单片机C51程序设计.ppt

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1、第三章第三章 单片机单片机C51程序设计程序设计本章要点本章要点u 了解了解Keil C51编译器的功能编译器的功能u 掌握掌握C51的数据类型及变量定义的数据类型及变量定义u 掌握掌握Keil C51编译环境的使用方法编译环境的使用方法 单片机常用的编程语言有汇编语言和单片机常用的编程语言有汇编语言和C C语言。语言。C C语言的结构语言的结构性、可读性和可维护性好，已成为单片机应用系统开发的主性、可读性和可维护性好，已成为单片机应用系统开发的主流语言。支持流语言。支持MCS-51MCS-51用用C C语言编程的编译器主要有两种：语言编程的编译器主要有两种：1)Franklin C511)F

2、ranklin C51编译器编译器 2)Keil C512)Keil C51编译器，简称编译器，简称C51C51。其中：其中：C51C51是专为是专为MCS-51MCS-51开发的一种高性能的开发的一种高性能的C C编译器编译器本章内容本章内容uC51C51程序结构程序结构uC51C51的数据类型的数据类型u存储器类型及存储区存储器类型及存储区uC51C51对特殊功能寄存器的定义对特殊功能寄存器的定义uKeilC5KeilC5指针与函数指针与函数u绝对地址访问绝对地址访问u宏定义与宏定义与C51C51常用的头文件常用的头文件u单片机的单片机的IOIO口编程口编程3.1 C51程序结构程序结构u

3、C51程序结构与一般的程序结构与一般的C程序没有差别。程序没有差别。uC51源程序必须包含一个源程序必须包含一个main()函数函数uC51源程序文件，还可以包含若干个其他函数源程序文件，还可以包含若干个其他函数uC51程序必须包含程序必须包含C51的库文件的库文件u如果使用中断，需要单独编写中断函数如果使用中断，需要单独编写中断函数u如果使用中断、定时器和串口等外设或特殊功能模如果使用中断、定时器和串口等外设或特殊功能模块，一般要先进行初始化设置块，一般要先进行初始化设置u主函数中，主函数中，while(1)是必须的。是必须的。3.1 C51程序结构程序结构预处理命令：预处理命令：#incl

4、ude#include /全程变量定义全程变量定义 /函数声明函数声明 /函数定义函数定义char funl()/char funl()/函数定义函数定义 /函数体函数体 /中断函数定义中断函数定义void void 函数名函数名()interrupt x()interrupt x /函数体函数体#include#include void main()/void main()/主函数主函数 /局部变量定义局部变量定义 /单片机寄存器的初始化函数单片机寄存器的初始化函数 while(1)while(1)/主函数体主函数体 关于While（1）是单片机程序必须的部分C51对标准对标准ANSI C的

5、扩展的扩展C51除除ANSI C标准的标准的32个关键字之外，个关键字之外，C51还扩展还扩展以下的关键字：以下的关键字：_at_、sfr16、alien、sfridata、bdata、pdatacode、bit、sbit、interrupt 3.2 C51的数据类型的数据类型表表3-3 存储器类型关键字存储器类型关键字关键字描述DATA片内RAM 的低128 个字节BDATA片内RAM 的DATA 区的16 个字节的可位寻址区IDATA片内RAM 区的高128 个字节PDATA外部RAM的1页(256字节)，通过P0 口的地址对其寻址XDATA外部RAM的64KB存储区CODE程序存储区3.

6、3 存储器类型及存储区存储器类型及存储区1.DATA段段 unsigned char data sys=0;unsigned int data unit_id2;2.BDATA段段 unsigned char bdata status_byte;unsigned int bdata status_word;3.IDATA 段段 unsigned char idata system_status=0;unsigned int idata unit_id2;3.3 存储器类型及存储区存储器类型及存储区4.PDATA和和XDATA 段段 unsigned char xdata system_stat

7、us=0;unsigned int pdata unit_id2;char xdata inp_string16;float pdata outp_value;5.CODE段段 unsigned int code unit_id2=1234;存储模式指定缺省类型存储模式指定缺省类型存储模式说 明SMALL默认的存储类型是data，参数及局部变量放入可直接寻址片内RAM的用户区中(最大l28字节)。COMPACT默认的存储类型是pdata，参数及局部变量放入分页的外部数据存储区LARGE默认的存储类型是xdata，参数及局部变量直接放入片外数据存储区。用此数据指针进行访问效率较低，尤其对两个或多

8、个字节的变量，这种数据类型的访问机制直接影响代码的长度这个模式选择是在这个模式选择是在Keil开发环境中设置的开发环境中设置的3.4 C51对特殊功能寄存器对特殊功能寄存器(SFR)的定义的定义uC51C51编译器使用编译器使用sfrsfr与与sfr16sfr16两个关键词，将这些两个关键词，将这些特特殊功能寄存器殊功能寄存器的名字与其的名字与其绝对地址绝对地址联系起来；联系起来；uu将单片机的硬件与将单片机的硬件与C C语言编程结合起来语言编程结合起来。1.使用使用“sfr”关键字定义关键字定义SFR特殊功能寄存器特殊功能寄存器C51定义的一般语法格式如下：定义的一般语法格式如下：sfr n

9、ame=int constant【例例3-1】使用使用“sfr”关键字定义关键字定义SFR sfr SCON=0 x98；/声明声明SCONSCON为串口控制器，地址为为串口控制器，地址为0 x98 0 x98 sfr P0=0 x80；/声明声明P0P0为特殊功能寄存器，地址为为特殊功能寄存器，地址为0 x80 0 x80 /声明声明TMODTMOD为定时器器的模式寄存器，地址为为定时器器的模式寄存器，地址为0 x89 0 x89 sfr TMOD=0 x89；sfr PSW=0 xD0；/声明声明PSWPSW为特殊功能寄存器，地址为为特殊功能寄存器，地址为0 xD0 0 xD0 这这些寄存

10、器，些寄存器，Keil提供的提供的头头文件默文件默认认都定都定义义好好添加添加 头文件头文件REGX51.H 图图 3-1 3-1 加入加入REGX51.HREGX51.H的例子的例子2.使用使用“sbit”关键字定义关键字定义SFR的每一位的每一位语法格式如下：语法格式如下：sbit bitname=sfrnameint constant；【例例3-2】使用使用“sbit”关键字定义关键字定义SFR的每一位的每一位 sfr PSW =0 xD0；/定义定义PSW寄存器地址为寄存器地址为DOH sbit OV =PSW2;/定义定义0V位为位为PSW.2，地址为，地址为D2H sbit P2_

11、7=P27;/定义定义P2.7位为位为P2_73.5 Keil C51指针与函数指针与函数1.通用指针通用指针2.存储器指针存储器指针3.Keil C51函数函数1.通用指针通用指针 通用指针的声明和使用均与标准通用指针的声明和使用均与标准C相同，不过同时相同，不过同时还可以说明指针的存储类型。如：还可以说明指针的存储类型。如：char*s；/*字符指针字符指针*/int*numptr；/*整型指针整型指针*/long*state；/*长整型指针长整型指针*/通用指针总是需要三个字节来存储：第一个字节表示通用指针总是需要三个字节来存储：第一个字节表示存储器类型，第二个字节是指针的高字节，第三个

12、字存储器类型，第二个字节是指针的高字节，第三个字节是指针的低字节。节是指针的低字节。2.存储器指针存储器指针 存储器指针或类型确定的指针在定义时包括一个存储器存储器指针或类型确定的指针在定义时包括一个存储器类型说明，并且总是指向此说明的特定存储器空间。例如：类型说明，并且总是指向此说明的特定存储器空间。例如：char char char char datadatadatadata*str;*str;*str;*str;/*str/*str指向指向datadata区中区中charchar型数据型数据*/*/int int int int xdataxdataxdataxdata*pow;*pow

13、;*pow;*pow;/*pow/*pow指向外部指向外部RAMRAM的的intint型整数型整数*/*/。3.Keil C51函数函数u格式：格式：函数类型函数类型 函数名函数名（形式参数）（形式参数）reentrant u函数的格式与标准函数的格式与标准C语言相同语言相同 3.6 绝对地址访问绝对地址访问使用使用“includeincludeincludeinclude”语句即可使用其中定语句即可使用其中定义的宏来访问绝对地址。该文件中实际只定义了几个义的宏来访问绝对地址。该文件中实际只定义了几个宏，以确定各存储空间的绝对地址，使用方法如下：宏，以确定各存储空间的绝对地址，使用方法如下：1

14、.1.绝对宏绝对宏包括：包括：CBYTECBYTE、XBYTEXBYTE、PWORDPWORD、DBYTEDBYTE、CWORD CWORD、XWORDXWORD、PBYTEPBYTE、DWORDDWORD。例如：例如：rval=CBYTE 0 x0002;rval=CBYTE 0 x0002;rval=CBYTE 0 x0002;rval=CBYTE 0 x0002;/指向程序指向程序存贮存贮存贮存贮器的器的0002h0002h地址地址rval=XWORD0 x0002;rval=XWORD0 x0002;rval=XWORD0 x0002;rval=XWORD0 x0002;/指向外指向外

15、指向外指向外RAMRAMRAMRAM的的的的0004h0004h0004h0004h地址地址地址地址3.6 绝对地址访问绝对地址访问2._at_2._at_关键字关键字直接在数据定义后加上直接在数据定义后加上_at_ const_at_ const即可即可例如：例如：idata struct link list _at_ 0 x40;idata struct link list _at_ 0 x40;idata struct link list _at_ 0 x40;idata struct link list _at_ 0 x40;/指定指定指定指定listlistlistlist结构从结构

16、从结构从结构从40h40h40h40h开始。开始。开始。开始。xdata char text25b _at_0 xE000 xdata char text25b _at_0 xE000 xdata char text25b _at_0 xE000 xdata char text25b _at_0 xE000；/指定指定指定指定texttexttexttext数组从数组从数组从数组从0E000H0E000H0E000H0E000H开始开始开始开始注意：注意：(1)(1)绝对变量不能被初使化；绝对变量不能被初使化；(2)bit(2)bit型函数及变量型函数及变量不能用不能用_at_at_指定。指定

17、。3.7 宏定义与宏定义与C51中常用的头文件中常用的头文件uC51中常用的头文件通常有中常用的头文件通常有reg5l.h、reg52.h、math.h、ctype.h、stdio.h、stdlib.h、absacc.h、intrins.h 等。等。u常用的却只有常用的却只有reg5l.h或或reg52.h，math.h。例如：例如：#include#include 3.7 宏定义与宏定义与C51中常用的头文件中常用的头文件ureg5l.h和和reg52.h是定义是定义51单片机或单片机或52单片机单片机特殊功能寄特殊功能寄存器和位寄存器存器和位寄存器的，这两个头文件中大部分内容是一样的，这两

18、个头文件中大部分内容是一样的，的，52单片机比单片机比51单片机多一个定时器单片机多一个定时器T2，因此，因此，reg52.h中也就比中也就比reg5l.h中多几行定义中多几行定义T2寄存器的内容。寄存器的内容。umath.h是定义常用数学运算是定义常用数学运算，比如求绝对值、求方根、，比如求绝对值、求方根、求正弦和余弦等，该头文件中包含有各种数学运算函数，求正弦和余弦等，该头文件中包含有各种数学运算函数，当我们需要使用时可以直接调用它的内部函数。当我们需要使用时可以直接调用它的内部函数。u平时常用如下头文件平时常用如下头文件#include#include 3.8 C语言的数制与常用运算符语

19、言的数制与常用运算符 1.C语言的数制语言的数制 计算机中常用的数制有三种计算机中常用的数制有三种u十进制数十进制数是我们最熟悉的一种数制，基数为是我们最熟悉的一种数制，基数为10，逢十进一。，逢十进一。u二进制数二进制数是计算机内的基本数制，其主要特点是：是计算机内的基本数制，其主要特点是：u任何二进制数都只由任何二进制数都只由0和和1两个数码组成，其基数是两个数码组成，其基数是2。u进位规则是进位规则是“逢二进一逢二进一”。u十六进制数十六进制数是微型计算机软件编程时常采用的一种数制是微型计算机软件编程时常采用的一种数制u其主要特点：基数是其主要特点：基数是16，“逢十六进一逢十六进一”。

20、2.常用的常用的C语言运算符语言运算符u与标准与标准C相同相同表表3-5 常用的常用的C语言的运算符语言的运算符&a&ba和b作逻辑AND运算|a|ba和b作逻辑OR运算!a将a按位取反ab按位右移b个位ab按位左移b个位,右侧补0|a|a和b的按位做OR运算&a&ba和b的按位做AND运算aba和b的按位做XOR运算a将a的每一位取反&=a&=b将变量的地址存人a存入寄存器*a用来取寄存器所指地址内的值3.9 C51的流程控制语句的流程控制语句1.1.分支结构分支结构选择语句选择语句if ifswitch/caseswitch/case语句语句 2.2.循环语句循环语句 whilewhile

21、语句语句 do-whiledo-while语句语句 forfor循环语句循环语句3.10 单片机的单片机的I/O口编程语句介绍口编程语句介绍(重点重点)u5151系列单片机共有系列单片机共有四个四个8 8位并行位并行I/OI/O口口，分别是，分别是P0P0、P1P1、P2P2、P3P3。一条编程语句即可以。一条编程语句即可以操作单个引脚操作单个引脚，也可，也可以按字节来以按字节来操作操作8 8个引脚个引脚。u数字电路中只有两种电平特性，即数字电路中只有两种电平特性，即高电平高电平和和低电平低电平，因此单片机的引脚只有因此单片机的引脚只有0 0、1 1两种逻辑状态。逻辑两种逻辑状态。逻辑“0”0

22、”的电压值是的电压值是0V0V，逻辑，逻辑“1”1”的电压值是的电压值是5V5V。u因为因为P1P3P1P3口内部有口内部有上拉电阻上拉电阻，所以引脚在没有外围，所以引脚在没有外围电路时读时，单片机电路时读时，单片机读端口的值是逻辑读端口的值是逻辑“1”“1”。表表3-6 C51读写单片机的读写单片机的I/O端口端口操作例子描述读I/O端口tempP1；读P1口接收到的逻辑信息，并送到变量BB中写I/O端口P10 x55；将0 x55送到P1口，此时P1口的对应引脚显示该逻辑信息读I/O口bP1_3；读出引脚P1_3的逻辑状态，并送到位变量C1中写I/O口P1_00;将P1口的第0个引脚设置为

23、低电平输出3.11 简单控制单片机引脚输出（实训二）简单控制单片机引脚输出（实训二）1.实训题目：简单发光二极管流水灯程序实训题目：简单发光二极管流水灯程序2.实训内容实训内容u练习写单片机的练习写单片机的I/O口编程；口编程；u理解如何编程发出逻辑信息，并控制外围电路；理解如何编程发出逻辑信息，并控制外围电路；程序程序1：8个发光二极管个发光二极管L1L8分别接在单片机的分别接在单片机的P1.0P1.7接口接口程序程序2：LED跑马灯跑马灯u利用利用for语句编辑一个的延时函数，并使用该延时函数让语句编辑一个的延时函数，并使用该延时函数让第一个发光二极管亮灭闪动。第一个发光二极管亮灭闪动。程

24、序程序3：LED移位显示移位显示u下面程序可以使下面程序可以使8个发光二极管动起来，点亮顺序为个发光二极管动起来，点亮顺序为P1.0P1.1P1.2P1.3 P1.7，并重复循环。，并重复循环。编程方法同样：编程方法同样：编程使单片机引编程使单片机引脚输出脚输出“0”0”、“1”1”逻辑电平。逻辑电平。3.12 使用使用C语言语言高级语句高级语句控制引脚输出控制引脚输出1.实训题目：发光二极管流水灯程序实训题目：发光二极管流水灯程序2.实训内容实训内容本程序主要练习写单片机的本程序主要练习写单片机的I/O口编程，将口编程，将C语言的语言的判断、循环语句与引脚输出结合起来。判断、循环语句与引脚输

25、出结合起来。3.13 Keil uVision5集成开发编程环境使用集成开发编程环境使用u 实际操作演示实际操作演示3.14 Keil C51编译器使用及程序下载编译器使用及程序下载1.实训题目：控制实训题目：控制LED灯闪烁灯闪烁2.实训目的：熟悉实训目的：熟悉Keil C51编译器的使用方法编译器的使用方法3.实训原理实训原理电路图如图电路图如图2-62-6所示。将电源最小系统板、发光二极所示。将电源最小系统板、发光二极管板用杜邦线连接起来。发光二极管使用单片机的管板用杜邦线连接起来。发光二极管使用单片机的P1.0P1.0引脚来控制。当控制信号为低电平时（逻辑引脚来控制。当控制信号为低电平

26、时（逻辑0 0）发光二极）发光二极管亮，控制信号为高电平（逻辑管亮，控制信号为高电平（逻辑1 1）时发光二极熄灭。）时发光二极熄灭。思考与练习思考与练习1、C51编程与编程与ANSIC编程主要有什么区别编程主要有什么区别?2、51单片机能直接进行处理的单片机能直接进行处理的C51数据类型有哪些数据类型有哪些?3、简述、简述C51存储类型与存储类型与51单片机存储空间的对应关系。单片机存储空间的对应关系。4、C51中中51单片机的特殊功能寄存器如何定义单片机的特殊功能寄存器如何定义?试举例说明。试举例说明。5、C51中中51单片机的并行口如何定义单片机的并行口如何定义?试举例说明。试举例说明。6、C51中中51单片机的位单元变量如何定义单片机的位单元变量如何定义?试举例说明。试举例说明。7、C51中指针的定义与中指针的定义与ANSI C有何异同有何异同?本章作业：本章作业：3，6，7题题热释红外防盗报警器（第3章演示例程1）实验用到的材料人体热释红外防盗报警器注：单片机型号换面任意一款51单片机都通用人体热释红外防盗报警器51单片机IAP15W4K61S4-IAP15W4K61S4-带仿真功能的单片机带仿真功能的单片机