单片机C语言编程基础知识专题培训课件.ppt
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1、1237.1.1标识符和关键字7.1.2C51 数据类型7.1.3常量与变量4C语言编程的基本概念和知识1函数。C语言程序由一个主函数和若干个其他函数构成,程序中由主函数调用其他函数,其他函数之间也可以相互调用。指针与指针变量。若定义变量x,&x即为x的指针,指针变量是指针的指针,若xp=&x,利用*xp即可访问变量x。23#include(包含处理命令)。一个源文件将另一个源文件的全部内容包含进来,或者说把一个外部文件包含到本文件之中。4#define(宏定义)。在C程序中,可以指定一标志符去定义一个常量或字符串。5主函数名必须为main()。C程序通过函数调用去执行指定的工作。6一个函数由
2、说明部分和函数体两部分组成。函数说明部分是对函数名、函数类型、形参名和形参类型等所做的说明。C程序的执行是从main()函数开始,而对该函数的位置无特殊的规定。78源程序文件需要包含其他源程序文件时,应在本程序头部用包含命令#include处理。9C程序中的一个函数需要调用另一个子函数时,另一个函数应写在前面,否则应声明。10C程序书写格式自由,一行可写一个语句或几个语句。每个语句结尾用“;”结束。51标识符标识符是用来表示源程序中自定义对象名称的符号。其中的自定义对象可以是常量、变量、数组、结构、语句标号以及函数等。在C51语言中,标识符可以由字母(az,AZ)、数字(09)和下划线“_”组
3、成,最多可支持32个字符。C51标识符的定义不是随意的,应遵循“简洁”和“见名知意”的原则,并需要符合一定的规则:标识符的第一个字符必须是字母或者下划线,不能为数字。由于有些编译系统专用的标识符以下划线开头,所以用户在定义标识符时一般不要以下划线开头。C51的标识符区分大小写,例如“ch1”和“Ch1”表示两个不同的标识符。用户自定义的标识符不能与系统保留的关键字重复。62关键字关键字是C51编译器保留的一些特殊标识符,具有特定的含义和用法。单片机C51程序语言继承了ANSI C标准定义的32个关键字,如表7-1所示。表7-1 C51的关键字auto存储种类说明用以说明局部变量,缺省值为此br
4、eak程序语句退出最内层循环case程序语句Switch 语句中的选择项char数据类型说明单字节整型数或字符型数据const存储类型说明在程序执行过程中不可更改的常量值continue程序语句转向下一次循环default程序语句Switch语句中的失败选择项do程序语句构成dowhile循环结构关键字用 途说 明double数据类型说明双精度浮点数else程序语句构成ifelse选择结构enum数据类型说明枚举extern存储种类说明在其他程序模块中说明了的全局变量float数据类型说明单精度浮点数for程序语句构成for循环结构goto程序语句构成goto转移结构if程序语句构成if el
5、se选择结构int数据类型说明基本整型数long数据类型说明长整型数register存储种类说明使用CPU内部寄存的变量return程序语句函数返回short数据类型说明短整型数signed数据类型说明有符号数,二进制数据的最高位为符号位sizeof运算符计算表达式或数据类型的字节数static存储种类说明静态变量struct数据类型说明结构类型数据switch程序语句构成switch选择结构typedef数据类型说明重新进行数据类型定义union数据类型说明联合类型数据unsigned数据类型说明无符号数据void数据类型说明无类型数据volatile数据类型说明该变量在程序执行中可被隐含地
6、改变while程序语句构成while和do while循环语句同时C51又结合单片机硬件的特点扩展了19个关键字:_at_ idata sfr16 alien interrupt small bdata large _task_ code bit pdata using reentrant xdata compact sbit data sfr7表7-2列出了Keil uVision2 C51编译器所支持的数据类型。数据类型长 度值 域unsigned char单字节0255signed char单字节-128+127unsigned int双字节065535signed int双字节-327
7、68+32767unsigned long四字节04294967295signed long四字节-2147483648+2147483647表7-2 C51编译器所支持的数据类型float四字节1.175494E-383.402823E+38*13 字节对象的地址bit位0 或1sfr单字节0255sfr16双字节065535sbit位0 或181char字符类型char类型的长度是一个字节,通常用于定义处理字符数据的变量或常量。char字符类型分为无符号字符类型(unsigned char)和有符号字符类型(signed char),默认值为signed char类型。unsigned c
8、har类型用字节中所有的位来表示数值,可以表达的数值范围是0255;signed char类型中字节最高位表示数据的符号,“0”表示正数,“1”表示负数(负数用补码表示),所能表示的数值范围是-128+127。 unsigned char常用于处理ASCII字符或小于等于255的整型数。正数的补码与原码相同,负二进制数的补码等于它的绝对值按位取反后加1。说 明92int整型int整型长度为两个字节,用于存放一个双字节数据。分为有符号整型数signed int和无符号整型数unsigned int,默认值为signed int类型。signed int表示的数值范围是-32768+32767,字
9、节中最高位表示数据的符号,“0”表示正数,“1”表示负数;unsigned int表示的数值范围是065535。3long长整型long长整型长度为四个字节,用于存放一个四字节数据。分有符号长整型signed long和无符号长整型unsigned long,默认值为signed long类型。signed int表示的数值范围是-2147483648+2147483647,字节中最高位表示数据的符号,“0”表示正数,“1”表示负数;unsigned long表示的数值范围是04294967295。105*指针型指针型数据本身是一个变量,在这个变量中存放着指向另一个数据的地址。根据处理器的不同
10、,指针型数据所占的内存单元也不尽相同,在C51中它的长度一般为13个字节。4float浮点型float浮点型在十进制中具有7位有效数字,是符合IEEE754标准的单精度浮点型数据,占用四个字节。浮点数的结构较复杂,单片机使用较少。6bit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,非0即1。定义格式:bit 变量名=变量值。7sfr特殊功能寄存器sfr是一种扩充数据类型,占用一个内存单元,地址范围为0 x800 xFF。定义格式为:sfr 变量名=变量地址。利用它可以访问51单片机内部的所有特殊功能寄存
11、器。例如,用“sfr P1=0 x90”这一句定P1为P1端口在片内的寄存器。119sbit可位寻址位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。定义格式:sbit 变量名=位地址;sbit 变量名=SFR地址位序号;sbit 变量名=sfr16变量位序号。因P1端口的寄存器是可位寻址的,所以我们可以定义P1_1为P1中的P1.1引脚,同样我们可以用P1.1的地址去写,这样在以后的程序语句中就可以用P1_1来对P1.1引脚进行读写操作了。例如:sbit P1_1=P11;sbit P1_1=0 x91;8sfr16 16位特殊功
12、能寄存器sfr16是一种扩充数据类型,占用两个内存单元,sfr16和sfr一样用于操作特殊功能寄存器,所不同的是,此类型的变量可访问16为特殊功能寄存器。定义格式:sfr16 变量名=变量地址。此处的变量地址为16位中的低8位地址,其地址范围为0 x800 xFF。通过sfr16变量读16位特殊功能寄存器时,先读低字节,后读高字节;写特殊功能寄存器时先写高字节,后写低字节。12(2)浮点型常量浮点型常量可分为十进制和指数表示形式。十进制浮点型常量由数字和小数点组成,整数或小数部分为0,可以省略但必须有小数点,如0.888,3345.345,0.0等。指数浮点型常量表示形式为:数字.数字e数字
13、中的内容为可选项,如125e3,7e9,-3.0e-3等。1常量常量是在程序运行过程中不能改变的量,如固定的数据表、字符等。常量的数据类型只有整型、浮点型、字符型、字符串型和位标量。(1)整型常量不同数据类型的整型常量表示方法不同,十进制如123,0,-89等;十六进制则以0 x开头如0 x34,-0 x3B等;长整型就在数字后面加字母L,如104L,034L,0 xF340等。131常量常量是在程序运行过程中不能改变的量,如固定的数据表、字符等。常量的数据类型只有整型、浮点型、字符型、字符串型和位标量。(3)字符型常量字符型常量是单引号内的字符,如a,d等。表示不显示的控制字符,可以在该字符
14、前面加一个反斜杠“”组成专用转义字符,常用转义字符如表7-3所示。o空字符(NULL)00H/0n换行符(LF)0AH/10r回车符(CR)0DH/13转义字符含 义ASCII 码(16/10 进制)表7-3 常用转义字符表t水平制表符(HT)09H/9b退格符(BS)08H/8f换页符(FF)0CH/12单引号27H/39双引号22H/34反斜杠5CH/92141常量常量是在程序运行过程中不能改变的量,如固定的数据表、字符等。常量的数据类型只有整型、浮点型、字符型、字符串型和位标量。(4)字符串型常量字符串型常量由双引号内的字符组成,如“test”,“OK”等。当引号内没有字符时,为空字符串
15、。在C中字符串常量是做为字符类型数组来处理的,在存储字符串时系统会在字符串尾部加上“0”转义字符以作为该字符串的结束符。字符串常量“A”和字符常量A是不同的,前者在存储时多占用一个字节的空间。15(5)位标量位标量是C51编译器的一种扩充数据类型,它的值是一个二进制位,不是0就是1。下面我们来看一些常量定义的例子:#define False 0 x0;/用预定义语句可以定义常量,这里定义False为0,True 为1#define True 0 x1; /在程序中用到False编译时自动用0替换,同理True替换为1unsigned int code a=100; /这一句用code把a定义在
16、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。1常量常量是在程序运行过程中不能改变的量,如固定的数据表、字符等。常量的数据类型只有整型、浮点型、字符型、字符串型和位标量。162变量变量是可以在程序运行过程中不断变化的量,变量的定义可以使用所有C51编译器支持的数据类型。要在程序中使用变量必须先用标识符作为变量名,并指出所用的数据类型和存储模式,这样编译系统才能为变量分配相应的存
17、储空间。17(1)变量的定义和作用范围定义一个变量的格式如下:存储类型 数据类型 存储器类型 变量名表在定义格式中除了数据类型和变量名表是必要的,其他都是可选项。存储类型不同存储类型的变量以及不同位置定义的变量具有不同的代码有效范围,也就是变量的作用域。在单片机程序中,按照变量的存储类型,可以分为:自动变量、全局变量、静态变量和寄存器变量。2变量18存储类型自动变量是以关键字auto标识的变量类型,其一般是在函数的内部或者复合语句中使用。自动型变量的作用域范围是函数或者复合语句的内部。在C51中,函数或复合语句内部定义自动变量时,关键字auto可以省略,即默认为自动型变量。在程序执行过程中,自
18、动变量是动态分配存储空间的。当程序执行到该变量声明语句时,根据变量类型自动为其分配存储空间。当该函数或者复合语句执行完毕后,该变量的存储空间将立刻自动取消,此时,该自动变量失效,在函数或者复合语句外部将不能够使用该变量。 自动变量全局变量是以关键字extern标识的变量类型,如果一个变量定义在所有函数的外部,即整个程序文件的最前面,那么这个变量便是全局变量。全局变量有时也称为外部变量。在编译程序时,全局变量将被静态地分配适当的存储空间。该变量一旦分配空间,在整个程序运行过程中便不会消失。因此,全局变量对整个程序文件都有效,即全局变量可以被该程序文件中的任何函数使用。 全局变量静态变量以关键字s
19、tatic定义,从变量作用域来看,静态变量和自动变量类似,作用域只是定义该变量的函数内部。如果静态变量定义在函数外部,将具有全局的作用域。而从内存占用的角度,静态变量和全局变量类似,其始终占有内存空间。单片机的CPU寄存器中也可以保存少量的变量,这种变量称为寄存器变量。寄存器变量以关键字register声明。由于单片机对CPU寄存器的读写十分快,因此寄存器变量的操作速度要原高于其他类型的变量。寄存器变量常用于某一变量名频繁使用的情况,这样做可以提高系统的运算速度。由于单片机资源有限,程序中只允许同时定义两个寄存器变量。如果多于两个,在编译时会自动地将其他的寄存器变量当做非寄存器变量来处理。 寄
20、存器变量 静态变量19存储器类型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。表7-4中是KEIL uVision2所能认别的存储器类型。表7-4 存储器类型存储器类型说 明data直接访问内部数据存储器(128 字节),访问速度最快bdata可位寻址内部数据存储器(16 字节),允许位与字节混合访问idata间接访问内部数据存储器(256 字节),允许访问全部内部地址pdata分页访问外部数据存储器(256 字节),用MOVXRi指令访问xdata外部数据存储器(64KB),用MOVXDPTR指令访问code程序存储器(64KB),用MOVCA+DP
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