE段，并且匯編函數名字還要帶上模塊名，所以C51匯編語言函數段的格式為： ?PR?函數名字符串?模塊名 ?PR?_函數名字符串?模塊名 ?PR?_?函數名字符串?模塊名 如果函數中定義有局部變量，編譯時也給局部變量分配數據段，數據段的格式為： ?數據段前綴?函數名?數據類型,三、C51函數的參數傳遞規(guī)則 分為調用時的參數傳遞和返回時參數的傳遞。 1、調用時參數的傳遞 分三種情況：少于等于3個參數時通過寄存器傳遞（寄存器不夠用時通過存儲區(qū)傳遞）；多于3個時有一部分通過存儲區(qū)傳遞；對于重入函數參數通過堆棧傳遞。 通過寄存器傳遞速度最快。表4-10給出了第一種情況通過寄存器傳遞參數的規(guī)則。,2、函數返回值的傳遞 當函數有返回值時，通過寄存器傳遞。,四、匯編語言文件及函數編寫方法 匯編語言文件的構成主要有：定義模塊名、函數聲明、公共函數聲明、引用函數聲明、引用變量聲明、函數定義等部分。 1、定義模塊 對匯編語言文件定義模塊名，一般一個文件為一個模塊，也可以多個文件為同一個模塊名。模塊定義格式如下： NAME 模塊名 定義模塊要放在文件的開始。 例如： NAME EXAMP,2、函數聲明 即對本模塊定義的函數作聲明，其格式為： ?PR?函數名?模塊名 SEGMENT CODE 格式中的函數名規(guī)則如上面一所述。 例如： ?PR?DISPLAY?EXAMP SEGMENT CODE ?PR?_RIGHT?EXAMP SEGMENT CODE ?PR?_?MUSIC?EXAMP SEGMENT CODE 說明：函數的聲明放在文件的前面，一般在模塊定義之后，并且緊接著模塊定義。,3、公共函數聲明 如果函數在其它文件（模塊）中調用，必須作公共函數聲明。聲明格式為： PUBLIC 函數名 例如： PUBLIC DISPLAY PUBLIC _RIGHT_SHIFT PUBLIC _?MUSIC 聲明公共函數應放在函數聲明之后。,4、引用函數聲明 如果在匯編程序中引用了其它文件中的函數，必須作引用聲明。聲明格式為： EXTRN CODE（函數名） 例如： EXTRN CODE（KEY） EXTRN CODE（_COUNT） 函數引用聲明中的“KEY” 函數不傳遞參數；“_COUNT”函數通過寄存器傳遞參數。,5、引用變量聲明 如果在匯編程序中引用了其它文件中的變量，必須作引用聲明。聲明格式為： EXTRN 存儲區(qū)（變量名） 其存儲區(qū)域類型如表4-2所示的7種類型。 例如： EXTRN DATA（TIMER_SEC） EXTRN IDATA（DIS_BUF） ENTRN XDATA（SEND_BUF）