第03章 單片機(jī)C語言程序設(shè)計(jì)

1、授課教師：左敬龍授課教師：左敬龍電話：電話：1382868066013828680660短號：短號：6801268012郵箱：郵箱：單片機(jī)原理及應(yīng)用單片機(jī)原理及應(yīng)用C,C51C,C51及匯編的區(qū)別及匯編的區(qū)別1 1單片機(jī)單片機(jī)C C語言程序設(shè)計(jì)語言程序設(shè)計(jì)C51C51基本元素基本元素2 2C51C51運(yùn)算符和表達(dá)式運(yùn)算符和表達(dá)式3 3C51C51語句和控制結(jié)構(gòu)語句和控制結(jié)構(gòu)4 4C51C51函數(shù)函數(shù)5 5C,C51C,C51及匯編的區(qū)別及匯編的區(qū)別1 1u每個(gè)每個(gè)C C語言程序由一個(gè)或多個(gè)函數(shù)組成，在這些函數(shù)中語言程序由一個(gè)或多個(gè)函數(shù)組成，在這些函數(shù)中至少應(yīng)包含一個(gè)主函數(shù)至少應(yīng)包含一個(gè)主函數(shù)m

2、ain()main()。u程序總是從程序總是從main()main()函數(shù)開始執(zhí)行，執(zhí)行到函數(shù)開始執(zhí)行，執(zhí)行到main()main()函數(shù)結(jié)函數(shù)結(jié)束則結(jié)束。束則結(jié)束。u在在main()main()函數(shù)中調(diào)用其它函數(shù)，其它函數(shù)也可以相互調(diào)函數(shù)中調(diào)用其它函數(shù)，其它函數(shù)也可以相互調(diào)用。用。3.1 C,C513.1 C,C51及匯編的區(qū)別及匯編的區(qū)別功能函數(shù)主函數(shù)void void DelayMS(uintDelayMS(uint x) x) ucharuchar i; i;while(xwhile(x-)-) for(ifor(i=0;i120;i+);=0;i3，結(jié)果為真（1），而10= =100

3、，結(jié)果為假（0）。C51有3種邏輯運(yùn)算符：邏輯與，格式： 當(dāng)條件式1與條件式2都為真時(shí)結(jié)果為真（非0值邏輯或，格式： 當(dāng)條件式1與條件式2都為假時(shí)結(jié)果為假（0值邏輯非，格式： 位運(yùn)算是按位對變量進(jìn)行運(yùn)算，但并不改變參與運(yùn)算的變量的值。C51中的位運(yùn)算符有：【例例3-10】設(shè)a=0 x54=01010100B，b=0 x3b=00111011B，則a&b、a|b、ab、a、a2分別為多少？【例例3-11】設(shè)a=11000011B，編程實(shí)現(xiàn)將a的循環(huán)右移2位？分析：實(shí)現(xiàn)將a的循環(huán)右移n位，即將左邊的（8-n）位右移n位，將原來右端的n位移到最左邊1）將a的右端n位先放到b中的高n位中b=a

4、n3）將b、C或運(yùn)算a=c|ba7 a6 a5 a4 a3 a2 a1 a0a1 a0 a7 a6 a5 a4 a3 a2a1 a000000000a7 a6 a5 a4 a3 a2main() unsigned char a=0 xc3, b, c; int n=2; b=an; a=c|b;C51中支持的復(fù)合賦值運(yùn)算符：在C51語言中，是一個(gè)特殊的運(yùn)算符，可以用它將兩個(gè)或兩個(gè)以上的表達(dá)式連接起來，稱為逗號表達(dá)式。一般格式為： 程序執(zhí)行時(shí)對逗號表達(dá)式的處理：按的順序依次計(jì)算出各個(gè)表達(dá)式的值，而整個(gè)逗號表達(dá)式的值是的表達(dá)式的值。x=() 結(jié)果x的值為18條件運(yùn)算符，用它可以將三個(gè)表達(dá)式連接在一

5、起構(gòu)成一個(gè)條件表達(dá)式。格式為： 其功能是先計(jì)算邏輯表達(dá)式的值，當(dāng)邏輯表達(dá)式的值為時(shí)，將計(jì)算的的值；當(dāng)邏輯表達(dá)式的值為時(shí)，將計(jì)算的作為整個(gè)條件表達(dá)式的值。條件表達(dá)式 的執(zhí)行結(jié)果：將a和b中較大的數(shù)賦值給變量max。為了表示指針變量和它所指向的變量地址之間的關(guān)系，C51中提供了兩個(gè)專門的運(yùn)算符： 指針運(yùn)算符“*”放在指針變量前面，通過它實(shí)現(xiàn)訪問以指針變量的內(nèi)容為地址所指向的存儲單元。指針變量p中的地址為2000H，則所訪問的是地址為2000H的存儲單元，實(shí)現(xiàn)把地址為2000H的存儲單元的內(nèi)容送給變量x。 取地址運(yùn)算符“&”放在變量的前面，通過它取得變量的地址，變量的地址通常送給指針變量。設(shè)

6、的內(nèi)容為12H，地址為2000H，則，如有一指針變量p，則通常用，實(shí)現(xiàn)將x變量的地址送給指針變量p，指針變量p指向變量x，以后可以通過*p訪問變量x。間接訪問方式：要存取變量a中的值時(shí)，可以先中，訪問時(shí)，從變量b中取出變量a的地址，然后根據(jù)這個(gè)地址從內(nèi)存單元中取出變量a的值從變量b中取出的不是所訪問的數(shù)據(jù)，這就是指針，變量b稱為。對于變量a，如果它所對應(yīng)的內(nèi)存單元地址為2000H，它的指針就是2000H。，它的值是指針。上面變量b中存放的是變量a的地址，變量b就是一個(gè)指向變量a的指針變量。10Ha“數(shù)據(jù)類型說明符”說明了該指針變量所指向的。 /*定義一個(gè)指向整型變量的指針變量p1*/ /*定義

7、一個(gè)指向字符變量的指針變量p2*/ /*定義一個(gè)指向字符變量的指針變量p3，該指針訪問的數(shù)據(jù)在片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器中，該指針在內(nèi)存中占一個(gè)字節(jié)*/ /*定義一個(gè)指向字符變量的指針變量p4，該指針訪問的數(shù)據(jù)在片外數(shù)據(jù)存儲器中，該指針在內(nèi)存中占兩個(gè)字節(jié)*/指針變量是存放另一變量地址的特殊變量，。指針變量使用時(shí)注意兩個(gè)運(yùn)算符：&和*。 /*變量及指針變量定義*/ /*將變量x的地址賦給指針變量px，使px指向變量x*/ /*等價(jià)于x=5*/ /*將指針變量px中的地址賦給指針變量py，使指針變量py也指向x*/【例3-29】輸入兩個(gè)整數(shù)x與y，經(jīng)比較后按大小順序輸出。#include /包含特殊功

8、能寄存器庫#include /包含I/O函數(shù)庫main()int x,y;serial_initial();printf(“input x and y:n”);printf(“max=%d,min=%dn);while(1);（1）說明了數(shù)組中各個(gè)元素存儲的數(shù)據(jù)的類型。（2）是整個(gè)數(shù)組的標(biāo)識符，它的取名方法與變量的取名方法相同。（3）用于說明該數(shù)組的長度，即該數(shù)組元素的個(gè)數(shù)。（4）用于給數(shù)組元素賦初值，這部分在數(shù)組定義時(shí)屬于可選項(xiàng)。第一句定義的5個(gè)元素分別是：。第二句定義的3個(gè)元素分別是：。賦值情況為：。 C51規(guī)定在引用數(shù)組時(shí)，只能逐個(gè)引用數(shù)組中的各個(gè)元素，而不能一次引用整個(gè)數(shù)組。但如果是則

9、可以一次引用整個(gè)數(shù)組。 #include /包含特殊功能寄存器庫#define unsigned int uintuint buf6=1,2,3,4,5,6 main()int while(1); 【例例3-27】用數(shù)組計(jì)算,將數(shù)組buf6=1,2,3,4,5,6個(gè)數(shù)據(jù)值均加1字符數(shù)組中的每一個(gè)元素都用來也可用字符數(shù)組來存放。字符串以作為結(jié)束符只存放一般字符的字符數(shù)組的賦值與使用和一般的數(shù)組完全相同對于存放字符串的字符數(shù)組。既可以對字符數(shù)組的元素逐個(gè)進(jìn)行訪問，也可以對進(jìn)行處理#include /包含特殊功能寄存器庫#include /包含I/O函數(shù)庫extern serial_initial(

10、);main()serial_initial();printf(“please type any character:”);while(1);【例例3-28】對字符數(shù)組進(jìn)行輸入和輸出單片機(jī)單片機(jī)C C語言程序設(shè)計(jì)語言程序設(shè)計(jì)C51基本元素基本元素2C51運(yùn)算符和表達(dá)式運(yùn)算符和表達(dá)式3C51語句和控制結(jié)構(gòu)語句和控制結(jié)構(gòu)4C51函數(shù)函數(shù)5C,C51及匯編的區(qū)別及匯編的區(qū)別1C51語句和控制結(jié)構(gòu)語句和控制結(jié)構(gòu)4在表達(dá)式的后邊加一個(gè)分號“；”就構(gòu)成了表達(dá)式語句 ,如:可以一行放一個(gè)表達(dá)式形成表達(dá)式語句也可以一行放多個(gè)表達(dá)式形成表達(dá)式語句每個(gè)表達(dá)式后面都必須帶號，還可以僅由個(gè)分號“；”占一行形成一個(gè)表達(dá)

11、式語句 （1），用以標(biāo)記程序執(zhí)行的位置。例如采用下面的語句可以構(gòu)成一個(gè)循環(huán)。 ； goto repeat；（2）在用while語句構(gòu)成的循環(huán)語句后面加一個(gè)分號，形成一個(gè)不執(zhí)行其它操作的【例例3-11】下面這段子程序用于讀取8051單片機(jī)的串行口的數(shù)據(jù)，當(dāng)沒有接收到則等待，當(dāng)接收到，接收數(shù)據(jù)后返回，返回值為接收的數(shù)據(jù)。#include char getchar() char c; /當(dāng)接收中斷標(biāo)志位RI為0則等待，當(dāng) /接收中斷標(biāo)志位為1則結(jié)束等待。 c=SBUF; RI=0; return(c);執(zhí)行時(shí)，各條單語句按順序依次執(zhí)行，整個(gè)復(fù)合語句在語法上等價(jià)于一條單語句。函數(shù)的執(zhí)行部分（即函數(shù)體）

12、就是一個(gè)復(fù)合語句；在復(fù)合語句內(nèi)部語句所定義的變量，稱為該復(fù)合語句中的局部變量，它僅在當(dāng)前這個(gè)復(fù)合語句中有效。復(fù)合語句是由若干條語句組合而成的一種語句，一般形式為：在C51的標(biāo)準(zhǔn)函數(shù)庫中提供了一個(gè)名為的一般I/O函數(shù)庫，當(dāng)中定義了C51中的輸入和輸出函數(shù)。當(dāng)對輸入和輸出函數(shù)使用時(shí)，須先用預(yù)處理命令將該函數(shù)庫包含到文件中。I/O函數(shù)都是通過串行接口實(shí)現(xiàn)，在使用I/O函數(shù)之前，應(yīng)先對MCS-51單片機(jī)的。串行工作于方式1，定時(shí)器/計(jì)數(shù)器1工作于方式2（8位自動(dòng)重載方式），設(shè)系統(tǒng)時(shí)鐘為12MHZ，波特率為2400，則初始化程序如下：SCON=0 x52；TMOD=0X20；TH1=0 xf3；TR1=

13、1；是用雙引號括起來的字符串，它包括三種信息：。（1）格式說明符，由“%”和格式字符組成，它的作用是用于指明輸出的數(shù)據(jù)的格式輸出，如等（2）普通字符，這些字符按原樣輸出，用來輸出某些提示信息。（3）轉(zhuǎn)義字符，就是前面介紹的轉(zhuǎn)義字符，用來輸出特定的控制符，如輸出就是使輸出換一行。是需要輸出的一組數(shù)據(jù)，可以是表達(dá)式。函數(shù)的的作用是通過串行接口輸出若干任意類型的數(shù)據(jù)，格式如下： /輸出提示信息 /輸出換行格式說明符表格式說明符表 /輸出提示信息 /輸出換行格式控制可以包括以下三種信息：。（1）空白字符，包含空格、制表符、換行符等（2）普通字符，除了以百分號“%”開頭的格式說明符而外的所有非空白字符，

14、在輸入時(shí)要求原樣輸入。（3）格式說明，由百分號“%”和格式說明符組成，用于指明輸入數(shù)據(jù)的格式，它的基本情況與printf（）相同。地址列表是由若干個(gè)地址組成，它可以是指針變量、取地址運(yùn)算符“&”加變量（變量的地址）或字符串名（表示字符串的首地址）。函數(shù)的作用是通過串行接口實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)輸入，格式如下：格式說明符表 /輸入x和y的值void main(void) /主函數(shù) int x,y; /定義整型變量x和y /輸出提示信息 /輸入x和y的值 /輸出換行 /按十進(jìn)制形式輸出 /輸出換行 /按十六進(jìn)制形式輸出 /結(jié)束【例3-12】 使用格式輸入輸出函數(shù)的例子AB條件P語句A語句B成立不成立循環(huán)

15、結(jié)構(gòu)又分為兩種：當(dāng)（while）型循環(huán)結(jié)構(gòu)和直到（do.while）型循環(huán)結(jié)構(gòu)。當(dāng)條件P成立（為“真”）時(shí)，重復(fù)執(zhí)行語句A，當(dāng)條件不成立（為“假”）時(shí)才停止重復(fù)，執(zhí)行后面的程序。條件P語句A成立不 成立圖4.5 當(dāng)型循環(huán)結(jié)構(gòu) 先執(zhí)行語句A，再判斷條件P，當(dāng)條件成立（為“真”）時(shí)，再重復(fù)執(zhí)行語句A，直到條件不成立（為“假”）時(shí)才停止重復(fù)，執(zhí)行后面的程序。條件P語句A成立不 成立圖4.6 直到型循環(huán)結(jié)構(gòu)構(gòu)成循環(huán)結(jié)構(gòu)的語句主要有：等。if語句通常有三種格式：如果x不等于y，則輸出x的值和y的值。使max變量得到x、y中的大數(shù)。根據(jù)分?jǐn)?shù)score分別打出A、B、C、D、E五個(gè)等級?！纠?-13】 if

16、語句的用法（1）每個(gè)case語句后面可以有“break”，也可以沒有。有break語句，執(zhí)行到break則退出switch結(jié)構(gòu)，若沒有，則會順次執(zhí)行后面的語句，直到遇到break或結(jié)束。（2）每一個(gè)case語句后面可以帶一個(gè)語句，也可以帶多個(gè)語句，還可以不帶。語句可以用花括號括起，也可以不括。【例3-14】 switch/case語句的用法。對學(xué)生成績劃分為AD，對應(yīng)不同的百分制分?jǐn)?shù)，要求根據(jù)不同的等級打印出它的對應(yīng)百分?jǐn)?shù)?？梢酝ㄟ^下面的switch/case語句實(shí)現(xiàn)。當(dāng)表達(dá)式為非0（真）時(shí)，就重復(fù)執(zhí)行循環(huán)體內(nèi)的語句；當(dāng)表達(dá)式為0（假），則中止while循環(huán)，程序?qū)?zhí)行循環(huán)結(jié)構(gòu)之外的下一條語句

17、例4-15】 通過while語句實(shí)現(xiàn)計(jì)算并輸出1100的累加和。void main(void) /主函數(shù) int i,s=0; /定義整型變量x和yi=1;printf(“1+2+3+100=%dn”,s);while(1);程序執(zhí)行的結(jié)果：1+2+3+100=5050先執(zhí)行循環(huán)體中的語句，后判斷表達(dá)式。如表達(dá)式成立（真），則再執(zhí)行循環(huán)體，然后又判斷，直到有表達(dá)式不成立（假）時(shí)，退出循環(huán)，執(zhí)行do while結(jié)構(gòu)的下一條語句?！纠?-16】 計(jì)算并輸出1100的累加和。void main(void) /主函數(shù)int i,s=0; /定義整型變量x和yi=1;printf(“1+2+3+100

18、=%dn”,s);while(1);程序執(zhí)行的結(jié)果：1+2+3+100=5050退出循環(huán)退出循環(huán)#include /包含特殊功能寄存器庫#include /包含I/O函數(shù)庫void main(void) /主函數(shù)int i,s=0; /定義整型變量x和y /累加1100之和在s中printf(“1+2+3+100=%dn”,s);while(1);【例3-17】 用for語句實(shí)現(xiàn)計(jì)算并輸出1100的累加和。程序執(zhí)行的結(jié)果：程序執(zhí)行的結(jié)果：1+2+3+100=5050在一個(gè)循環(huán)的循環(huán)體中允許又包含一個(gè)完整的循環(huán)結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)稱為循環(huán)的嵌套。設(shè)單片機(jī)的晶振為12MHz，編程實(shí)現(xiàn)Xms(如5ms)的

19、通用延時(shí)函數(shù)。/void msec(unsigned int x) unsigned char j; while(x-) for(j=0;j125;j+)/1ms的延時(shí)的延時(shí) ;/ j的內(nèi)部循環(huán)賦值判斷等大約延時(shí)的內(nèi)部循環(huán)賦值判斷等大約延時(shí)8us for (r=1；r=10；r+)area=pi*r*r；printf(“%fn”，area)；使用break語句還可以循環(huán)，【例4-19】計(jì)算圓的面積，當(dāng)計(jì)算到面積大于100時(shí)，由break語句跳出循環(huán)for (i=100；iy?x：y;return（z）;也可以用成這樣：int z;z=xy?x：y;return（z）;【例例3-21】定義一個(gè)返

20、回兩個(gè)整數(shù)的最大值的函數(shù)max() x+;1）中斷函數(shù)無參數(shù)，無返回值，函數(shù)內(nèi)部無）中斷函數(shù)無參數(shù)，無返回值，函數(shù)內(nèi)部無return語句語句2）使用）使用修飾符修飾符m的取值為031，對應(yīng)的中斷情況如下：修飾符用于指定本函數(shù)內(nèi)部使用的工作寄存器組，其中，表示寄存器組號。（一般用在中斷函數(shù)中） 【例例4-22】編寫一個(gè)用于統(tǒng)計(jì)外中斷0的中斷次數(shù)的中斷服務(wù)程序extern int x;void int0() interrupt 0 using 1 x+;中斷函數(shù)不能作為外部函數(shù)使用函數(shù)調(diào)用的一般形式如下： 對于有參數(shù)的函數(shù)調(diào)用，若實(shí)參列表包含多個(gè)實(shí)參，則各個(gè)實(shí)參之間用逗號隔開。 int z;z=x

21、y?x：y;return（z）; 函數(shù)的聲明是把、以及、通知編譯系統(tǒng)，以便調(diào)用函數(shù)時(shí)系統(tǒng)進(jìn)行對照檢查。函數(shù)的聲明后面要加分號。 如果聲明的函數(shù)在文件內(nèi)部，則聲明時(shí)不用extern，如果聲明的函數(shù)不在文件內(nèi)部，而在另一個(gè)文件中，聲明時(shí)須帶extern，指明使用的函數(shù)在另一個(gè)文件中。 函數(shù)的定義若在調(diào)用該函數(shù)的語句后面，則需要事先聲明#include /包含特殊功能寄存器庫#include /包含I/O函數(shù)庫 /對max函數(shù)進(jìn)行聲明void main(void) /主函數(shù)int a,b;SCON=0 x52; /串口初始化TMOD=0 x20;TH1=0XF3;TR1=1;scanf(“pleas

22、e input a,b:%d,%d”,&a,&b);printf(“n”);printf(“max is:%dn”,while(1);#include /包含特殊功能寄存器庫#include /包含I/O函數(shù)庫void main(void)#include /包含特殊功能寄存器庫#include /包含I/O函數(shù)庫void /主函數(shù)SCON=0 x52; /串口初始化TMOD=0 x20;TH1=0XF3;TR1=1;【例例3-24】 外部函數(shù)的使用程序程序serial_initial.c int a,b;scanf(“please input a,b:%d,%d”,&

23、a,&b);printf(“n”);printf(“max is:%dn”,a=b?a:b);while(1);在一個(gè)函數(shù)的調(diào)用過程中調(diào)用另一個(gè)函數(shù)。C51編譯器通常依靠堆棧來進(jìn)行參數(shù)傳遞，堆棧設(shè)在片內(nèi)RAM中，因而嵌套的深度比較有限，一般在幾層以內(nèi) /包含特殊功能寄存器庫 /包含I/O函數(shù)庫int max(int a,int b)int z;z=a=b?a:b;return(z);int add(int c,int d,int e,int f)int result; /調(diào)用函數(shù)maxreturn(result);main()int final;serial_initial();fin

24、al=add(7,5,2,8);printf(“%d”,final);while(1);【例3-25】 函數(shù)的嵌套調(diào)用例：例：寫個(gè)跑馬燈程序！寫個(gè)跑馬燈程序！這個(gè)簡單易懂，也很好說明典型的常量及數(shù)組用法。電路圖這個(gè)簡單易懂，也很好說明典型的常量及數(shù)組用法。電路圖如下所示也就是用如下所示也就是用P1P1口的全部引腳分別驅(qū)動(dòng)一個(gè)口的全部引腳分別驅(qū)動(dòng)一個(gè)LED LED ，共，共8 8個(gè)個(gè)LEDLED組成的。組成的。 #include #include / /預(yù)處理文件里面定義了特殊寄存器的名稱如預(yù)處理文件里面定義了特殊寄存器的名稱如P1P1口定義為口定義為P1P1void void main(voi

25、dmain(void) ) / /定義花樣數(shù)據(jù)定義花樣數(shù)據(jù)unsigned char design32=0 xFF,0 xFE,0 xFD,0 xFB,0 xF7,0 xEF,0 xDF,0 xBF,0 x7F,unsigned char design32=0 xFF,0 xFE,0 xFD,0 xFB,0 xF7,0 xEF,0 xDF,0 xBF,0 x7F,0 x7F,0 xBF,0 xDF,0 xEF,0 xF7,0 xFB,0 xFD,0 xFE,0 xFF,0 x7F,0 xBF,0 xDF,0 xEF,0 xF7,0 xFB,0 xFD,0 xFE,0 xFF,0 xFF,0 xFE,0 xFC,0 xF8,0 xF0,0 xE0,0 xC0,0 x80,0 x0,0 xFF,0 xFE,0 xFC,0 xF8,0 xF0,0 xE0,0 xC0,0 x80,0 x0,0 xE7,0 xDB,0 xBD,0 x7E,0 xFF;0 xE7,0 xDB,0 xBD,0 x7E,0 xFF;unsigned unsigned intint a; a; / /定義循環(huán)用的變量定義循環(huán)用的變量unsigned char b;unsigned char b; /