C51语言程序设计基础课件.ppt
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1、第3章 单片机C51语言设计基础3.1 C513.1 C51的数据的数据3.2 C513.2 C51对单片机主要资源的控制对单片机主要资源的控制3.3 C513.3 C51的基本运算与流程控制的基本运算与流程控制3.4 C513.4 C51的数组与指针的数组与指针3.5 C513.5 C51函数函数3.6 C513.6 C51的预处理命令的预处理命令3.1 C51的数据3.1.1 3.1.1 数据类型数据类型 常量与变量常量与变量3.1.3 3.1.3 数据存储类型数据存储类型3.1.4 3.1.4 局部变量与全局变量局部变量与全局变量 3.1.1 数据类型3.1.2 常量与变量1 1常量常量
2、 C51 C51语言中的常量是不接受程序修改的固定值,常量可以是任意数据语言中的常量是不接受程序修改的固定值,常量可以是任意数据类型。类型。 C51 C51中的常量有中的常量有整型常量、实型常量、字符型常量、字符串常量符号整型常量、实型常量、字符型常量、字符串常量符号常量常量等。等。(2 2)实型常量)实型常量 在整型常量后加一个字母在整型常量后加一个字母“L L”或或“l l”,表示该数位长整型。,表示该数位长整型。例如例如23L23L、0Xfd4l0Xfd4l等。等。 如果需要的是负值,则必须将负号如果需要的是负值,则必须将负号“- -”放置于常量表达放置于常量表达式的最前面,例如式的最前
3、面,例如-0 x56-0 x56、-9-9等。等。实型常量又称实型常量又称浮点常量浮点常量,是一个十进制表示的符号,是一个十进制表示的符号实数。实型常量的值包括整数部分、尾数部分和指实数。实型常量的值包括整数部分、尾数部分和指数部分。实型常量的形式如下:数部分。实型常量的形式如下:digits.digitsE+/-digitsdigits.digitsE+/-digits一些实型常量的示例如下:一些实型常量的示例如下:、1575E-31575E-3、25E-425E-4。(3)字符型常量 字符型常量是指用一对字符型常量是指用一对单引号单引号括起来的一个字符。如括起来的一个字符。如aa、99、
4、! 等。字符常量中的单引号只起定界作用并不表示字符本身。等。字符常量中的单引号只起定界作用并不表示字符本身。 在在C51C51语言中,字符是按其对应的语言中,字符是按其对应的ASCIIASCII码值码值来存储的,来存储的,1 1个字符占个字符占1 1个字节个字节 字符串常量是指用一对双引号括起来的一串字符,双引号只起定界作用,字符串常量是指用一对双引号括起来的一串字符,双引号只起定界作用,如如ChinaChina、123456123456等。等。 (5)符号常量 C51 C51语言中允许将程序中的常量定义为一个标识符,称为语言中允许将程序中的常量定义为一个标识符,称为符号常量符号常量。 符号常
5、量一般使用符号常量一般使用大写大写英文字母表示,以区别于一般用小写字母表英文字母表示,以区别于一般用小写字母表示的变量。示的变量。 符号常量在使用前必须符号常量在使用前必须先定义先定义,定义的形式是:,定义的形式是: #define#define 标识符标识符 常量常量2变量变量的定义:变量的定义: 数据类型数据类型 变量名变量名; ; int i,j,k; int i,j,k; unsigned char si; unsigned char si; unsigned int ui; unsigned int ui; double balance,profit,loss; double bal
6、ance,profit,loss; C51 C51中常用的:中常用的:bitbit、charchar、intint(1)整型变量(INT) 16位数据有符号:有符号:signed intsigned int -32 768 -32 76832 767 32 767 无符号:无符号:unsigned intunsigned int 0 065 535 65 535 0 x1234 0 x1234存储形式存储形式(3 3)实型变量)实型变量(2 2)长整型变量()长整型变量(long intlong int) 长整型变量长度是长整型变量长度是3232位,占用位,占用4 4个字节(个字节(byteb
7、yte),其他),其他方面和整型变量(方面和整型变量(intint)相似。)相似。分为单精度(分为单精度(floatfloat)型和双精度()型和双精度(doubledouble)型。)型。其定义形式为:其定义形式为: float x,y; / float x,y; /指定指定x,yx,y为单精度实数为单精度实数 double z; / double z; /指定指定z z为双精度实数为双精度实数 在一般系统中,一个在一般系统中,一个floatfloat型数据在内存中占型数据在内存中占4 4个字节个字节(3232位),一个位),一个doubledouble型数据占型数据占8 8个字节(个字节(
8、6464位)。单精位)。单精度实数提供度实数提供7 7位有效数字,双精度实数提供位有效数字,双精度实数提供15151616位有效位有效数字。数字。(4)字符变量CHAR字符变量用来存放字符常量。注意只能存放字符变量用来存放字符常量。注意只能存放1 1个字符。个字符。字符变量的定义形式如下:字符变量的定义形式如下:char char 变量名变量名; ;例如:例如: char c1,c2; char c1,c2;它表示它表示c1c1和和c2c2为字符变量,各存放为字符变量,各存放1 1个字符。可以用下面的语句对个字符。可以用下面的语句对c1c1、c2c2赋赋值:值:c1=a;c2=b;c1=a;c
9、2=b;字符变量的长度是字符变量的长度是1 1字节(字节(bytebyte)即)即8 8位。这很适合于位。这很适合于80518051单片机,因为单片机,因为80518051单片机每次可以处理单片机每次可以处理8 8位数据位数据。变量的类型是位,位变量的值可以是变量的类型是位,位变量的值可以是1 1(truetrue)或)或0 0(falsefalse)。)。与与80518051硬件特性操作有关的位变量必须定位在硬件特性操作有关的位变量必须定位在80518051单片机片内存储区单片机片内存储区(RAMRAM)的可位寻址空间中。)的可位寻址空间中。3有符号/无符号问题说明(1 1)尽量使用无符号变
10、量)尽量使用无符号变量(2 2)在编程时,为了书写方便,经常使用简化的缩写形式来定义)在编程时,为了书写方便,经常使用简化的缩写形式来定义变量的数据类型:变量的数据类型: #define uchar unsigned char #define uchar unsigned char #define uint unsigned int #define uint unsigned int3.1.3 数据存储类型 数据时存放在数据时存放在5151单片机的存储器中的,因此要规定数据单片机的存储器中的,因此要规定数据的存储类型。的存储类型。P53 P53 表表3-43-4 常用:常用:datadata、
11、xdataxdata、codecode 另外:另外:bdatabdata(1 1)DATADATA区区datadata区的寻址是最快的,所以应该把经常使区的寻址是最快的,所以应该把经常使用的变量放在用的变量放在datadata区,但是区,但是datadata区的空间是区的空间是有限的,有限的,datadata区除了包含程序变量外,还包区除了包含程序变量外,还包含了堆栈和寄存器组。含了堆栈和寄存器组。datadata区声明中的存储类型标式符为区声明中的存储类型标式符为datadata,通,通常指片内常指片内RAMRAM的低的低128128字节的内部数据存储的字节的内部数据存储的变量,可直接寻址。
12、变量,可直接寻址。声明举例如下:声明举例如下: unsigned char data system_status=0; unsigned int data unit_id2; char data inp_string16;bdatabdata实际是实际是datadata中的位寻址区,在这个区中声中的位寻址区,在这个区中声明变量就可以进行位寻址。位变量的声明对状明变量就可以进行位寻址。位变量的声明对状态寄存器来说是十分有用的,因为它可能仅仅态寄存器来说是十分有用的,因为它可能仅仅需要某一位,而不是整个字节。需要某一位,而不是整个字节。bdatabdata区声明中的存储类型标识符为区声明中的存储类
13、型标识符为bdatabdata,指,指内部可位寻址的内部可位寻址的1616字节存储区(字节存储区(20H20H到到2FH2FH),),数据类型是可位寻址变量的数据类型。数据类型是可位寻址变量的数据类型。 (2) BDATA区区以下是在BDATA区中声明的位变量和使用位变量的例子: unsigned char bdata status_byte; unsigned int bdata status_word; unsigned long bdata status_dword; sbit stat_flag=status_byte4; if(status_word15) stat_flag=1;(
14、3)IDATA区idataidata区也可以存放使用比较频繁的变量,使用寄存器作为指针进行寻址。区也可以存放使用比较频繁的变量,使用寄存器作为指针进行寻址。idataidata区声明中的存储类型标识符为区声明中的存储类型标识符为idataidata,指内部的,指内部的256256字节的存储区,字节的存储区,但是只能间接寻址,速度比直接寻址慢。但是只能间接寻址,速度比直接寻址慢。声明举例如下:声明举例如下:unsigned char idata system_status=0;unsigned int idata unit_id2;char idata inp_string16;float id
15、ata out_value;pdatapdata区和区和xdataxdata区属于外部数据存储区,外部数据区是可读可写的存区属于外部数据存储区,外部数据区是可读可写的存储区,最多可以有储区,最多可以有64KB64KB。在这两个区,变量的声明与在其他区的语法是一样的,但在这两个区,变量的声明与在其他区的语法是一样的,但pdatapdata区只区只有有256256字节而字节而xdataxdata区可达区可达65 53665 536字节。字节。声明举例如下:unsigned char xdata system_status=0;unsigned int pdata unit_id2 ;char xd
16、ata inp_string16 ;float pdata out_value;外部地址段中除了包含存储器地址外,还包含外部地址段中除了包含存储器地址外,还包含I/OI/O器件的地址器件的地址。对外部器件寻址可以通过指针。对外部器件寻址可以通过指针或或C51C51提供的宏,使用宏对外部器件提供的宏,使用宏对外部器件I/OI/O口进行口进行寻址更具可读性。寻址更具可读性。(5 5)程序存储区)程序存储区CODECODE 程序存储区的数据是不可改变的,跳转向量和程序存储区的数据是不可改变的,跳转向量和状态表对状态表对codecode段访问和对段访问和对xdataxdata区访问的时间是一区访问的时
17、间是一样的。编译的时候要对程序存储区中的对象进行初样的。编译的时候要对程序存储区中的对象进行初始化,否则就会产生错误。程序存储区始化,否则就会产生错误。程序存储区codecode声明的声明的标识符为标识符为codecode,在,在C51C51语言编译器中可以用语言编译器中可以用codecode存存储区类型标识符来访问程序存储区。下面是程序存储区类型标识符来访问程序存储区。下面是程序存储区声明的例子:储区声明的例子:unsigned char code a =0 x00,0 x01,0 x02,0 x03,0 x04,0 x05,0 x06,0 x07,0 x08,0 x09,0 x10,0 x
18、11,0 x12,0 x13,0 x14,0 x15;变量存储类型定义举例:char data var1;bit bdata flags;float idata x,y,z;unsigned int pdata dimension;unsigned char xdata vector1044;3.1.4 3.1.4 局部变量与全局变量局部变量与全局变量 从变量的作用范围来区分,变量可以被分为从变量的作用范围来区分,变量可以被分为全局变量和局部变量全局变量和局部变量; 某些变量在程序运行过程中是始终存在的某些变量在程序运行过程中是始终存在的-全局变量全局变量。 某些变量只是在进入某个函数时才开始
19、存在某些变量只是在进入某个函数时才开始存在-局部变量。局部变量。1局部变量局部变量局部变量是在某个函数中存在的变量,也可以称为内部变量,它只在该是在某个函数中存在的变量,也可以称为内部变量,它只在该函数内部有效。函数内部有效。局部变量可以分为局部变量可以分为动态局部变量动态局部变量和和静态局部变量静态局部变量,使用关键词,使用关键词autoauto定义定义动态局部变量(动态局部变量(autoauto可以省略),使用关键词可以省略),使用关键词staticstatic定义静态局部变量,定义静态局部变量,例如例如:auto int a;static unsigned char j;动态局部变量动态
20、局部变量在程序执行完毕后其存储空间被释放,而在程序执行完毕后其存储空间被释放,而静态局部变量静态局部变量在在程序执行完成后其存储空间并不释放,而且其值保持不变。程序执行完成后其存储空间并不释放,而且其值保持不变。如果该函数再次被调用,则该函数初始化后其初始值为上次的数值。如果该函数再次被调用,则该函数初始化后其初始值为上次的数值。动态局部变量和静态局部变量的区别如下:动态局部变量和静态局部变量的区别如下: 动态局部变量在函数被调用时分配存储空间和动态局部变量在函数被调用时分配存储空间和初始化,每次函数调用时都需要初始化;静态初始化,每次函数调用时都需要初始化;静态局部变量在编译程序时分配存储空
21、间和初始化,局部变量在编译程序时分配存储空间和初始化,仅初始化一次。仅初始化一次。 动态局部变量存放在动态存储区,在每次退出动态局部变量存放在动态存储区,在每次退出所属函数时释放;静态局部变量存放在静态存所属函数时释放;静态局部变量存放在静态存储区,每次调用后函数不释放,保持函数执行储区,每次调用后函数不释放,保持函数执行完毕之后的数值到下一次调用。完毕之后的数值到下一次调用。 如果在建立时动态局部变量不初始为一个不确如果在建立时动态局部变量不初始为一个不确定的数,静态局部变量不初始化,则它们的值定的数,静态局部变量不初始化,则它们的值为为0 0或者是空字符。或者是空字符。2 2全局变量全局变
22、量 全局变量是在整个源文件中都存在的变量,又称为外部变量。全全局变量是在整个源文件中都存在的变量,又称为外部变量。全局变量的有效区间是从定义点开始到源文件结束,其中的所有函数都局变量的有效区间是从定义点开始到源文件结束,其中的所有函数都可以直接访问该变量,如果定义点之前的函数需要访问该变量,则需可以直接访问该变量,如果定义点之前的函数需要访问该变量,则需要使用要使用externextern关键词对该变量进行声明,如果全局变量声明文件之外关键词对该变量进行声明,如果全局变量声明文件之外的源文件需要访问该变量,也需要使用的源文件需要访问该变量,也需要使用externextern关键词进行声明。关键
23、词进行声明。全局变量有以下特点: 全局变量是整个文件都可以访问的变量,可以用于在函数之间共享全局变量是整个文件都可以访问的变量,可以用于在函数之间共享大量的数据,存在周期长,在程序编译时就存在,如果两个函数需要大量的数据,存在周期长,在程序编译时就存在,如果两个函数需要在不互相调用时共享数据,则可以使用全局变量进行参数传递;在不互相调用时共享数据,则可以使用全局变量进行参数传递; C51C51语言程序的函数只支持一个函数返回值,如果一个函数需要返回语言程序的函数只支持一个函数返回值,如果一个函数需要返回多个值,除了使用指针外,还要使用全局变量;多个值,除了使用指针外,还要使用全局变量; 使用全
24、局变量进行参数传递可以减少从实际参数向形式参数传递时使用全局变量进行参数传递可以减少从实际参数向形式参数传递时所必需的堆栈操作;所必需的堆栈操作; 在一个文件中,如果某个函数的局部变量和全局变量同名,则在这在一个文件中,如果某个函数的局部变量和全局变量同名,则在这个局部变量的作用范围内局部变量不起作用,全局变量起作用;个局部变量的作用范围内局部变量不起作用,全局变量起作用; 全局变量一直存在,占用了大量的内存单元,并且加大了程序的耦全局变量一直存在,占用了大量的内存单元,并且加大了程序的耦合性,不利于程序的移植或复用。合性,不利于程序的移植或复用。 静态局部变量的作用范围仅仅是在定义的函数内,
25、不静态局部变量的作用范围仅仅是在定义的函数内,不能被其他的函数访问,全局变量的作用范围是整个程序,能被其他的函数访问,全局变量的作用范围是整个程序,静态全局变量的作用范围是该变量定义的文件;静态全局变量的作用范围是该变量定义的文件; 静态局部变量是在函数内部定义,全局变量是在所有静态局部变量是在函数内部定义,全局变量是在所有函数外定义;函数外定义; 静态局部变量仅仅在第静态局部变量仅仅在第1 1次调用时被初始化,再次调用次调用时被初始化,再次调用时使用上次调用结束时的数值,全局变量在程序运行时时使用上次调用结束时的数值,全局变量在程序运行时建立,值为最近一条访问该全局变量的语句执行的结果。建立
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