单片机C语言设计指导
在实际工程应用中，51单片机的程序设计一般都是采用C语言编写，通过相
应的编译器，得到可执行代码，以提高程序开发效率。但由于单片机的内部资源有限，并结合单片机的特点（如位操作），与标准C语言相比，有所不同，称为C51程序。 C语言的特点
语言简洁、紧凑，使用方便、灵活。 运算符丰富。
数据结构丰富。具有现代化语言的各种数据结构。 可进行结构化程序设计。 可以直接对计算机硬件进行操作。
生成的目标代码质量高，程序执行效率高。 可移植性好。
C语言程序采用函数结构，每个C语言程序由一个或多个函数组成，在这些函数中至少应包含一个主函数main()，也可以包含一个main()函数和若干个其它的功能函数。不管main()函数放于何处，程序总是从main()函数开始执行，执行到main()函数结束则结束。在main()函数中调用其它函数，其它函数也可以相互调用，但main()函数只能调用其它的功能函数，而不能被其它的函数所调用。
功能函数可以是C语言编译器提供的库函数，也可以是由用户定义的自定义函数。在编制C程序时，程序的开始部分一般是预处理命令、函数说明和变量定义等。
用C语言编写51单片机程序与用汇编语言编写51单片机程序不同，汇编语言必须要考虑其存储器结构，尤其必须考虑其片内数据存储器与特殊功能寄存器的
使用以及按实际地址处理端口数据。
用C语言编写的51单片机应用程序，则不用像汇编语言那样须具体组织、分配存储器资源和处理端口数据，但在C语言编程中，对数据类型与变量的定义，必须要与单片机的存储结构相关联，否则编译器不能正确地映射定位。 用C语言编写单片机应用程序与标准的C语言程序也有相应的区别：C语言编写单片机应用程序时，需根据单片机存储结构及内部资源定义相应的数据类型和变量，而标准的C语言程序不需要考虑这些问题。
C51包含的数据类型、变量存储模式、输入输出处理、函数等方面与标准的C语言有一定的区别。其它的语法规则、程序结构及程序设计方法等与标准的C语言程序设计相同。
现在支持51系列单片机的C语言编译器有很多种，如American Automation、Avocet、BSO/TASKING、DUNFIELD SHAREWARE、KEIL/Franklin等。各种编译器的基本情况相同，但具体处理时有一定的区别，其中KEIL/Franklin以它的代码紧凑和使用方便等特点优于其它编译器，使用特别广泛。 本章主要以KEIL编译器介绍51单片机C语言程序设计。
C51程序结构
C51的语法规定、程序结构及程序设计方法都与标准的C语言程序设计相同，但C51程序与标准的C程序在以下几个方面不一样：
（1）C51中定义的库函数和标准C语言定义的库函数不同。标准的C语言定义的库函数是按通用微型计算机来定义的，而C51中的库函数是按51单片机相应情况来定义的；
（2）C51中的数据类型与标准C的数据类型也有一定的区别，在C51中还增加
了几种针对51单片机特有的数据类型；
（3）C51变量的存储模式与标准C中变量的存储模式不一样，C51中变量的存储模式是与51单片机的存储器紧密相关；
（4）C51与标准C的输入输出处理不一样，C51中的输入输出是通过51串行口来完成的，输入输出指令执行前必须要对串行口进行初始化；
（5）C51与标准C在函数使用方面也有一定的区别，C51中有专门的中断函数。
C51的数据类型
C51的数据类型分为基本数据类型和组合数据类型，情况与标准C中的数据类型基本相同，但其中char型与short型相同，float型与double型相同，另外，C51中还有专门针对于51单片机的特殊功能寄存器型和位类型。 一．字符型char
有signed char和unsigned char之分，默认为signed char。它们的长度均为一个字节，用于存放一个单字节的数据。
对于signed char，它用于定义带符号字节数据，其字节的最高位为符号位，“0”表示正数，“1”表示负数，补码表示，所能表示的数值范围是-128~+127； 对于unsigned char，它用于定义无符号字节数据或字符，可以存放一个字节的无符号数，其取值范围为0~255。unsigned char可以用来存放无符号数，也可以存放西文字符，一个西文字符占一个字节，在计算机内部用ASCII码存放。 二．int整型
分singed int和unsigned int。默认为signed int。它们的长度均为两个字节，用于存放一个双字节数据。对于signed int，用于存放两字节带符号数，补码表示，数的范畴为-32768~+32767。对于unsigned int，用于存放两字节无符号数，数的范围为0~65535。 三．long长整型
分singed long和unsigned long。默认为signed long。它们的长度均为四个字节，用于存放一个四字节数据。对于signed long，用于存放四字节带符号数，补码表示，数的范畴为-21474838~+21474837。对于unsigned long，用于
存放四字节无符号数，数的范围为0~4294967295。 四．float浮点型
float型数据的长度为四个字节，格式符合IEEE-7标准的单精度浮点型数据，包含指数和尾数两部分，最高位为符号位，“1”表示负数，“0”表示正数，其次的8位为阶码，最后的23位为尾数的有效数位，由于尾数的整数部分隐含为“1”，所以尾数的精度为24位。 五．* 指针型
指针型本身就是一个变量，在这个变量中存放的指向另一个数据的地址。这个指针变量要占用一定的内存单元，对不同的处理器其长度不一样，在C51中它的长度一般为1~3个字节。 六．特殊功能寄存器型
这是C51扩充的数据类型，用于访问51单片机中的特殊功能寄存器数据，它分sfr和sfr16两种类型。其中：
sfr为字节型特殊功能寄存器类型，占一个内存单元，利用它可以访问51内部的所有特殊功能寄存器；
sfr16为双字节型特殊功能寄存器类型，占用两个字节单元，利用它可以访问51内部的所有两个字节的特殊功能寄存器。
在C51中对特殊功能寄存器的访问必须先用sfr或sfr16进行声明。 七．位类型
这也是C51中扩充的数据类型，用于访问51单片机中的可寻址的位单元。在C51中，支持两种位类型：bit型和sbit型。它们在内存中都只占一个二进制位，其值可以是“1”或“0”。
其中：用bit定义的位变量在C51编译器编译时，在不同的时候位地址是可以变化的，而用sbit定义的位变量必须与51单片机的一个可以寻址位单元或可位寻址的字节单元中的某一位联系在一起，在C51编译器编译时，其对应的位地址是不可变化的。
KEIL C51编译器能够识别的基本数据类型：
基本数据类型 unsigned char 长度 1字节 取值范围 0~255 signed char unsigned int signed int unsigned long signed long float bit sbit sfr sfr16 1字节 2字节 2字节 4字节 4字节 4字节 1位 1位 1字节 2字节 -128~+127 0~65535 -32768~+32767 0~4294967295 -21474838~+21474837 1.1794E-38~3.402823E+38 0或1 0或1 0~255 0~65535 在C51语言程序中，有可能会出现在运算中数据类型不一致的情况。C51允许任何标准数据类型的隐式转换，隐式转换的优先级顺序如下： Bit→char→int→long→float→signed→unsigned
也就是说，当char型与int型进行运算时，先自动对char型扩展为int型，然后与int型进行运算，运算结果为int型。C51除了支持隐式类型转换外，还可以通过强制类型转换符“（）”对数据类型进行人为的强制转换。
C5l编译器除了能支持以上这些基本数据类型之外，还能支持一些复杂的组合型数据类型，如数组类型、指针类型、结构类型、联合类型等这些复杂的数据类型，在后面将相继介绍。
C51的运算量 A. 常量
常量是指在程序执行过程中其值不能改变的量。在C51中支持整型常量、浮点型常量、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数，根据其值范围在计算机中分配不同的字节数来存放。在C51中它可以表示成以下几种形式：
十进制整数。如234、-56、0等。
十六进制整数。以0x开头表示，如0x12表示十六进制数12H。 长整数。在C51中当一个整数的值达到长整型的范围，则该数按长整型存放，在存储器中占四个字节，另外，如一个整数后面加一个字母L，这个数在存储器中也按长整型存放。如123L在存储器中占四个字节。 二．浮点型常量
浮点型常量也就是实型常数。有十进制表示形式和指数表示形式。
十进制表示形式又称定点表示形式，由数字和小数点组成。如 0.123、34.5等都是十进制数表示形式的浮点型常量。
指数表示形式为： [] 数字 [.数字] e []数字
例如：123.456e-3、-3.123e2等都是指数形式的浮点型常量。 三．字符型常量
字符型常量是用单引号引起的字符，如‘a’、‘1’、‘F’等。可以是可显示的ASCII字符，也可以是不可显示的控制字符。对不可显示的控制字符须在前面加上反斜杠“\\”组成转义字符。利用它可以完成一些特殊功能和输出时的格式控制。常用的转义字符如下表所示。
转义字符 \\ o \\ n \\ r \\ t \\ b \\ f \\ ‘ \\ ” \\ \\ 含义 空字符（null） 换行符（LF） 回车符（CR） 水平制表符（HT） 退格符（BS） 换页符（FF） 单引号 双引号 反斜杠 ASCII码（十六进制数） 00H 0AH 0DH 09H 08H 0CH 27H 22H 5CH 四．字符串型常量
字符串型常量由双引号“”括起的字符组成。如“D”、“1234”、“ABCD”等。注
意字符串常量与字符常量是不一样，一个字符常量在计算机内只用一个字节存放，而一个字符串常量在内存中存放时不仅双引号内的字符一个占一个字节，而且系统会自动的在后面加一个转义字符“\\o”作为字符串结束符。因此不要将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”是不一样的。 B. 变量
变量是在程序运行过程中其值可以改变的量。一个变量由两部分组成：变量名和变量值。
在C51中，变量在使用前必须对变量进行定义，指出变量的数据类型和存储模式。以便编译系统为它分配相应的存储单元。定义的格式如下：
[存储种类] 数据类型说明符 [存储器类型] 变量名1[=初值]，变量名2[初值]„；
一．数据类型说明符
在定义变量时，必须通过数据类型说明符指明变量的数据类型，指明变量在存储器中占用的字节数。可以是基本数据类型说明符，也可以是组合数据类型说明符，还可以是用typedef定义的类型别名。
在C51中，为了增加程序的可读性，允许用户为系统固有的数据类型说明符用typedef起别名，格式如下：
typedef c51固有的数据类型说明符 别名；
定义别名后，就可以用别名代替数据类型说明符对变量进行定义。别名可以用大写，也可以用小写，为了区别一般用大写字母表示。 【例】 typedef的使用。 typedef unsigned int WORD; typedef unsigned char BYTE; BYTE a1=0x12; WORD a2=0x1234; 二．变量名
变量名是C51区分不同变量，为不同变量取的名称。在C51中规定变量名可以由字母、数字和下划线三种字符组成，且第一个字母必须为字母或下划线。变量名有两种：普通变量名和指针变量名。它们的区别是指针变量名前面要带“*”号。
三．存储种类
存储种类是指变量在程序执行过程中的作用范围。C51变量的存储种类有四种，分别是自动(auto)、外部(extern)、静态(static)和寄存器(register)。 1．auto：
使用auto定义的变量称为自动变量，其作用范围在定义它的函数体或复合语句内部，当定义它的函数体或复合语句执行时，C51才为该变量分配内存空间，结束时占用的内存空间释放。自动变量一般分配在内存的堆栈空间中。定义变量时，如果省略存储种类，则该变量默认为自动(auto)变量。 2．extern：
使用extern定义的变量称为外部变量。在一个函数体内，要使用一个已在该函数体外或别的程序中定义过的外部变量时，该变量在该函数体内要用extern说明。外部变量被定义后分配固定的内存空间，在程序整个执行时间内都有效，直到程序结束才释放。 3．static：
使用static定义的变量称为静态变量。它又分为内部静态变量和外部静态变量。在函数体内部定义的静态变量为内部静态变量，它在对应的函数体内有效，一直存在，但在函数体外不可见，这样不仅使变量在定义它的函数体外被保护，还可以实现当离开函数时值不被改变。外部静态变量上在函数外部定义的静态变量。它在程序中一直存在，但在定义的范围之外是不可见的。如在多文件或多模块处理中，外部静态变量只在文件内部或模块内部有效。 4．register：
使用register定义的变量称为寄存器变量。它定义的变量存放在CPU内部的寄存器中，处理速度快，但数目少。C51编译器编译时能自动识别程序中使用频率最高的变量，并自动将其作为寄存器变量，用户可以无需专门声明。 四．存储器类型
存储器类型是用于指明变量所处的单片机的存储器区域情况。存储器类型与存储种类完全不同。C51编译器能识别的存储器类型有以下几种，见表所示。
存储器类型 data 描述 直接寻址的片内RAM低128B，访问速度快 bdata idata pdata xdata code 片内RAM的可位寻址区（20H~2FH），允许字节和位混合访问 间接寻址访问的片内RAM，允许访问全部片内RAM 用Ri间接访问的片外RAM的低256B 用DPTR间接访问的片外RAM，允许访问全部k片外RAM 程序存储器ROM k空间 定义变量时也可以省“存储器类型”，省时C51编译器将按编译模式默认存储器类型，具体编译模式的情况在后面介绍。
【例】变量定义存储种类和存储器类型相关情况。
char data varl； /*在片内RAM低128B定义用直接寻址方式访问的字符型变量var1*/
int idata var2； /*在片内RAM256B定义用间接寻址方式访问的整型变量var2*/
auto unsigned long data var3； /*在片内RAM128B定义用直接寻址方式访问的自动无符号长整型变量var3*/
extern float xdata var4； /*在片外RAMKB空间定义用间接寻址方式访问的外部实型变量var4*/
int code var5； /*在ROM空间定义整型变量var5*/
unsign char bdata var6； /*在片内RAM位寻址区20H~2FH单元定义可字节处理和位处理的无符号字符型变量var6*/ 五．特殊功能寄存器变量
51系列单片机片内有许多特殊功能寄存器，通过这些特殊功能寄存器可以控制51系列单片机的定时器、计数器、串口、I/O及其它功能部件，每一个特殊功能寄存器在片内RAM中都对应于一个字节单元或两个字节单元。
在C51中，允许用户对这些特殊功能寄存器进行访问，访问时须通过sfr或sfr16类型说明符进行定义，定义时须指明它们所对应的片内RAM单元的地址。格式如下：
sfr或sfr16 特殊功能寄存器名=地址；
sfr用于对51单片机中单字节的特殊功能寄存器进行定义，sfr16用于对双字节
特殊功能寄存器进行定义。特殊功能寄存器名一般用大写字母表示。地址一般用直接地址形式，具体特殊功能寄存器地址见前面内容。 【例】特殊功能寄存器的定义。
sfr PSW=0xd0； sfr SCON=0x98； sfr TMOD=0x； sfr P1=0x90； sfr16 DPTR=0x82； sfr16 T1=0X8A；
六．位变量
在C51中，允许用户通过位类型符定义位变量。位类型符有两个：bit和sbit。可以定义两种位变量。
bit位类型符用于定义一般的可位处理位变量。它的格式如下： bit 位变量名；
在格式中可以加上各种修饰，但注意存储器类型只能是bdata、data、idata。只能是片内RAM的可位寻址区，严格来说只能是bdata。 【例】 bit型变量的定义。
bit data a1； /*正确*/ bit bdata a2； /*正确*/ bit pdata a3； /*错误*/ bit xdata a4； /*错误*/
sbit位类型符用于定义在可位寻址字节或特殊功能寄存器中的位，定义时须指明其位地址，可以是位直接地址，可以是可位寻址变量带位号，也可以是特殊功能寄存器名带位号。格式如下： sbit 位变量名=位地址；
如位地址为位直接地址，其取值范围为0x00~0xff；如位地址是可位寻址变量带位号或特殊功能寄存器名带位号，则在它前面须对可位寻址变量或特殊功能寄存器进行定义。字节地址与位号之间、特殊功能寄存器与位号之间一般用“^”作间隔。
【例】sbit型变量的定义： sbit OV=0xd2； sbit CY=oxd7；
unsigned char bdata flag； sbit flag0=flag^0； sfr P1=0x90；
sbit P1_0=P1^0； sbit P1_1=P1^1； sbit P1_2=P1^2； sbit P1_3=P1^3； sbit P1_4=P1^4； sbit P1_5=P1^5； sbit P1_6=P1^6； sbit P1_7=P1^7；
在C51中，为了用户处理方便，C51编译器把51单片机的常用的特殊功能寄存器和特殊位进行了定义，放在一个“reg51.h”或“reg52.h”的头文件中，当用户要使用时，只须要在使用之前用一条预处理命令#include 存储模式 C51编译器支持三种存储模式：SMALL模式、COMPACT模式和LARGE模式。不同的存储模式对变量默认的存储器类型不一样。 （1）SMALL模式。SMALL模式称为小编译模式，在SMALL模式下，编译时，函数参数和变量被默认在片内RAM中，存储器类型为data。 （2）COMPACT模式。COMPACT模式称为紧凑编译模式，在COMPACT模式下，编译时，函数参数和变量被默认在片外RAM的低256字节空间，存储器类型为pdata。 （3）LARGE模式。LARGE模式称为大编译模式，在LARGE模式下，编译时函数参数和变量被默认在片外RAM的K字节空间，存储器类型为xdata。 在程序中变量的存储模式的指定通过#pragma预处理命令来实现。函数的存储模式可通过在函数定义时后面带存储模式说明。如果没有指定，则系统都隐含为SMALL模式。 【例】变量的存储模式。 #pragma small /*变量的存储模式为SMALL*/ char k1; int xdata m1; #pragma compact /*变量的存储模式为SMALL*/ char k2; int xdata m2; int func1(int x1,int y1) large /*函数的存储模式为LARGE*/ { return(x1+y1);} int func2(int x2,int y2) /*函数的存储模式隐含为SMALL*/ { return(x2-y2);} 程序编译时，k1变量存储器类型为data，k2变量存储器类型为pdata，而m1和m2由于定义时带了存储器类型xdata，因而它们为xdata型；函数func1的形参x1和y1的存储器类型为xdata型，而函数func2由于没有指明存储模式，隐含为SMALL模式，形参x2和y2的存储器类型为data。 绝对地址的访问 一．使用C51运行库中预定义宏 C51编译器提供了一组宏定义来对51系列单片机的code、data、pdata和xdata空间进行绝对寻址。规定只能以无符号数方式访问，定义了8个宏定义，其函数原型如下： #define CBYTE((unsigned char volatile*)0x50000L) #define DBYTE((unsigned char volatile*)0x40000L) #define PBYTE((unsigned char volatile*)0x30000L) #define XBYTE((unsigned char volatile*)0x20000L) #define CWORD((unsigned int volatile*)0x50000L) #define DWORD((unsigned int volatile*)0x40000L) #define PWORD((unsigned int volatile*)0x30000L) #define XWORD((unsigned int volatile*)0x20000L) 这些函数原型放在absacc.h文件中。使用时须用预处理命令把该头文件包含到文件中，形式为：#include 其中：CBYTE以字节形式对code区寻址，DBYTE以字节形式对data区寻址，PBYTE以字节形式对pdata区寻址，XBYTE以字节形式对xdata区寻址，CWORD以字形式对code区寻址，DWORD以字形式对data区寻址，PWORD以字形式对pdata区寻址，XWORD以字形式对xdata区寻址。 【例】绝对地址对存储单元的访问 #include #define uchar unsigned char /*定义符号uchar为数据类型符unsigned char*/ #define uint unsigned int /*定义符号uint为数据类型符unsigned int*/ void main(void) { uchar var1; uint var2; var1=XBYTE[0x0005]; var2=XWORD[0x0002]; ...... while(1); } /*XBYTE[0x0005]访问片外RAM的0005字节单元*/ /*XWORD[0x0002]访问片外RAM的000字单元*/ 在上面程序中，其中XBYTE[0x0005]就是以绝对地址方式访问的片外RAM 0005字节单元；XWORD[0x0002]就是以绝对地址方式访问的片外RAM 0002字单元。 二．通过指针访问 采用指针的方法，可以实现在C51程序中对任意指定的存储器单元进行访问。 【例】通过指针实现绝对地址的访问。 #define uchar unsigned char char*/ /*定义符号uchar为数据类型符unsigned #define uint unsigned int /*定义符号uint为数据类型符unsigned int*/ void func(void) { uchar data var1; uchar pdata *dp1; /*定义一个指向pdata区的指针dp1*/ uint xdata *dp2; /*定义一个指向xdata区的指针dp2*/ uchar data *dp3; /*定义一个指向data区的指针dp3*/ dp1=0x30; /*dp1指针赋值，指向pdata区的30H单元*/ dp2=0x1000; /*dp2指针赋值，指向xdata区的1000H单元*/ *dp1=0xff; /*将数据0xff送到片外RAM30H单元*/ *dp2=0x1234; /*将数据0x1234送到片外RAM1000H单元*/ dp3=&var1; /*dp3指针指向data区的var1变量*/ *dp3=0x20; /*给变量var1赋值0x20*/ } 三．使用C51扩展关键字_at_ 使用_at_对指定的存储器空间的绝对地址进行访问，一般格式如下： [存储器类型] 数据类型说明符变量名 _at_ 地址常数； 其中，存储器类型为data、bdata、idata、pdata等C51能识别的数据类型，如省略则按存储模式规定的默认存储器类型确定变量的存储器区域；数据类型为C51支持的数据类型。地址常数用于指定变量的绝对地址，必须位于有效的存储器空间之内；使用_at_定义的变量必须为全局变量。 【例】通过_at_实现绝对地址的访问。 #define uchar unsigned char /*定义符号uchar为数据类型符unsigned char*/ #define uint unsigned int /*定义符号uint为数据类型符unsigned int*/ void main(void) { data uchar x1 _at_ 0x40; /*在data区中定义字节变量x1,它的地址为40H*/ xdata uint x2 _at_ 0x2000; /*在xdata区中定义字变量x2,它的地址为2000H*/ x1=0xff; x2=0x1234; ...... while(1); } C51的运算符及表达式 A. 赋值运算符 赋值运算符“=”，在C51中，它的功能是将一个数据的值赋给一个变量，如x=10。利用赋值运算符将一个变量与一个表达式连接起来的式子称为赋值表达式，在赋值表达式的后面加一个分号“；”就构成了赋值语句，一个赋值语句的格式如下： 变量=表达式； 执行时先计算出右边表达式的值，然后赋给左边的变量。例如： x=8+9； /*将8+9的值赋绐变量x*/ x=y=5； /*将常数5同时赋给变量x和y*/ 在C51中，允许在一个语句中同时给多个变量赋值，赋值顺序自右向左。 B. 算术运算符 C51中支持的算术运算符有： + 加或取正值运算符 - 减或取负值运算符 * 乘运算符 / 除运算符 % 取余运算符 加、减、乘运算相对比较简单，而对于除运算，如相除的两个数为浮点数，则运算的结果也为浮点数，如相除的两个数为整数，则运算的结果也为整数，即为整除。如25.0/20.0结果为1.25，而25/20结果为1。 对于取余运算，则要求参加运算的两个数必须为整数，运算结果为它们的余数。例如：x=5%3，结果x的值为2。 C. 关系运算符 C51中有6种关系运算符： >大于 <小于 >= 大于等于 <= 小于等于 = = 等于 != 不等于 关系运算用于比较两个数的大小，用关系运算符将两个表达式连接起来形成的式子称为关系表达式。关系表达式通常用来作为判别条件构造分支或循环程序。关系表达式的一般形式如下： 表达式1 关系运算符表达式2 关系运算的结果为逻辑量，成立为真（1），不成立为假（0）。其结果可以作为一个逻辑量参与逻辑运算。例如：5>3，结果为真（1），而10= =100，结果为假（0）。 注意：关系运算符等于“= =”是由两个“=”组成。 D. 逻辑运算符 C51有3种逻辑运算符： || 逻辑或 &&逻辑与 ！逻辑非 关系运算符用于反映两个表达式之间的大小关系，逻辑运算符则用于求条件式的逻辑值，用逻辑运算符将关系表达式或逻辑量连接起来的式子就是逻辑表达式。 逻辑与，格式： 条件式1 &&条件式2 当条件式1与条件式2都为真时结果为真（非0值），否则为假（0值）。 逻辑或，格式： 条件式1 || 条件式2 当条件式1与条件式2都为假时结果为假（0值），否则为真（非0值）。 逻辑非，格式： ！条件式 当条件式原来为真（非0值），逻辑非后结果为假（0值）。当条件式原来为假（0值），逻辑非后结果为真（非0值）。 例如：若a=8，b=3，c=0，则！a为假，a && b为真，b && c为假。 C51语言能对运算对象按位进行操作，它与汇编语言使用一样方便。位运算是按位对变量进行运算，但并不改变参与运算的变量的值。如果要求按位改变变量的值，则要利用相应的赋值运算。C51中位运算符只能对整数进行操作，不能对浮点数进行操作。C51中的位运算符有： E. 位运算符 &按位与 | 按位或 ^ 按位异或 ~ 按位取反 <<左移 >>右移 【例】设a=0x45=01010100B，b=0x3b=00111011B，则a&b、a|b、a^b、~a、a<<2、b>>2分别为多少？ a&b=00010000b=0x10。 a|b=01111111B=0x7f。 a^b=01101111B=0x6f。 ~a=10101011B=0xab。 a<<2=01010000B=0x50。 b>>2=00001110B=0x0e。 F. 复合赋值运算符 C51语言中支持在赋值运算符“=”的前面加上其它运算符，组成复合赋值运算符。下面是C51中支持的复合赋值运算符 += 加法赋值+ 减法赋值 *= 乘法赋值 /= 除法赋值 %= 取模赋值&= 逻辑与赋值 |= 逻辑或赋值 ^= 逻辑异或赋值 ~= 逻辑非赋值>>= 右移位赋值 <<= 左移位赋值 复合赋值运算的一般格式如下： 变量复合运算赋值符表达式 它的处理过程：先把变量与后面的表达式进行某种运算，然后将运算的结果赋给前面的变量。其实这是C51语言中简化程序的一种方法，大多数二目运算都可以用复合赋值运算符简化表示。例如：a+=6相当于a=a+6；a*=5相当于a=a*5；b&=0x55相当于b=b&0x55；x>>=2相当于x=x>>2。 G. 逗号运算符 在C51语言中，逗号“，”是一个特殊的运算符，可以用它将两个或两个以上的表达式连接起来，称为逗号表达式。逗号表达式的一般格式为： 表达式1，表达式2，„„，表达式n 程序执行时对逗号表达式的处理：按从左至右的顺序依次计算出各个表达式的值，而整个逗号表达式的值是最右边的表达式（表达式n）的值。例如：x=(a=3,6*3)结果x的值为18。 H. 条件运算符 条件运算符“？：”是C51语言中唯一的一个三目运算符，它要求有三个运算对象，用它可以将三个表达式连接在一起构成一个条件表达式。条件表达式的一般格式为： 逻辑表达式？表达式1：表达式2 其功能是先计算逻辑表达式的值，当逻辑表达式的值为真（非0值）时，将计算的表达式1的值作为整个条件表达式的值；当逻辑表达式的值为假（0值）时，将计算的表达式2的值作为整个条件表达式的值。例如：条件表达式max=(a>b)?a:b的执行结果是将a和b中较大的数赋值给变量max。 I. 指针与地址运算符 指针是C51语言中的一个十分重要的概念，在C51中的数据类型中专门有一种指针类型。指针为变量的访问提供了另一种方式，变量的指针就是该变量的地址，还可以定义一个专门指向某个变量的地址的指针变量。 为了表示指针变量和它所指向的变量地址之间的关系，C51中提供了两个专门的 运算符： * 指针运算符 &取地址运算符 指针运算符“*”放在指针变量前面，通过它实现访问以指针变量的内容为地址所指向的存储单元。例如：指针变量p中的地址为2000H，则*p所访问的是地址为2000H的存储单元，x=*p，实现把地址为2000H的存储单元的内容送给变量x。 取地址运算符“&”放在变量的前面，通过它取得变量的地址，变量的地址通常送给指针变量。例如：设变量x的内容为12H，地址为2000H，则&x的值为2000H，如有一指针变量p，则通常用p=&x，实现将x变量的地址送给指针变量p，指针变量p指向变量x，以后可以通过*p访问变量x。 表达式语句及复合语句 A. 表达式语句 在表达式的后边加一个分号“；”就构成了表达式语句 ,如: a=++b*9； x=8；y=7； ++k； 可以一行放一个表达式形成表达式语句，也可以一行放多个表达式形成表达式语句，这时每个表达式后面都必须带“；”号，另外，还可以仅由—个分号“；”占一行形成一个表达式语句，这种语句称为空语句。 空语句在程序设计中通常用于两种情况： （1）在程序中为有关语句提供标号，用以标记程序执行的位置。例如采用下面的语句可以构成一个循环。 repeat：； : goto repeat； （2）在用while语句构成的循环语句后面加一个分号，形成一个不执行其它操作的空循环体。这种结构通常用于对某位进行判断，当不满足条件则等待，满足条件则执行。 【例】下面这段子程序用于读取8051单片机的串行口的数据，当没有接收到则等待，当接收到，接收数据后返回，返回值为接收的数据。 #include while(!RI); //当接收中断标志位RI为0则等待，当接收中断标志位为1则;等待结束 c=SBUF; RI=0; return(c); } B. 复合语句 复合语句是由若干条语句组合而成的一种语句，在C51中，用一个大括号“{ }”将若干条语句括在一起就形成了一个复合语句，复合语句最后不需要以分号“；”结束，但它内部的各条语句仍需以分号“；”结束。复合语句的一般形式为： { 局部变量定义； 语句l； 语句2； } 复合语句在执行时，其中的各条单语句按顺序依次执行，整个复合语句在语法上等价于一条单语句，因此在C51中可以将复合语句视为一条单语句。通常复合语句出现在函数中，实际上，函数的执行部分（即函数体）就是一个复合语句；复合语句中的单语句一般是可执行语句，此外还可以是变量的定义语句（说明变量的数据类型）。在复合语句内部语句所定义的变量，称为该复合语句中的局部变量，它仅在当前这个复合语句中有效。利用复合语句将多条单语句组合在—起，以及在复合语句中进行局部变量定义是C51语言的一个重要特征。 C51的输入输出 在C51语言中，它本身不提供输入和输出语句，输入和输出操作是由函数来实现的。在C51的标准函数库中提供了一个名为“stdio.h”的一般I/O函数库，它当中定义了C51中的输入和输出函数。当对输入和输出函数使用时，须先用预处理命令“#include 在C51的一般I/O函数库中定义的I/O函数都是通过串行接口实现，在使用I/O函数之前，应先对51单片机的串行接口进行初始化。选择串口工作于方式2（8位自动重载方式），波特率由定时器/计数器1溢出率决定。例如，设系统时钟为12MHZ，波特率为2400，则初始化程序如下： SCON=0x52； TMOD=0X20； TH1=0xf3； TR1=1； A. 格式输出函数printf() printf()函数的的作用是通过串行接口输出若干任意类型的数据，它的格式如下： printf(格式控制，输出参数表) 格式控制是用双引号括起来的字符串，也称转换控制字符串，它包括三种信息：格式说明符、普通字符和转义字符。 （1）格式说明符，由“%”和格式字符组成，它的作用是用于指明输出的数据的格式输出，如%d、%f等，它们的具体情况见下表。 （2）普通字符，这些字符按原样输出，用来输出某些提示信息。 （3）转义字符，就是前面介绍的转义字符（下表），用来输出特定的控制符，如输出转义字符\\n就是使输出换一行。 输出参数表是需要输出的一组数据，可以是表达式。 格式字符 d u o x X f e，E g，G c s p 数据类型 int int int int int float float float char 指针 指针 输出格式 带符号十进制数 无符号十进制数 无符号八进制数 无符号十六进制数，用“a~f”表示 无符号十六进制数，用“A~F”表示 带符号十进制数浮点数，形式为[-]dddd.dddd 带符号十进制数浮点数，形式为[-]d.ddddEdd 自动选择e或f格式中更紧凑的一种输出格式 单个字符 指向一个带结束符的字符串 带存储器批示符和偏移量的指针，形式为M：aaaa。其中，M可分别为：C(code)，D(data)，I(idata)，P(pdata)，如M为a，则表示的是指针偏移量 B. 格式输入函数scanf（） scanf（）函数的作用是通过串行接口实现数据输入，它的使用方法与printf（）类似，scanf（）的格式如下： scanf（格式控制，地址列表） 格式控制与printf（）函数的情况类似，也是用双引号括起来的一些字符，可以包括以下三种信息：空白字符、普通字符和格式说明。 （1）空白字符，包含空格、制表符、换行符等，这些字符在输出时被忽略。 （2）普通字符，除了以百分号“%”开头的格式说明符而外的所有非空白字符，在输入时要求原样输入。 （3）格式说明，由百分号“%”和格式说明符组成，用于指明输入数据的格式，它的基本情况与printf（）相同，具体情况见表4-5。 地址列表是由若干个地址组成，它可以是指针变量、取地址运算符“&”加变量（变量的地址）或字符串名（表示字符串的首地址）。 格式字符 数据类型 输出格式 d u o x f，e，E c s int指针 int指针 int指针 int指针 float指针 char指针 string指针 带符号十进制数 无符号十进制数 无符号八进制数 无符号十六进制数 浮点数 字符 字符串 【例】使用格式输入输出函数的例子 #include int x,y; //定义整型变量x和y SCON=0x52; //串口初始化 TMOD=0x20; TH1=0XF3; TR1=1; printf(“input x,y:\\n”); //输出提示信息 scanf(“%d%d”,&x,&y); //输入x和y的值 printf(“\\n”); //输出换行 printf(“%d+%d=%d”,x,y,x+y); //按十进制形式输出 printf(“\\n”); //输出换行 printf(“%xH+%xH=%XH”,x,y,x+y); //按十六进制形式输出 while(1); //结束 } C51程序基本结构与相关语句 A. C51的基本结构 一．顺序结构 顺序结构是最基本、最简单的结构，在这种结构中，程序由低地址到高地址依次 执行，如图给出顺序结构流程图，程序先执行A操作，然后再执行B操作。 二．选择结构 选择结构可使程序根据不同的情况，选择执行不同的分支，在选择结构中，程序先都对一个条件进行判断。当条件成立，即条件语句为“真”时，执行一个分支，当条件不成立时，即条件语句为“假”时，执行另一个分支。如图：当条件S成立时，执行分支A，当条件P不成立时，执行分支B。 在C51中，实现选择结构的语句为if/else，if/else if语句。另外在C51中还支持多分支结构，多分支结构既可以通过if和else if语句嵌套实现，可用swith/case语句实现。 三．循环结构 在程序处理过程中，有时需要某一段程序重复执行多次，这时就需要循环结构来实现，循环结构就是能够使程序段重复执行的结构。循环结构又分为两种：当（while）型循环结构和直到（do...while）型循环结构。 （1）当型循环结构 当型循环结构如图：当条件P成立（为“真”）时，重复执行语句A，当条件不成立（为“假”）时才停止重复，执行后面的程序。 （2）直到型循环结构 直到型循环结构，先执行语句A，再判断条件P，当条件成立（为“真”）时，再重复执行语句A，直到条件不成立（为“假”）时才停止重复，执行后面的程序。 构成循环结构的语句主要有：while、do while、for、goto B. if语句 if语句是C51中的一个基本条件选择语句，它通常有三种格式： （1）if （表达式） {语句；} （2）if （表达式） {语句1；} else {语句2；} （3）if （表达式1） {语句1；} else if （表达式2）（语句2；） else if （表达式3）（语句3；） „„ else if （表达式n-1）（语句n-1；） else {语句n} 【例】 if语句的用法。 （1）if (x!=y) printf(“x=%d,y=%d\\n”,x,y); 执行上面语句时，如果x不等于y，则输出x的值和y的值。 （2）if (x>y) max=x; else max=y; 执行上面语句时，如x大于y成立，则把x送给最大值变量max，如x大于y不成立，则把y送给最大值变量max。使max变量得到x、y中的大数。 （3）if (score>=90) printf(“Your result is an A\\n”); else if (score>=80) printf(“Your result is an B\\n”); else if (score>=70) printf(“Your result is an C\\n”); else if (score>=60) printf(“Your result is an D\\n”); else printf(“Your result is an E\\n”); 执行上面语句后，能够根据分数score分别打出A、B、C、D、E五个等级。 C. switch/case语句 if语句通过嵌套可以实现多分支结构，但结构复杂。switch是C51中提供的专门处理多分支结构的多分支选择语句。它的格式如下： switch （表达式） {case 常量表达式1：{语句1；}break； case 常量表达式2：{语句2；}break； „„ case 常量表达式n：{语句n；}break； default：{语句n+1；} 说明如下： （1）switch后面括号内的表达式，可以是整型或字符型表达式。 （2）当该表达式的值与某一“case”后面的常量表达式的值相等时，就执行该“case”后面的语句，然后遇到break语句退出switch语句。若表达式的值与所有case后的常量表达式的值都不相同，则执行default后面的语句，然后退出switch结构。 （3）每一个case常量表达式的值必须不同否则会出现自相矛盾的现象。 （4）case语句和default语句的出现次序对执行过程没有影响。 （5）每个case语句后面可以有“break”，也可以没有。有break语句，执行到break则退出switch结构，若没有，则会顺次执行后面的语句，直到遇到break或结束。 （6）每一个case语句后面可以带一个语句，也可以带多个语句，还可以不带。语句可以用花括号括起，也可以不括。 （7）多个case可以共用一组执行语句。 【例】 switch/case语句的用法。 对学生成绩划分为A~D，对应不同的百分制分数，要求根据不同的等级打印出它 的对应百分数。可以通过下面的switch/case语句实现。 „„ switch（grade） { case ‘A’；printf（”90~100\\n”）；break； case ‘B’；printf（”80~90\\n”）；break； case ‘C’；printf（”70~80\\n”）；break； case ‘D’；printf（”60~70\\n”）；break； case ‘E’；printf（”<60\\n”）；break； default；printf（”error”\\n） } D. while语句 while语句在C51中用于实现当型循环结构，它的格式如下： while（表达式） {语句；} /*循环体*/ while语句后面的表达式是能否循环的条件，后面的语句是循环体。当表达式为非0（真）时，就重复执行循环体内的语句；当表达式为0（假），则中止while循环，程序将执行循环结构之外的下一条语句。它的特点是：先判断条件，后执行循环体。在循环体中对条件进行改变，然后再判断条件，如条件成立，则再执行循环体，如条件不成立，则退出循环。如条件第一次就不成立，则循环体一次也不执行。 【例】下面程序是通过while语句实现计算并输出1~100的累加和。 #include int i,s=0; i=1; SCON=0x52; //串口初始化 TMOD=0x20; //定义整型变量x和y TH1=0XF3; TR1=1; while (i<=100) //累加1~100之和在s中 { s=s+i; i++; } printf(“1+2+3……+100=%d\\n”,s); while(1); } 程序执行的结果： 1+2+3……+100=5050 E. do while语句 do while语句在C51中用于实现直到型循环结构，它的格式如下： do {语句；} /*循环体*/ while（表达式）； 它的特点是：先执行循环体中的语句，后判断表达式。如表达式成立（真），则再执行循环体，然后又判断，直到有表达式不成立（假）时，退出循环，执行do while结构的下一条语句。do while语句在执行时，循环体内的语句至少会被执行一次。 【例】通过do while语句实现计算并输出1~100的累加和。 #include int i,s=0; //定义整型变量x和y i=1; SCON=0x52; //串口初始化 TMOD=0x20; TH1=0XF3; TR1=1; do //累加1~100之和在s中 { s=s+i; i++; } while (i<=100); printf(“1+2+3……+100=%d\\n”,s); while(1); } F. for语句 for（表达式1；表达式2；表达式3） {语句；} /*循环体*/ for语句后面带三个表达式，它的执行过程如下： （1）先求解表达式1的值。 （2）求解表达式2的值，如表达式2的值为真，则执行循环休中的语句，然后执行下一步（3）的操作，如表达式2的值为假，则结束for循环，转到最后一步。 （3）若表达式2的值为真，则执行完循环体中的语句后，求解表达式3，然后转到第四步。 （4）转到（2）继续执行。 （5）退出for循环，执行下面的一条语句。 在for循环中，一般表达式1为初值表达式，用于给循环变量赋初值；表达式2为条件表达式，对循环变量进行判断；表达式3为循环变量更新表达式，用于对循环变量的值进行更新，使循环变量能不满足条件而退出循环。 【例】用for语句实现计算并输出1~100的累加和。 #include void main(void) //主函数 { int i,s=0; //定义整型变量x和y SCON=0x52; //串口初始化 TMOD=0x20; TH1=0XF3; TR1=1; for (i=1;i<=100;i++) s=s+i; //累加1~100之和在s中 printf(“1+2+3……+100=%d\\n”,s); while(1); } G. 循环的嵌套 在一个循环的循环体中允许又包含一个完整的循环结构，这种结构称为循环的嵌套。外面的循环称为外循环，里面的循环称为内循环，如果在内循环的循环体内又包含循环结构，就构成了多重循环。在C51中，允许三种循环结构相互嵌套。 【例】用嵌套结构构造一个延时程序。 void delay(unsigned int x) { unsigned char j; while(x--) {for (j=0;j<125;j++);} } 这里，用内循环构造一个基准的延时，调用时通过参数设置外循环的次数，这样就可以形成各种延时关系。 H. break和continue语句 break和continue语句通常用于循环结构中，用来跳出循环结构。但是二者又有所不同，下面分别介绍。 1．break语句 前面已介绍过用break语句可以跳出switch结构，使程序继续执行switch结构后 面的一个语句。使用break语句还可以从循环体中跳出循环，提前结束循环而接着执行循环结构下面的语句。它不能用在除了循环语句和switch语句之外的任何其它语句中。 【例19】下面一段程序用于计算圆的面积，当计算到面积大于100时，由break语句跳出循环。 for (r=1；r<=10；r++) { area=pi*r*r； if (area>100) break； printf(“%f\\n”，area)； } 2．continue语句 continue语句用在循环结构中，用于结束本次循环，跳过循环体中continue下面尚未执行的语句，直接进行下一次是否执行循环的判定。 continue语句和break语句的区别在于：continue语句只是结束本次循环而不是终止整个循环；break语句则是结束循环，不再进行条件判断。 【例20】输出100~200间不能被3整除的数。 for (i=100；i<=200；i++) { if (i%3= =0) continue; printf(“%d ”；i); } 在程序中，当i能被3整除时，执行continue语句，结束本次循环，跳过printf（）函数，只有能被3整除时才执行printf（）函数。 I. return语句 return语句一般放在函数的最后位置，用于终止函数的执行，并控制程序返回调用该函数时所处的位置。返回时还可以通过return语句带回返回值。return语句格式有两种： （1）return； （2）return (表达式)； 如果return语句后面带有表达式，则要计算表达式的值，并将表达式的值作为函数的返回值。若不带表达式，则函数返回时将返回一个不确定的值。通常我们用return语句把调用函数取得的值返回给主调用函数。 函数 A. 函数的定义 函数定义的一般格式如下： 函数类型函数名（形式参数表） [reentrant][interrupt m][using n] 形式参数说明 { } 前面部件称为函数的首部，后面称为函数的尾部，格式说明： 1．函数类型 函数类型说明了函数返回值的类型。 2．函数名 函数名是用户为自定义函数取的名字以便调用函数时使用。 3．形式参数表 形式参数表用于列录在主调函数与被调用函数之间进行数据传递的形式参数。 【例】定义一个返回两个整数的最大值的函数max()。 int max(int x,int y) { int z; 局部变量定义 函数体 z=x>y?x：y; return（z）; } 也可以用成这样： int max(x,y) int x,y； { int z; z=x>y?x：y; return（z）; } 4．reentrant修饰符 这个修饰符用于把函数定义为可重入函数。所谓可重入函数就是允许被递归调用的函数。函数的递归调用是指当一个函数正被调用尚未返回时，又直接或间接调用函数本身。一般的函数不能做到这样，只有重入函数才允许递归调用。 关于重入函数，注意以下几点： （1）用reentrant修饰的重入函数被调用时，实参表内不允许使用bit类型的参数。函数体内也不允许存在任何关于位变量的操作，更不能返回bit类型的值。 （2）编译时，系统为重入函数在内部或外部存储器中建立一个模拟堆栈区，称为重入栈。重入函数的局部变量及参数被放在重入栈中，使重入函数可以实现递归调用。 （3）在参数的传递上，实际参数可以传递给间接调用的重入函数。无重入属性的间接调用函数不能包含调用参数，但是可以使用定义的全局变量来进行参数传递。 5．interrupt m修饰符 interrupt m是C51函数中非常重要的一个修饰符，这是因为中断函数必须通过它进行修饰。在C51程序设计中，当函数定义时用了interrupt m修饰符，系统编译时把对应函数转化为中断函数，自动加上程序头段和尾段，并按51系统中断的处理方式自动把它安排在程序存储器中的相应位置。 在该修饰符中，m的取值为0~31，对应的中断情况如下： 0——外部中断0 1——定时/计数器T0 2——外部中断1 3——定时/计数器T1 4——串行口中断 5——定时/计数器T2 其它值预留。 编写51中断函数注意如下： （1）中断函数不能进行参数传递，如果中断函数中包含任何参数声明都将导致编译出错。 （2）中断函数没有返回值，如果企图定义一个返回值将得不到正确的结果，建议在定义中断函数时将其定义为void类型，以明确说明没有返回值。 （3）在任何情况下都不能直接调用中断函数，否则会产生编译错误。因为中断函数的返回是由8051单片机的RETI指令完成的，RETI指令影响8051单片机的硬件中断系统。如果在没有实际中断情况下直接调用中断函数，RETI指令的操作结果会产生一个致命的错误。 （4）如果在中断函数中调用了其它函数，则被调用函数所使用的寄存器必须与中断函数相同。否则会产生不正确的结果。 （5）C51编译器对中断函数编译时会自动在程序开始和结束处加上相应的内容，具体如下：在程序开始处对ACC、B、DPH、DPL和PSW入栈，结束时出栈。中断函数未加using n修饰符的，开始时还要将R0~R1入栈，结束时出栈。如中断函数加using n修饰符，则在开始将PSW入栈后还要修改PSW中的工作寄存器组选择位。 （6）C51编译器从绝对地址8m+3处产生一个中断向量，其中m为中断号，也即interrupt后面的数字。该向量包含一个到中断函数入口地址的绝对跳转。 （7）中断函数最好写在文件的尾部，并且禁止使用extern存储类型说明。防止其它程序调用。 【例】编写一个用于统计外中断0的中断次数的中断服务程序 extern int x; void int0() interrupt 0 using 1 { x++; } 6．using n修饰符 修饰符using n用于指定本函数内部使用的工作寄存器组，其中n的取值为0~3，表示寄存器组号。 对于using n修饰符的使用，注意以下几点： （1）加入using n后，C51在编译时自动的在函数的开始处和结束处加入以下指令。 { PUSH PSW ；标志寄存器入栈 MOV PSW，#与寄存器组号相关的常量 „„ POP PSW ；标志寄存器出栈 } （2）using n修饰符不能用于有返回值的函数，因为C51函数的返回值是放在寄存器中的。如寄存器组改变了，返回值就会出错。 B. 函数的调用与声明 一．函数的调用 函数调用的一般形式如下： 函数名（实参列表）； 对于有参数的函数调用，若实参列表包含多个实参，则各个实参之间用逗号隔开。 按照函数调用在主调函数中出现的位置，函数调用方式有以下三种： （1）函数语句。把被调用函数作为主调用函数的一个语句。 （2）函数表达式。函数被放在一个表达式中，以一个运算对象的方式出现。这时的被调用函数要求带有返回语句，以返回一个明确的数值参加表达式的运算。 （3）函数参数。被调用函数作为另一个函数的参数。 二．自定义函数的声明 在C51中，函数原型一般形式如下： [extern] 函数类型函数名（形式参数表）； 函数的声明是把函数的名字、函数类型以及形参的类型、个数和顺序通知编译系统，以便调用函数时系统进行对照检查。函数的声明后面要加分号。 如果声明的函数在文件内部，则声明时不用extern，如果声明的函数不在文件内部，而在另一个文件中，声明时须带extern，指明使用的函数在另一个文件中。 【例】函数的使用 #include int max(int x,int y); //对max函数进行声明 void main(void) //主函数 { int a,b; SCON=0x52; //串口初始化 TMOD=0x20; TH1=0XF3; TR1=1; scanf(“please input a,b:%d,%d”,&a,&b); printf(“\\n”); printf(“max is:%d\\n”,max(a,b)); while(1); } int max(int x,int y) { int z; z=(x>=y?x:y); return(z); } 【例24】外部函数的使用 程序serial_initial.c #include SCON=0x52; //串口初始化 TMOD=0x20; TH1=0XF3; TR1=1; } 程序y1.c #include int a,b; serial_initial(); scanf(“please input a,b:%d,%d”,&a,&b); printf(“\\n”); printf(“max is:%d\\n”,a>=b?a:b); while(1); } C. 函数的嵌套与递归 一．函数的嵌套 在一个函数的调用过程中调用另一个函数。C51编译器通常依靠堆栈来进行参数传递，堆栈设在片内RAM中，而片内RAM的空间有限，因而嵌套的深度比较有限，一般在几层以内。如果层数过多，就会导致堆栈空间不够而出错。 【例】函数的嵌套调用 #include int z; z=a>=b?a:b; return(z); } int add(int c,int d,int e,int f) { int result; result=max(c,d)+max(e,f); //调用函数max return(result); } main() { int final; serial_initial(); final=add(7,5,2,8); printf(“%d”,final); while(1); } 二．函数的递归 递归调用是嵌套调用的一个特殊情况。如果在调用一个函数过程中又出现了直接或间接调用该函数本身，则称为函数的递归调用。 在函数的递归调用中要避免出现无终止的自身调用，应通过条件控制结束递归调用，使得递归的次数有限。 下面是一个利用递归调用求n!的例子。 【例】递归求数的阶乘n!。 在数学计算中，一个数n的阶乘等于该数本身乘以数n-1的阶乘，即n!=n(n-1)!，用n-1的阶乘来表示n的阶乘就是一种递归表示方法。在程序设计中通过函数递归调用来实现。 程序如下： #include int result; if (n= =0) result=1; else result=n*fac(n-1); return(result); } main() { int fac_result; serial_initial(); fac_result=fac(11); printf(“%d\\n”,fac_result); } C51构造数据类型 A. 数组 一．一维数组 一维数组只有一个下标，定义的形式如下： 数据类型说明符 数组名[常量表达式][={初值，初值„„}] 各部分说明如下： （1）“数据类型说明符”说明了数组中各个元素存储的数据的类型。 （2）“数组名”是整个数组的标识符，它的取名方法与变量的取名方法相同。 （3）“常量表达式”，常量表达式要求取值要为整型常量，必须用方括号“[]”括起来。用于说明该数组的长度，即该数组元素的个数。 （4）“初值部分”用于给数组元素赋初值，这部分在数组定义时属于可选项。对数组元素赋值，可以在定义时赋值，也可以定义之后赋值。在定义时赋值，后面须带等号，初值须用花括号括起来，括号内的初值两两之间用逗号间隔，可以对数组的全部元素赋值，也可以只对部分元素赋值。初值为0的元素可以只用逗号占位而不写初值0。 例如：下面是定义数组的两个例子。 unsigned char x[5]; unsigned int y[3]={1,2,3}; 第一句定义了一个无符号字符数组，数组名为x，数组中的元素个数为5。 第二句定义了一个无符号整型数组，数组名为y，数组中元素个数为3，定义的同时给数组中的三个元素赋初值，赋初值分别为1、2、3。 需要注意的是，C51语言中数组的下标是从0开始的，因此上面第一句定义的5个元素分别是：x[0]、x[1]、x[2]、x[3]、x[4]。第二句定义的3个元素分别是：y[0]、y[1]、y[2]。赋值情况为：y[0]=1；y[1]=2；y[2]=3。 C51规定在引用数组时，只能逐个引用数组中的各个元素，而不能一次引用整个数组。但如果是字符数组则可以一次引用整个数组。 【例】用数组计算并输出Fibonacci数列的前20项。 Fibonacci数列在数学和计算机算法中十分有用。Fibonacci数列是这样的一组数：第一个数字为0，第二个数字为1，之后每一个数字都是前两个数字之和。设计时通过数组存放Fibonacci数列，从第三项开始可通过累加的方法计算得到。 程序如下： #include int fib[20],i; fib[0]=0; fib[1]=1; serial_initial(); for (i=2;i<20;i++) fib[i]=fib[i-2]+fib[i-1]; for (i=0;i<20;i++) { if (i%5= =0) printf(“\\n”); printf(“%6d”,fib*i+); } while(1); } 程序执行结果： 0 1 1 2 3 5 8 13 21 34 55 144 233 377 610 987 1597 2584 4148 二．字符数组 用来存放字符数据的数组称为字符数组，它是C语言中常用的一种数组。字符数组中的每一个元素都用来存放一个字符，也可用字符数组来存放字符串。字符数组的定义下一般数组相同，只是在定义时把数据类型定义为char型。 例如：char string1[10]; char string2[20]; 上面定义了两个字符数组，分别定义了10个元素和20个元素。 在C51语言中，字符数组用于存放一组字符或字符串，字符串以“\\0”作为结束符，只存放一般字符的字符数组的赋值与使用和一般的数组完全相同。对于存放字符串的字符数组。既可以对字符数组的元素逐个进行访问，也可以对整个数组按字符串的方式进行处理。 【例】对字符数组进行输入和输出。 #include char string[20]; serial_initial(); printf(“please type any character:”); scanf(“%s”,string); printf(“%s\\n”,string); while(1); } B. 指针 指针是C语言中的一个重要概念。指针类型数据在C语言程序中使用十分普遍，正确地使用指针类型数据，可以有效地表示复杂的数据结构；可以动态地分配存储器，直接处理内存地址。 一．指针的概念 了解指针的基本概念，先要了解数据在内存中的存储和读取方法。 在汇编语言中，对内存单元数据的访问是通过指明内存单元的地址。访问时有两种方式：直接寻址方式和间接寻址方式。直接寻址是通过在指令中直接给出数据所在单元的地址而访问该单元的数据。例如：MOV A，20H。在指令中直接给出所访问的内存单元地址20H，访问的是地址为20H的单元的数据，该指令把地址为20H的片内RAM单元的内容送累加器A；间接寻址是指所操作的数据所在的内存单元地址不是通过指令中直接提供，该地址是存放在寄存器中或其它的内存单元中，指令中指明存放地址的寄存器或内存单元来访问相应的数据。 在C语言中，可以通过地址方式来访问内存单元的数据，但C语言作为一种高级程序设计语言，数据通常是以变量的形式进行存放和访问的。对于变量，在一个程序中定义了一个变量，编译器在编译时就在内存中给这个变量分配一定的字节单元进行存储。如对整型变量（int）分配2个字节单元，对于浮点型变量（float）分配4个字节单元，对于字符型变量分配1个字节单元等。变量在使用时分清两个概念：变量名和变量的值。前一个是数据的标识，后一个是数据的内容。变量名相当于内存单元的地址，变量的值相当于内存单元的内容。对于内存单元的数据访问方式有两种，对于变量也有两种访问方式：直接访问方式和间接访问方式。 直接访问方式。对于变量的访问，我们大多数时候是直接给出变量名。例如：printf(“%d”,a)，直接给出变量a的变量名来输出变量a的内容。在执行时，根据变量名得到内存单元的地址，然后从内存单元中取出数据按指定的格式输出。这就是直接访问方式。 间接访问方式。例如要存取变量a中的值时，可以先将变量a的地址放在另一个变量b中，访问时先找到变量b，从变量b中取出变量a的地址，然后根据这个地址从内存单元中取出变量a的值。这就是间接访问。在这里，从变量b中取出的不是所访问的数据，而是访问的数据（变量a的值）的地址，这就是指针，变 量b称为指针变量。 关于指针，注意两个基本概念：变量的指针和指向变量的指针变量。变量的指针就是变量的地址。对于变量a，如果它所对应的内存单元地址为2000H，它的指针就是2000H。指针变量是指一个专门用来存放另一个变量地址的变量，它的值是指针。上面变量b中存放的是变量a的地址，变量b中的值是变量a的指针，变量b就是一个指向变量a的指针变量。 如上所述，指针实质上就是各种数据在内存单元的地址，在C51语言中，不仅有指向一般类型变量的指针，还有指向各种组合类型变量的指针。在本书中我们只讨论指向一般变量的指针的定义与引用，对于指向组合类型的指针，大家可以参考其它书籍学习它的使用。 二．指针变量的定义 指针变量的定义与一般变量的定义类似，定义的一般形式为： 数据类型说明符 [存储器类型] *指针变量名； 其中： “数据类型说明符”说明了该指针变量所指向的变量的类型。 “存储器类型”是可选项，它是C5l编译器的一种扩展．如果带有此选项．指针被定义为基于存储器的指针。无此选项时，被定义为一般指针，这两种指针的区别在于它们占的存储字节不同。 下面是几个指针变量定义的例子： int * p1; /*定义一个指向整型变量的指针变量p1*/ char * p2; /*定义一个指向字符变量的指针变量p2*/ char data * p3; /*定义一个指向字符变量的指针变量p3，该指针访问的数据在片内数据存储器中，该指针在内存中占一个字节*/ float xdata * p4; /*定义一个指向字符变量的指针变量p4，该指针访问的数据在片外数据存储器中，该指针在内存中占两个字节*/ 三．指针变量的引用 指针变量是存放另一变量地址的特殊变量，指针变量只能存放地址。指针变量使用时注意两个运算符：&和*。这两个运算符在前面已经介绍，其中：“&”是取地址运算符，“*”是指针运算符。通过“&”取地址运算符可以把一个变量的地址 送给指针变量，使指针变量指向该变量；通过“*”指针运算符可以实现通过指针变量访问它所指向的变量的值。 指针变量经过定义之后可以象其他基本类型变量一样引用。例如： int x，* px，* py； /*变量及指针变量定义*/ px=&x； /*将变量x的地址赋给指针变量px，使px指向变量x*/ * px=5； /*等价于x=5*/ py=px； /*将指针变量px中的地址赋给指针变量py，使指针变量py也指向x*/ 【例】输入两个整数x与y，经比较后按大小顺序输出。 程序如下： #include int x,y; int * p,* p1,* p2; serial_initial(); printf(“input x and y:\\n”); scanf(“%d%d”,&x,&y); p1=&x;p2=&y; if (x 程序执行结果： input x and y: 4 8 max=8,min=4 C. 结构 结构是一种组合数据类型，它是将若干个不同类型的变量结合在一起而形成的一种数据的集合体。组成该集合体的各个变量称为结构元素或成员。整个集合体使用一个单独的结构变量名。 一．结构与结构变量的定义 结构与结构变量是两个不同的概念，结构是一种组合数据类型，结构变量是取值为结构这种组合数据类型的变量，相当于整型数据类型与整型变量的关系。对于 结构与结构变量的定义有两种方法。 1．先定义结构类型再定义结构变量 结构的定义形式如下： struct 结构名 {结构元素表}； 结构变量的定义如下： struct 结构名 结构变量名1，结构变量名2，„„； 其中，“结构元素表”为结构中的各个成员，它可以由不同的数据类型组成。在定义时须指明各个成员的数据类型。 例如，定义一个日期结构类型date，它由三个结构元素year、month、day组成，定义结构变量d1和d2，定义如下： struct date { int year; char month,day; } struct date d1,d2; 2．定义结构类型的同时定义结构变量名 这种方法是将两个步骤合在一起，格式如下： struct 结构名 {结构元素表} 结构变量名1，结构变量名2，„„； 例如对于上面的日期结构变量d1和d2可以按以下格式定义： struct date { int year; char month,day; }d1,d2; 对于结构的定义说明如下： （1）结构中的成员可以是基本数据类型，也可以是指针或数组，还可以是另一 结构类型变量，形成结构的结构，即结构的嵌套。结构的嵌套可以是多层次的，但这种嵌套不能包含其自己。 （2）定义的一个结构是一个相对的集合体，结构中的元素只在该结构中起作用，因而一个结构中的结构元素的名字可以与程序中的其它变量的名称相同，它们两者代表不同的对象，在使用时互相不影响。 （3）结构变量在定义时也可以像其它变量在定义时加各种修饰符对它进行说明。 （4）在C51中允许将具有相同结构类型的一组结构变量定义成结构数组，定义时与一般数组的定义相同，结构数组与一般变量数组的不同就在于结构数组的每一个元素都是具有同一结构的结构变量。 二．结构变量的引用 结构元素的引用一般格式如下： 结构变量名.结构元素名 或 结构变量名->结构元素名 其中，“.”是结构的成员运算符，例如：d1.year表示结构变量d1中的元素year，d2.day表示结构变量d2中的元素day等。如果一个结构变量中结构元素又是另一个结构变量，即结构的嵌套，则需要用到若干个成员运算符，一级一级找到最低一级的结构元素，而且只能对这个最低级的结构元素进行引用，形如d1.time.hour的形式。 【例】输入3个学生的语文、数学、英语的成绩，分别统计他们的总成绩并输出。 程序如下： #include unsigned char name[10]; unsigned int chinese; unsigned int math; unsigned int english; unsigned int total; }p1[3]; main() { unsigned char i; serial_initial(); printf(“input 3 studend name and result:\\n”); for (i=0;i<3;i++) { printf(“input name:\\n”); scanf(“%s”,p1*i+.name); printf(“input result:\\n”); scanf(“%d,%d,%d”,&p1*i+.chinese,&p1*i+.math,&p1*i+.english); } for (i=0;i<3;i++) { p1[i].total=p1[i].chinese+p1[i].math+p1[i].english; } for (i=0;i<3;i++) { printf(“%s total is %d”,p1*i+.name,p1*i+.total); printf(“\\n”); } while(1); } 程序执行结果： input 3 studend name and result: input name: wang input result: 76,87,69 input name: yang input result: 75,77, input name: zhang input result: 72,81,79 wang total is 232 yang total is 241 zhang total is 232 D. 联合 前面介绍的结构能够把不同类型的数据组合在一起使用，另外，在C51语言中，还提供一种组合类型－－联合，也能够把不同类型的数据组合在一起使用，但它与结构又不一样，结构中定义的各个变量在内存中占用不同的内存单元，在位置 上是分开的，而联合中定义的各个变量在内存中都是从同一个地址开始存放，即采用了所谓的“覆盖技术”。这种技术可使不同的变量分时使用同一内存空间，提高内存的利用效率。 一．联合的定义 1．先定义联合类型再定义联合变量 定义联合类型，格式如下： union 联合类型名 {成员列表}； 定义联合变量，格式如下： union 联合类型名 变量列表； 例如： union data { float i; int j; char k; } union data a,b,c; 2．定义联合类型的同时定义联合变量 格式如下： union 联合类型名 {成员列表}变量列表； 例如： union data { float i; int j; char k; }data a,b,c; 可以看出，定义时，结构与联合的区别只是将关键字由struct换成union，但在内存的分配上两者完全不同。结构变量占用的内存长度是其中各个元素所占用的内存长度的总和；而联合变量所占用的内存长度是其中各元素的长度的最大值。结构变量中的各个元素可以同时进行访问，联合变量中的各个元素在一个时刻只能对一个进行访问。 二．联合变量的引用 联合变量中元素的引用与结构变量中元素的引用格式相同，形式如下： 或 联合变量名->联合元素 联合变量名.联合元素 例如：对于前面定义的联合变量a、b、c中的元素可以通过下面形式引用。 a.i; b.j; c.k; 分别引用联合变量a中的float型元素i，联合变量b中的int型元素j，联合变量c中的char型元素k。 E. 枚举 枚举数据类型是一个有名字的某些整型常量的集合。这些整型常量是该类型变量可取的所有的合法值。枚举定义时应当列出该类型变量的所有可取值。 枚举定义的格式与结构和联合基本相同，也有两种方法。 先定义枚举类型，再定义枚举变量，格式如下： enum 枚举名 {枚举值列表}； enum 枚举名 枚举变量列表； 或在定义枚举类型的同时定义枚举变量，格式如下： enum 枚举名 {枚举值列表}枚举变量列表； 例如：定义一个取值为星期几的枚举变量d1。 enum week {Sun,Mon,Tue,Wed,Thu,Fri,Sat}; enum week d1; 或 enum week {Sun,Mon,Tue,Wed,Thu,Fri,Sat} d1; 以后就可以把枚举值列表中各个值赋值给枚举变量d1进行使用了。 因篇幅问题不能全部显示，请点此查看更多更全内容
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