1.4單片機C51介紹單片機應(yīng)用技術(shù)內(nèi)容引入現(xiàn)在支持MCS-51系列單片機的C語言編譯器有很多種，如AmericanAutomation、Avocet、BSO/TASKING、DUNFIELDSHAREWARE、KEIL/Franklin等。各種編譯器的基本情況相同，但具體處理時有一定的區(qū)別，其中KEIL/Franklin以它的代碼緊湊和使用方便等特點優(yōu)于其它編譯器，現(xiàn)在使用特別廣泛。本課程主要以KEIL編譯器介紹MCS-51單片機C語言程序設(shè)計。C51程序結(jié)構(gòu)（3）C51變量的存儲模式與標(biāo)準(zhǔn)C中變量的存儲模式不一樣，C51中變量的存儲模式是與MCS-51單片機的存儲器緊密相關(guān)；（4）C51與標(biāo)準(zhǔn)C的輸入輸出處理不一樣，C51中的輸入輸出是通過MCS-51串行口來完成的，輸入輸出指令執(zhí)行前必須要對串行口進行初始化；（5）C51與標(biāo)準(zhǔn)C在函數(shù)使用方面也有一定的區(qū)別，C51中有專門的中斷函數(shù)。C51的數(shù)據(jù)類型C51的數(shù)據(jù)類型分為基本數(shù)據(jù)類型和組合數(shù)據(jù)類型，情況與標(biāo)準(zhǔn)C中的數(shù)據(jù)類型基本相同，但其中char型與short型相同，float型與double型相同，另外，C51中還有專門針對于MCS-51單片機的特殊功能寄存器型和位類型。C51的數(shù)據(jù)類型一．字符型char

有signedchar和unsignedchar之分，默認(rèn)為signedchar。它們的長度均為一個字節(jié)，用于存放一個單字節(jié)的數(shù)據(jù)。對于signedchar，它用于定義帶符號字節(jié)數(shù)據(jù)，其字節(jié)的最高位為符號位，“0”表示正數(shù)，“1”表示負(fù)數(shù)，補碼表示，所能表示的數(shù)值范圍是-128~+127；對于unsignedchar，它用于定義無符號字節(jié)數(shù)據(jù)或字符，可以存放一個字節(jié)的無符號數(shù)，其取值范圍為0~255。unsignedchar可以用來存放無符號數(shù)，也可以存放西文字符，一個西文字符占一個字節(jié)，在計算機內(nèi)部用ASCII碼存放。C51的數(shù)據(jù)類型二．int整型分singedint和unsignedint。默認(rèn)為signedint。它們的長度均為兩個字節(jié)，用于存放一個雙字節(jié)數(shù)據(jù)。對于signedint，用于存放兩字節(jié)帶符號數(shù)，補碼表示，數(shù)的范疇為-32768~+32767。對于unsignedint，用于存放兩字節(jié)無符號數(shù)，數(shù)的范圍為0~65535。三．long長整型分singedlong和unsignedlong。默認(rèn)為signedlong。它們的長度均為四個字節(jié)，用于存放一個四字節(jié)數(shù)據(jù)。對于signedlong，用于存放四字節(jié)帶符號數(shù)，補碼表示，數(shù)的范疇為-2147483648~+2147483647。對于unsignedlong，用于存放四字節(jié)無符號數(shù)，數(shù)的范圍為0~4294967295。C51的數(shù)據(jù)類型四．float浮點型

float型數(shù)據(jù)的長度為四個字節(jié)，格式符合IEEE-754標(biāo)準(zhǔn)的單精度浮點型數(shù)據(jù)，包含指數(shù)和尾數(shù)兩部分，最高位為符號位，“1”表示負(fù)數(shù)，“0”表示正數(shù)，其次的8位為階碼，最后的23位為尾數(shù)的有效數(shù)位，由于尾數(shù)的整數(shù)部分隱含為“1”，所以尾數(shù)的精度為24位。五．*指針型指針型本身就是一個變量，在這個變量中存放的指向另一個數(shù)據(jù)的地址。這個指針變量要占用一定的內(nèi)存單元，對不同的處理器其長度不一樣，在C51中它的長度一般為1~3個字節(jié)。C51的數(shù)據(jù)類型六．特殊功能寄存器型這是C51擴充的數(shù)據(jù)類型，用于訪問MCS-51單片機中的特殊功能寄存器數(shù)據(jù)，它分sfr和sfr16兩種類型。其中：

sfr為字節(jié)型特殊功能寄存器類型，占一個內(nèi)存單元，利用它可以訪問MCS-51內(nèi)部的所有特殊功能寄存器；

sfr16為雙字節(jié)型特殊功能寄存器類型，占用兩個字節(jié)單元，利用它可以訪問MCS-51內(nèi)部的所有兩個字節(jié)的特殊功能寄存器。在C51中對特殊功能寄存器的訪問必須先用sfr或sfr16進行聲明。C51的數(shù)據(jù)類型七．位類型這也是C51中擴充的數(shù)據(jù)類型，用于訪問MCS-51單片機中的可尋址的位單元。在C51中，支持兩種位類型：bit型和sbit型。它們在內(nèi)存中都只占一個二進制位，其值可以是“1”或“0”。其中：用bit定義的位變量在C51編譯器編譯時，在不同的時候位地址是可以變化的，而用sbit定義的位變量必須與MCS-51單片機的一個可以尋址位單元或可位尋址的字節(jié)單元中的某一位聯(lián)系在一起，在C51編譯器編譯時，其對應(yīng)的位地址是不可變化的。C51的數(shù)據(jù)類型基本數(shù)據(jù)類型長度取值范圍unsignedchar1字節(jié)0~255signedchar1字節(jié)-128~+127unsignedint2字節(jié)0~65535signedint2字節(jié)-32768~+32767unsignedlong4字節(jié)0~4294967295signedlong4字節(jié)-2147483648~+2147483647float4字節(jié)

1.175494E-38~

3.402823E+38bit1位0或1sbit1位0或1sfr1字節(jié)0~255sfr162字節(jié)0~65535C51的數(shù)據(jù)類型

在C51語言程序中，有可能會出現(xiàn)在運算中數(shù)據(jù)類型不一致的情況。C51允許任何標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)類型的隱式轉(zhuǎn)換，隱式轉(zhuǎn)換的優(yōu)先級順序如下：

bit

char

int

long

floatsignedunsigned

也就是說，當(dāng)char型與int型進行運算時，先自動對char型擴展為int型，然后與int型進行運算，運算結(jié)果為int型。C51除了支持隱式類型轉(zhuǎn)換外，還可以通過強制類型轉(zhuǎn)換符“（）”對數(shù)據(jù)類型進行人為的強制轉(zhuǎn)換。

C5l編譯器除了能支持以上這些基本數(shù)據(jù)類型之外，還能支持一些復(fù)雜的組合型數(shù)據(jù)類型，如數(shù)組類型、指針類型、結(jié)構(gòu)類型、聯(lián)合類型等這些復(fù)雜的數(shù)據(jù)類型，在后面將相繼介紹。C51運算量

在C51語言程序中，有可能會出現(xiàn)在運算中數(shù)據(jù)類型不一致的情況。C51允許任何標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)類型的隱式轉(zhuǎn)換，隱式轉(zhuǎn)換的優(yōu)先級順序如下：

bit

char

int

long

floatsignedunsigned

也就是說，當(dāng)char型與int型進行運算時，先自動對char型擴展為int型，然后與int型進行運算，運算結(jié)果為int型。C51除了支持隱式類型轉(zhuǎn)換外，還可以通過強制類型轉(zhuǎn)換符“（）”對數(shù)據(jù)類型進行人為的強制轉(zhuǎn)換。

C5l編譯器除了能支持以上這些基本數(shù)據(jù)類型之外，還能支持一些復(fù)雜的組合型數(shù)據(jù)類型，如數(shù)組類型、指針類型、結(jié)構(gòu)類型、聯(lián)合類型等這些復(fù)雜的數(shù)據(jù)類型，在后面將相繼介紹。C51的運算量常量常量是指在程序執(zhí)行過程中其值不能改變的量。在C51中支持整型常量、浮點型常量、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數(shù)，根據(jù)其值范圍在計算機中分配不同的字節(jié)數(shù)來存放。在C51中它可以表示成以下幾種形式：十進制整數(shù)。如234、-56、0等。十六進制整數(shù)。以0x開頭表示，如0x12表示十六進制數(shù)12H。長整數(shù)。在C51中當(dāng)一個整數(shù)的值達到長整型的范圍，則該數(shù)按長整型存放，在存儲器中占四個字節(jié)，另外，如一個整數(shù)后面加一個字母L，這個數(shù)在存儲器中也按長整型存放。如123L在存儲器中占四個字節(jié)。C51的運算量二．浮點型常量浮點型常量也就是實型常數(shù)。有十進制表示形式和指數(shù)表示形式。十進制表示形式又稱定點表示形式，由數(shù)字和小數(shù)點組成。如0.123、34.645等都是十進制數(shù)表示形式的浮點型常量。指數(shù)表示形式為：[

]數(shù)字[.數(shù)字]e[]數(shù)字例如：123.456e-3、-3.123e2等都是指數(shù)形式的浮點型常量。C51的運算量三．字符型常量字符型常量是用單引號引起的字符，如‘a(chǎn)’、‘1’、‘F’等?？梢允强娠@示的ASCII字符，也可以是不可顯示的控制字符。對不可顯示的控制字符須在前面加上反斜杠“\”組成轉(zhuǎn)義字符。利用它可以完成一些特殊功能和輸出時的格式控制。常用的轉(zhuǎn)義字符如下表所示。

C51的運算量轉(zhuǎn)義字符含義ASCII碼（十六進制數(shù)）\o空字符（null）00H\n換行符（LF）0AH\r回車符（CR）0DH\t水平制表符（HT）09H\b退格符（BS）08H\f換頁符（FF）0CH\‘單引號27H\”雙引號22H\\反斜杠5CHC51的運算量四．字符串型常量字符串型常量由雙引號“”括起的字符組成。如“D”、“1234”、“ABCD”等。注意字符串常量與字符常量是不一樣，一個字符常量在計算機內(nèi)只用一個字節(jié)存放，而一個字符串常量在內(nèi)存中存放時不僅雙引號內(nèi)的字符一個占一個字節(jié)，而且系統(tǒng)會自動的在后面加一個轉(zhuǎn)義字符“\o”作為字符串結(jié)束符。因此不要將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”是不一樣的。C51的運算量2.變量變量是在程序運行過程中其值可以改變的量。一個變量由兩部分組成：變量名和變量值。在C51中，變量在使用前必須對變量進行定義，指出變量的數(shù)據(jù)類型和存儲模式。以便編譯系統(tǒng)為它分配相應(yīng)的存儲單元。定義的格式如下：

[存儲種類]數(shù)據(jù)類型說明符[存儲器類型]變量名1[=初值]，變量名2[初值]…；內(nèi)容引入一．?dāng)?shù)據(jù)類型說明符在定義變量時，必須通過數(shù)據(jù)類型說明符指明變量的數(shù)據(jù)類型，指明變量在存儲器中占用的字節(jié)數(shù)。可以是基本數(shù)據(jù)類型說明符，也可以是組合數(shù)據(jù)類型說明符，還可以是用typedef定義的類型別名。在C51中，為了增加程序的可讀性，允許用戶為系統(tǒng)固有的數(shù)據(jù)類型說明符用typedef起別名，格式如下：

typedefc51固有的數(shù)據(jù)類型說明符別名；定義別名后，就可以用別名代替數(shù)據(jù)類型說明符對變量進行定義。別名可以用大寫，也可以用小寫，為了區(qū)別一般用大寫字母表示?！纠縯ypedef的使用。typedefunsignedintWORD;typedefunsignedcharBYTE;BYTEa1=0x12;WORDa2=0x1234;C51的運算量二．變量名變量名是C51區(qū)分不同變量，為不同變量取的名稱。在C51中規(guī)定變量名可以由字母、數(shù)字和下劃線三種字符組成，且第一個字母必須為字母或下劃線。變量名有兩種：普通變量名和指針變量名。它們的區(qū)別是指針變量名前面要帶“*”號。C51的運算量三．存儲種類存儲種類是指變量在程序執(zhí)行過程中的作用范圍。C51變量的存儲種類有四種，分別是自動(auto)、外部(extern)、靜態(tài)(static)和寄存器(register)。1．Auto2．extern3．Static4．register存儲器類型存儲器類型描述data直接尋址的片內(nèi)RAM低128B，訪問速度快bdata片內(nèi)RAM的可位尋址區(qū)（20H~2FH），允許字節(jié)和位混合訪問idata間接尋址訪問的片內(nèi)RAM，允許訪問全部片內(nèi)RAMpdata用Ri間接訪問的片外RAM的低256Bxdata用DPTR間接訪問的片外RAM，允許訪問全部64k片外RAMcode程序存儲器ROM64k空間存儲器類型【例】變量定義存儲種類和存儲器類型相關(guān)情況。

chardatavarl；/*在片內(nèi)RAM低128B定義用直接尋址方式訪問的字符型變量var1*/intidatavar2；/*在片內(nèi)RAM256B定義用間接尋址方式訪問的整型變量var2*/autounsignedlongdatavar3；/*在片內(nèi)RAM128B定義用直接尋址方式訪問的自動無符號長整型變量var3*/externfloatxdatavar4；/*在片外RAM64KB空間定義用間接尋址方式訪問的外部實型變量var4*/intcodevar5；/*在ROM空間定義整型變量var5*/unsigncharbdatavar6；/*在片內(nèi)RAM位尋址區(qū)20H~2FH單元定義可字節(jié)處理和位處理的無符號字符型變量var6*/內(nèi)容引入五．特殊功能寄存器變量

MCS-51系列單片機片內(nèi)有許多特殊功能寄存器，通過這些特殊功能寄存器可以控制MCS-51系列單片機的定時器、計數(shù)器、串口、I/O及其它功能部件，每一個特殊功能寄存器在片內(nèi)RAM中都對應(yīng)于一個字節(jié)單元或兩個字節(jié)單元。在C51中，允許用戶對這些特殊功能寄存器進行訪問，訪問時須通過sfr或sfr16類型說明符進行定義，定義時須指明它們所對應(yīng)的片內(nèi)RAM單元的地址。格式如下：

sfr或sfr16特殊功能寄存器名=地址；

sfr用于對MCS-51單片機中單字節(jié)的特殊功能寄存器進行定義，sfr16用于對雙字節(jié)特殊功能寄存器進行定義。特殊功能寄存器名一般用大寫字母表示。地址一般用直接地址形式，具體特殊功能寄存器地址見前面內(nèi)容?！纠刻厥夤δ芗拇嫫鞯亩?/p>