基于C語言的MCS-51單片機(jī)教程 課件 1單元3：C51程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)

單元3：C51程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識(shí)與能力目標(biāo)了解C51的特點(diǎn)、關(guān)鍵字1掌握C51的數(shù)據(jù)類型（尤其是擴(kuò)展數(shù)據(jù)類型）2掌握C51的基本運(yùn)算、語句3掌握C51的函數(shù)、預(yù)處理指令4

單元3：C51程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)1對單片機(jī)的指令系統(tǒng)不要求了解，僅要求對8051的存貯器結(jié)構(gòu)有初步了解寄存器分配、不同存貯器的尋址及數(shù)據(jù)類型等細(xì)節(jié)可由編譯器管理23程序有規(guī)范的結(jié)構(gòu)，可分成不同的函數(shù)，這種方式可使程序結(jié)構(gòu)化具有將可變的選擇與特殊操作組合在一起的能力，改善了程序的可讀45提供的庫包含許多標(biāo)準(zhǔn)子程序，具有較強(qiáng)的數(shù)據(jù)處理能力6由于具有方便的模塊化編程技術(shù)，使已編好程序可容易地移植C51的優(yōu)點(diǎn)基本數(shù)據(jù)類型類型符號(hào)關(guān)鍵字?jǐn)?shù)的表示范圍所占位數(shù)整型字符型實(shí)型有無(signed)int16-32768~32767(signed)short16-32768~32767(signed)long32-2147483648~214748364716unsignedint0~65535320~4294967295unsignedlongintunsignedshortint160~65535有float323.4e-38~3.4e38有double641.7e-308~1.7e308有char8-128~127無unsignedchar80~255單元3：C51程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)2、C51的數(shù)據(jù)類型擴(kuò)展數(shù)據(jù)類型單元3：C51程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)2、C51的數(shù)據(jù)類型1）sfr：定義特殊功能寄存器地址。其定義的語法規(guī)則如下：sfr

特殊功能寄存器名稱=字節(jié)地址常數(shù)；例如：sfrP0=0x80;//定義一個(gè)特殊功能寄存器變量P02）sfr16：定義雙字節(jié)特殊功能寄存器地址，其定義的語法規(guī)則如下：sfr16雙字節(jié)特殊功能寄存器名稱=字節(jié)地址常數(shù)；例如：sfr16DPTR=0x82；//定義DPTR低端地址82H擴(kuò)展數(shù)據(jù)類型單元3：C51程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)2、C51的數(shù)據(jù)類型3）sbit：定義能夠按位尋址的特殊功能寄存器中的位變量，其定義的語法規(guī)則如下：sbit

位變量名=位地址表達(dá)式；這里的位地址表達(dá)式有三種形式：直接地址、特殊功能寄存器名帶位號(hào)、字節(jié)地址帶位號(hào)，所以這里的定義方式有三種，分別如下：sbit

位變量名=位地址常數(shù)；（位地址常數(shù)：特殊功能寄存器內(nèi)的絕對位地址）sbit

位變量名=特殊功能寄存器名^位號(hào)；sbit

位變量名=特殊功能寄存器字節(jié)地址^位號(hào)；例：特殊功能寄存器P0口的名稱及各位的分布如下：以特殊功能寄存器P0口的P0.0位定義為例，三種定義方法如下：方法1：sbitP0_0=0x80；方法2：sbitP0_0=P0^0;方法3：sibtP0_0=0x80^0;擴(kuò)展數(shù)據(jù)類型單元3：C51程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)2、C51的數(shù)據(jù)類型4）bit：定義片內(nèi)RAM的位變量。其值只有0或1。但注意不能用它定義指針，也用其不能定義數(shù)組。例：bitN3_4;//定義一個(gè)片內(nèi)RAM位變量N3_4補(bǔ)充說明：1、C51編譯器在頭文件“reg51.h”中定義了全部sfr、sfr16和sbit變量，因此當(dāng)我們程序中如果需要使用這些，可以用一條預(yù)處理命令#include<reg51.h>把這個(gè)頭文件包含到C51程序中，無須重新定義即可使用。2、使用sbit的幾點(diǎn)說明：用sbit定義的位變量必須能夠按位操作，而不能對無位操作功能的位定義位變量。用sbit定義的位變量必須放在函數(shù)外面作為全局變量，而不能在函數(shù)內(nèi)部定義。用sbit每次只能定義一個(gè)位變量。單元3：C51程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)3、標(biāo)識(shí)符和關(guān)鍵字1）C語言中標(biāo)識(shí)符是指軟件開發(fā)者在程序中自定義的字符序列，用來命名程序中需要辨認(rèn)的對象，包括：符號(hào)常量、變量、數(shù)組及函數(shù)等。標(biāo)識(shí)符的定義注意事項(xiàng)如下：由字母、數(shù)字、下劃線構(gòu)成。首字符必須是字母或下劃線。長度不得大于32個(gè)字符，通常是8個(gè)字符。嚴(yán)格區(qū)分大小寫字母。不應(yīng)該使用C語言中的保留標(biāo)識(shí)符來做自定義的變量或函數(shù)等的標(biāo)識(shí)符。單元3：C51程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)3、標(biāo)識(shí)符和關(guān)鍵字2）下面列出了C語言的所有關(guān)鍵字，在使用時(shí)應(yīng)慎用這些關(guān)鍵字，不要將其作為標(biāo)識(shí)符來用：Auto、enum、restrict、unsigned、break、extern、return、void、case、float、short、volatile、char、for、signed、while、const、goto、sizeof、Bool、continue、if、static、default、inline、struct、_Imaginary、do、int、switch、double、long、typedef、else、register、union等。1）算術(shù)運(yùn)算符12注意：“/”：參與運(yùn)算的變量都是整數(shù)時(shí)，結(jié)果也為整數(shù)，舍去小數(shù)；若除數(shù)或被除數(shù)中一個(gè)為負(fù)數(shù)，則結(jié)果隨機(jī)器而定。、“%”：參與運(yùn)算的變量必須都是整數(shù)。4、C51的基本運(yùn)算單元3：C51程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)2）自增、自減運(yùn)算符：“++”、“--”13++i與i++的區(qū)別：舉例：i的初值為3j=++i;//先i=3+1=4，再將4賦值給jj=i++;//先將i的值3賦值給j，再將i的值加1，變?yōu)?前置運(yùn)算和后置運(yùn)算的區(qū)別：前置運(yùn)算是變量的值先加1或減1，然后再以該變量變化后額值參加其它運(yùn)算。后置運(yùn)算是變量的值先參加有關(guān)運(yùn)算，然后變量的值再加1或減1。相關(guān)知識(shí)點(diǎn)3）關(guān)系運(yùn)算符:14關(guān)系表達(dá)式一般形式：表達(dá)式關(guān)系運(yùn)算符表達(dá)式關(guān)系表達(dá)式的值：真（成立）用“1”表示

假（不成立）用“0”表示4）邏輯運(yùn)算符:15邏輯表達(dá)式一般形式：表達(dá)式邏輯運(yùn)算符表達(dá)式邏輯表達(dá)式的值：真（成立）用“1”表示

假（不成立）用“0”表示5）位運(yùn)算符:16舉例：設(shè)下列程序執(zhí)行前，value已經(jīng)定義為unsignedchar，且

value=0x83，分析每一條語句執(zhí)行后value的值。value|=0x17; //value＝value&=0x34; //value＝value^=0x0f; //value＝value=~value; //value＝value=value>>1; //value＝value=value<<2;//value＝0x970x14

0x1B

0xe4

0x72

0xc8

6）賦值運(yùn)算符:181）基本賦值運(yùn)算符“=”：其功能是把某個(gè)常量、變量或表達(dá)式的值賦值給另外一個(gè)變量。2）復(fù)合賦值運(yùn)算符復(fù)合賦值運(yùn)算符有：“+=”、“-=”、“*=”、“/=”、“%=”、“^=”、“~=”、“&=”、“|=”、“<<=”、“>>=”。例如：i+=2;等價(jià)于i=i+2；a%=5;等價(jià)于a=a%5;7）強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換運(yùn)算符:19其一般形式為：（類型說明符）（表達(dá)式）其功能是：把表達(dá)式的運(yùn)算結(jié)果強(qiáng)制轉(zhuǎn)換為類型說明符所表示的類型。單元3：C51程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)4、C51的基本語句if語句第一種形式:if（表達(dá)式）語句舉例：輸出兩個(gè)整數(shù)中的較大者21if語句第二種形式:if（表達(dá)式）語句1；else語句2；22舉例：輸出兩個(gè)整數(shù)中的較大者23if語句第三種形式:if（表達(dá)式1）語句1elseif（表達(dá)式2）語句2elseif（表達(dá)式3）語句3……elseif（表達(dá)式n）語句nelse語句n+124舉例：輸入1~7轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的星期英文switch語句switch語句的一般格式是：switch(變量){ case常量1：語句1； case常量2：語句2；case常量3：語句3；…….case常量n：語句n；default:語句n+1；}執(zhí)行switch語句時(shí)，將變量逐個(gè)與case后的常量進(jìn)行比較，若與其中一個(gè)相等，則執(zhí)行該常量后的語句；若都不相等，則執(zhí)行default后的語句。舉例：自動(dòng)售貨機(jī)商品價(jià)格的查詢?nèi)蝿?wù)描述：自動(dòng)售貨機(jī)可以售出薯片3.0元，爆米花2.5元，巧克力4.0元，可樂3.5元四種商品。在屏幕上顯示菜單。當(dāng)用戶輸入編號(hào)1~4時(shí)，顯示相應(yīng)商品的價(jià)格；輸入其它編號(hào)，顯示價(jià)格為0。解決方案：（1）定義整型變量x用于存放用戶輸入編號(hào)（2）定義雙精度實(shí)型變量y用于存放價(jià)錢（3）根據(jù)x值使用switch語句判斷用戶選擇商品價(jià)格y的值（4）輸出商品價(jià)格y程序while語句一般格式：while（表達(dá)式）

循環(huán)體語句；執(zhí)行過程：30任務(wù)描述：小張的行李箱密碼忘記，密碼是四位，每位密碼是由0~9之間的數(shù)字構(gòu)成。請編寫模擬小張尋找密碼的過程。舉例：尋找密碼任務(wù)分析：密碼是一個(gè)四位整數(shù)，而四位整數(shù)的取值范圍是0000~9999，共計(jì)10000個(gè)，那么我們需要在這10000個(gè)四位整數(shù)中逐個(gè)尋找，直到找到與密碼符合的四位整數(shù)為止。32解決方案：（1）定義整形變量password用于存放密碼（2）定義整形變量value，賦初值0，用于存放每次比較的四位整數(shù)（3）用value的值與password的值進(jìn)行比較，若不相等則修改value的值(value++)繼續(xù)進(jìn)行比較，直到找到為止（4）輸出找到的四位密碼（5）返回程序do-while語句一般格式：do{

循環(huán)體語句；}while（表達(dá)式）；執(zhí)行過程：35請用do-while語句改寫上面尋找密碼的函數(shù)。for語句一般格式：for(表達(dá)式1；表達(dá)式2；表達(dá)式3）{

循環(huán)體語句；}執(zhí)行過程：37表達(dá)式1：初值表達(dá)式，對循環(huán)變量賦初值表達(dá)式2：條件表達(dá)式，給出循環(huán)的條件循環(huán)體語句：被反復(fù)執(zhí)行的語句表達(dá)式3：步長表達(dá)式，改變循環(huán)變量的值任務(wù)描述：由計(jì)算機(jī)隨機(jī)生成100以內(nèi)的一個(gè)整數(shù)，用鍵盤輸入你猜的整數(shù)（假定1~99內(nèi)），與計(jì)算機(jī)產(chǎn)生的被猜數(shù)比較，若相等，顯示猜中；若不相等，顯示與被猜數(shù)的大小關(guān)系，最多允許猜5次，如果用戶猜的次數(shù)大于5次，則提示游戲結(jié)束。案例四：猜數(shù)字游戲任務(wù)分析：要求計(jì)算機(jī)隨機(jī)產(chǎn)生一個(gè)0~99的一個(gè)整數(shù)，設(shè)置一個(gè)計(jì)數(shù)器控制猜的次數(shù)，最多5次。39解決方案：（1）本例要使用隨機(jī)函數(shù)，這些函數(shù)包含在頭文件:stdlib.h和timen.h中（2）定義整形變量key用于存放隨機(jī)數(shù)（3）定義整形變量temp存放用戶猜的數(shù)字（4）定義整形變量i作為循環(huán)變量（5）調(diào)用srand()設(shè)置隨機(jī)數(shù)種子（6）調(diào)用rand()函數(shù)產(chǎn)生1~100之間的隨機(jī)數(shù)（7）使用循環(huán)讓用戶進(jìn)行猜數(shù)字游戲，用計(jì)數(shù)循環(huán)語句for語句控制循環(huán)5次。如果不到5次猜對，則利用break語句，提前結(jié)束程序；如果用戶猜的次數(shù)達(dá)到5次仍沒猜對，則循環(huán)正常結(jié)束。程序相關(guān)知識(shí)點(diǎn)42break語句break語句用在switch語句中，使程序跳出switch語句，執(zhí)行switch語句后的語句。break語句用于while、do-while、for語句中使程序終止循環(huán)，而執(zhí)行循環(huán)體后面的其他語句相關(guān)知識(shí)點(diǎn)43continue語句只用于while、do-while、for語句中，跳過循環(huán)中剩下的語句，而強(qiáng)制執(zhí)行下一次循環(huán)。44C程序是由函數(shù)構(gòu)成，函數(shù)是C語言程序的基本模塊，通過對函數(shù)模塊的調(diào)用實(shí)現(xiàn)特定的功能。1）函數(shù)的定義：一般形式：函數(shù)返回值類型函數(shù)名（形式參數(shù)列表）{

聲明部分

執(zhí)行部分}474、C51函數(shù)相關(guān)知識(shí)點(diǎn)—函數(shù)2）函數(shù)的分類：從用戶角度分：標(biāo)準(zhǔn)函數(shù)和用戶自定義函數(shù)。從參數(shù)形式分：無參函數(shù)和有參函數(shù)。從函數(shù)返回值來分：無返回值函數(shù)和有返回值函數(shù)。483）函數(shù)的聲明：

C語言程序，對函數(shù)實(shí)行“先定義，后調(diào)用”的原則。即：如果函數(shù)定義在調(diào)用前，則可以直接調(diào)用，無需聲明；但如果函數(shù)定義在調(diào)用之后，則先聲明才能調(diào)用。標(biāo)準(zhǔn)庫函數(shù)的聲明：程序開頭部分用#include進(jìn)行文件包含。用戶自定義函數(shù)的聲明：函數(shù)返回值類型函數(shù)名（形式參數(shù)列表）;4）函數(shù)的調(diào)用：一般來說，按照函數(shù)在程序中出現(xiàn)的位置來劃分，C語言有三種常用的函數(shù)調(diào)用方式：函數(shù)表達(dá)式。函數(shù)作為表達(dá)式中的一項(xiàng)出現(xiàn)在表達(dá)式中，以函數(shù)的返回值參與表達(dá)式的運(yùn)算。函數(shù)語句。把函數(shù)調(diào)用作為一個(gè)語句。函數(shù)參數(shù)。函數(shù)作為另