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rayabbie - 2008-5-2 11:01:00
作者:明浩 来源:磁动力工作室





      学习单片机实在不是件易事,一来要购买高价格的编程器,仿真器,二来要学习编程语言,还有众多种类的单片机选择真是件让人头脑的事。在众多单片机中51架构的芯片风行很久,学习资料也相对很多,是初学的较好的选择之一。51的编程语言常用的有二种,一种是汇编语言,一种是C语言。汇编语言的机器代码生成效率很高但可读性却并不强,复杂一点的程序就更是难读懂,而C语言在大多数情况下其机器代码生成效率和汇编语言相当,但可读性和可移植性却远远超过汇编语言,而且C语言还可以嵌入汇编来解决高时效性的代码编写问题。对于开发周期来说,中大型的软件编写用C语言的开发周期通常要小于汇编语言很多。综合以上C语言的优点,我在学习时选择了C语言。以后的教程也只是我在学习过程中的一些学习笔记和随笔,在这里加以整理和修改,希望和大家一起分享,一起交流,一起学习,一起进步。
  *注:可以肯定的说这个教程只是为初学或入门者准备的,笔者本人也只是菜鸟一只,有望各位大侠高手指点错误提出建议。
uranas - 2008-5-2 11:01:00
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第一课 建立您的第一个C项目







使用C语言肯定要使用到C编译器,以便把写好的C程序编译为机器码,这样单片机才能执行编写好的程序。KEIL uVISION2是众多单片机应用开发软件中优秀的软件之一,它支持众多不同公司的MCS51架构的芯片,它集编辑,编译,仿真等于一体,同时还支持,PLM,汇编和C语言的程序设计,它的界面和常用的微软VC++的界面相似,界面友好,易学易用,在调试程序,软件仿真方面也有很强大的功能。因此很多开发51应用的工程师或普通的单片机爱好者,都对它十分喜欢。
  以上简单介绍了KEIL51软件,要使用KEIL51软件,必需先要安装它。KEIL51是一个商业的软件,对于我们这些普通爱好者可以到KEIL中国代理周立功公司的网站上下载一份能编译2K的DEMO版软件,基本可以满足一般的个人学习和小型应用的开发。(安装的方法和普通软件相当这里就不做介绍了)
  安装好后,你是不是迫不及待的想建立自己的第一个C程序项目呢?下面就让我们一起来建立一个小程序项目吧。或许你手中还没有一块实验板,甚至没有一块单片机,不过没有关系我们可以通过KEIL软件仿真看到程序运行的结果。
  首先当然是运行KEIL51软件。怎么打开?噢,天!那你要从头学电脑了。呵呵,开个玩笑,这个问题我想读者们也不会提的了:P。运行几秒后,出现如图1-1的屏幕。



图1-1 启动时的屏幕

  接着按下面的步骤建立您的第一个项目:
  (1)点击Project菜单,选择弹出的下拉式菜单中的New Project,如图1-2。接着弹出一个标准Windows文件对话窗口,如图1-3,这个东东想必大家是见了N次的了,用法技巧也不是这里要说的,以后的章节中出现类似情况将不再说明。在"文件名"中输入您的第一个C程序项目名称,这里我们用"test",这是笔者惯用的名称,大家不必照搬就是了,只要符合Windows文件规则的文件名都行。"保存"后的文件扩展名为uv2,这是KEIL uVision2项目文件扩展名,以后我们可以直接点击此文件以打开先前做的项目。



图1-2 New Project菜单


图1-3 文件窗口

  (2)选择所要的单片机,这里我们选择常用的Ateml公司的AT89C51。此时屏幕如图1-4所示。AT89C51有什么功能、特点呢?不用急,看图中右边有简单的介绍,稍后的章节会作较详细的介绍。完成上面步骤后,我们就可以进行程序的编写了。
  (3)首先我们要在项目中创建新的程序文件或加入旧程序文件。如果你没有现成的程序,那么就要新建一个程序文件。在KEIL中有一些程序的Demo,在这里我们还是以一个C程序为例介绍如何新建一个C程序和如何加到您的第一个项目中吧。点击图1-5中1的新建文件的快捷按钮,在2中出现一个新的文字编辑窗口,这个操作也可以通过菜单File-New或快捷键Ctrl+N来实现。好了,现在可以编写程序了,光标已出现在文本编辑窗口中,等待我们的输入了。第一程序嘛,写个简单明了的吧。下面是经典的一段程序,呵,如果你看过别的程序书也许也有类似的程序:

#include <AT89X51.H>
#include <stdio.h>

void main(void)
{
  SCON = 0x50; //串口方式1,允许接收
  TMOD = 0x20; //定时器1定时方式2
  TCON = 0x40; //设定时器1开始计数
  TH1 = 0xE8; //11.0592MHz 1200波特率
  TL1 = 0xE8;
  TI = 1;
  TR1 = 1; //启动定时器

  while(1)
  {
  printf ("Hello World!\n"); //显示Hello World
  }
}



图1-4选取芯片


图1-5新建程序文件

  这段程序的功能是不断从串口输出"Hello World!"字符,我们先不管程序的语法和意思吧,先看看如何把它加入到项目中和如何编译试运行。
  (4)点击图1-5中的3保存新建的程序,也可以用菜单File-Save或快捷键Ctrl+S进行保存。因是新文件所以保存时会弹出类似图1-3的文件操作窗口,我们把第一个程序命名为test1.c,保存在项目所在的目录中,这时你会发现程序单词有了不同的颜色,说明KEIL的C语法检查生效了。如图1-6鼠标在屏幕左边的Source Group1文件夹图标上右击弹出菜单,在这里可以做在项目中增加减少文件等操作。我们?quot;Add File to Group 'Source Group 1'"弹出文件窗口,选择刚刚保存的文件,按ADD按钮,关闭文件窗,程序文件已加到项目中了。这时在Source Group1文件夹图标左边出现了一个小+号说明,文件组中有了文件,点击它可以展开查看。



图1-6把文件加入到项目文件组中

  (5)C程序文件已被我们加到了项目中了,下面就剩下编译运行了。这个项目我们只是用做学习新建程序项目和编译运行仿真的基本方法,所以使用软件默认的编译设置,它不会生成用于芯片烧写的HEX文件,如何设置生成HEX文件就请看下面的第三课。我们先来看图1-7吧,图中1、2、3都是编译按钮,不同是1是用于编译单个文件。2是编译当前项目,如果先前编译过一次之后文件没有做动编辑改动,这时再点击是不会再次重新编译的。3是重新编译,每点击一次均会再次编译链接一次,不管程序是否有改动。在3右边的是停止编译按钮,只有点击了前三个中的任一个,停止按钮才会生效。5是菜单中的它们,我个人就不习惯用它了。嘿嘿,这个项目只有一个文件,你按123中的一个都可以编译。按了?好快哦,呵呵。在4中可以看到编译的错误信息和使用的系统资源情况等,以后我们要查错就靠它了。6是有一个小放大镜的按钮,这就是开启\关闭调试模式的按钮,它也存在于菜单Debug-Start\Stop Debug Session,快捷键为Ctrl+F5。



图1-7编译程序

  (6)进入调试模式,软件窗口样式大致如图1-8所示。图中1为运行,当程序处于停止状态时才有效,2为停止,程序处于运行状态时才有效。3是复位,模拟芯片的复位,程序回到最开头处执行。按4我们可以打开5中的串行调试窗口,这个窗口我们可以看到从51芯片的串行口输入输出的字符,这里的第一个项目也正是在这里看运行结果。这些在菜单中也有,这里不再一一介绍大家不妨找找看,其它的功能也会在后面的课程中慢慢介绍。首先按4打开串行调试窗口,再按运行键,这时就可以看到串行调试窗口中不断的打?quot;Hello World!"。呵呵,是不是不难呀?这样就完成了您的第一个C项目。最后我们要停止程序运行回到文件编辑模式中,就要先按停止按钮再按开启\关闭调试模式按钮。然后我们就可以进行关闭KEIL等相关操作了。
  到此为止,第一课已经完结了,初步学习了一些KEIL uVision2的项目文件创建、编译、运行和软件仿真的基本操作方法。其中一直有提到一些功能的快捷键的使用,的确在实际的开发应用中快捷键的运用可以大大提高工作的效率,建议大家多多使用,还有就是对这里所讲的操作方法举一反三用于类似的操作中。



图1-8调试运行程序
ZhouKouBBS - 2008-5-2 11:01:00
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第二课 初步认识51芯片







上一课我们的第一个项目完成了,可能有懂C语言的朋友会说,"这和PC机上的C语言没有多大的区别呀"。的确没有太大的区别,C语言只是一种程序语言的统称,针对不同的处理器相关的C语言都会有一些细节的改变。编写PC机的C程序时,如要对硬件编程你就必须对硬件要有一定的认识,51单片机编程就更是如此,因它的开发应用是不可与硬件脱节的,所以我们先要来初步认识一下51苾片的结构和引脚功能。MSC51架构的芯片种类很多,具体特点和功能不尽相同(在以后编写的附录中会加入常用的一些51芯片的资料列表),在此后的教程中就以Atmel公司的AT89C51和AT89C2051为中心对象来进行学习,两者是AT89系列的典型代表,在爱好者中使用相当的多,应用资料很多,价格便宜,是初学51的首选芯片。嘿嘿,口水多多有点卖广告之嫌了。:P



图2-1 AT89C51和AT89C2051引脚功能图

AT89C51 AT89C2051
4KB可编程Flash存储器(可擦写1000次)
2KB可编程Flash存储器(可擦写1000次)

三级程序存储器保密
两级程序存储器保密

静态工作频率:0Hz-24MHz
静态工作频率:0Hz-24MHz

128字节内部RAM
128字节内部RAM

2个16位定时/计数器
2个16位定时/计数器

一个串行通讯口
一个串行通讯口

6个中断源
6个中断源

32条I/O引线
15条I/O引线

片内时种振荡器
1个片内模拟比较器


表2-1 AT89C51和AT89C2051主要性能表

  图2-1中是AT89C51和AT89C2051的引脚功能图。而表2-1中则是它们的主要性能表。以上可以看出它们是大体相同的,由于AT89C2051的IO线很少,导致它无法外加RAM和程序ROM,片内Flash存储器也少,但它的体积比AT89C51小很多,以后大家可根据实际需要来选用。它们各有其特点但其核心是一样的,下面就来看看AT89C51的引脚具体功能。
  1.电源引脚
  Vcc 40 电源端
  GND 20 接地端
  *工作电压为5V,另有AT89LV51工作电压则是2.7-6V, 引脚功能一样。

  2.外接晶体引脚


图2-2 外接晶体引脚

  XTAL1 19
  XTAL2 18
  XTAL1是片内振荡器的反相放大器输入端,XTAL2则是输出端,使用外部振荡器时,外部振荡信号应直接加到XTAL1,而XTAL2悬空。内部方式时,时钟发生器对振荡脉冲二分频,如晶振为12MHz,时钟频率就为6MHz。晶振的频率可以在1MHz-24MHz内选择。电容取30PF左右。
  *型号同样为AT89C51的芯片,在其后面还有频率编号,有12,16,20,24MHz可选。大家在购买和选用时要注意了。如AT89C51 24PC就是最高振荡频率为24MHz,40P6封装的普通商用芯片。

  3.复位 RST 9
  在振荡器运行时,有两个机器周期(24个振荡周期)以上的高电平出现在此引腿时,将使单片机复位,只要这个脚保持高电平,51芯片便循环复位。复位后P0-P3口均置1引脚表现为高电平,程序计数器和特殊功能寄存器SFR全部清零。当复位脚由高电平变为低电平时,芯片为ROM的00H处开始运行程序。常用的复位电路如图2-3所示。
  *复位操作不会对内部RAM有所影响。



图2-3 常用复位电路

  4.输入输出引脚
  (1) P0端口[P0.0-P0.7] P0是一个8位漏极开路型双向I/O端口,端口置1(对端口写1)时作高阻抗输入端。作为输出口时能驱动8个TTL。
  对内部Flash程序存储器编程时,接收指令字节;校验程序时输出指令字节,要求外接上拉电阻。
  在访问外部程序和外部数据存储器时,P0口是分时转换的地址(低8位)/数据总线,访问期间内部的上拉电阻起作用。
  (2) P1端口[P1.0-P1.7] P1是一个带有内部上拉电阻的8位双向I/0端口。输出时可驱动4个TTL。端口置1时,内部上拉电阻将端口拉到高电平,作输入用。
  对内部Flash程序存储器编程时,接收低8位地址信息。
  (3) P2端口[P2.0-P2.7] P2是一个带有内部上拉电阻的8位双向I/0端口。输出时可驱动4个TTL。端口置1时,内部上拉电阻将端口拉到高电平,作输入用。
  对内部Flash程序存储器编程时,接收高8位地址和控制信息。
  在访问外部程序和16位外部数据存储器时,P2口送出高8位地址。而在访问8位地址的外部数据存储器时其引脚上的内容在此期间不会改变。
  (4) P3端口[P3.0-P3.7] P2是一个带有内部上拉电阻的8位双向I/0端口。输出时可驱动4个TTL。端口置1时,内部上拉电阻将端口拉到高电平,作输入用。
  对内部Flash程序存储器编程时,接控制信息。除此之外P3端口还用于一些专门功能,具体请看 表2-2.。
  *P1-3端口在做输入使用时,因内部有上接电阻,被外部拉低的引脚会输出一定的电流。


P3引脚
兼用功能

P3.0
串行通讯输入(RXD)

P3.1
串行通讯输出(TXD)

P3.2
外部中断0( INT0)

P3.3
外部中断1(INT1)

P3.4
定时器0输入(T0)

P3.5
定时器1输入(T1)

P3.6
外部数据存储器写选通WR

P3.7
外部数据存储器写选通RD


表2-2 P3端口引脚兼用功能表

  呼!一口气说了那么多,停一下吧。嗯,什么?什么叫上拉电阻?上拉电阻简单来说就是把电平拉高,通常用4.7-10K的电阻接到Vcc电源,下拉电阻则是把电平拉低,电阻接到GND地线上。具体说明也不是这里要讨论的,接下来还是接着看其它的引脚功能吧。
  5.其它的控制或复用引脚
  (1) ALE/PROG 30 访问外部存储器时,ALE(地址锁存允许)的输出用于锁存地址的低位字节。即使不访问外部存储器,ALE端仍以不变的频率输出脉冲信号(此频率是振荡器频率的1/6)。在访问外部数据存储器时,出现一个ALE脉冲。对Flash存储器编程时,这个引脚用于输入编程脉冲PROG
  (2) PSEN 29 该引是外部程序存储器的选通信号输出端。当AT89C51由外部程序存储器取指令或常数时,每个机器周期输出2个脉冲即两次有效。但访问外部数据存储器时,将不会有脉冲输出。
  (3) EA/Vpp 31 外部访问允许端。当该引脚访问外部程序存储器时,应输入低电平。要使AT89C51只访问外部程序存储器(地址为0000H-FFFFH),这时该引脚必须保持低电平。对Flash存储器编程时,用于施加Vpp编程电压。Vpp电压有两种,类似芯片最大频率值要根据附加的编号或芯片内的特征字决定。具体如表2-3所列。



Vpp = 12V
Vpp = 5V



印刷在芯片面上的型号
AT89C51

xxxx

YYWW
AT89LV51

xxxx

YYWW
AT89C51

xxxx-5

YYWW
AT89LV51

xxxx-5

YYWW



片内特征字
030H=1EH
030H=1EH
030H=1EH
030H=1EH

031H=51H
031H=61H
031H=51H
031H=61H

032H=FFH
032H=FFH
032H=05H
032H=05H


表2-3 Vpp与芯片型号和片内特征字的关系

  看到这您对AT89C51引脚的功能应该有了一定的了解了,引脚在编程和校验时的时序我们在这里就不做详细的探讨,通常情况下我们也没有必要去撑握它,除非你想自己开发编程器。下来的课程我们要开始以一些简单的实例来讲述C程序的语法和编写方法技巧,中间穿插相关的硬件知识如串口,中断的用法等等
resoo - 2008-5-2 11:01:00
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第三课 生成HEX文件和最小化系统







在开始C语言的主要内容时,我们先来看看如何用KEIL uVISION2来编译生成用于烧写芯片的HEX文件。HEX文件格式是Intel公司提出的按地址排列的数据信息,数据宽度为字节,所有数据使用16进制数字表示, 常用来保存单片机或其他处理器的目标程序代码。它保存物理程序存储区中的目标代码映象。一般的编程器都支持这种格式。我们先来打开第一课做的第一项目,打开它的所在目录,找到test.Uv2的文件就可以打开先前的项目了。然后右击图3-1中的1项目文件夹,弹出项目功能菜单,选Options for Target'Target1',弹出项目选项设置窗口,同样先选中项目文件夹图标,这时在Project菜单中也有一样的菜单可选。打开项目选项窗口,转到Output选项页图3-2所示,图中1是选择编译输出的路径,2是设置编译输出生成的文件名,3则是决定是否要创建HEX文件,选中它就可以输出HEX文件到指定的路径中。选好了?好,我们再将它重新编译一次,很快在编译信息窗口中就显示HEX文件创建到指定的路径中了,如图3-3。这样我们就可用自己的编程器所附带的软件去读取并烧到芯片了,再用实验板看结果,至于编程器或仿真器品种繁多具体方法就看它的说明书了,这里也不做讨论。
(技巧:一、在图3-1中的1里的项目文件树形目录中,先选中对象,再单击它就可对它进行重命名操作,双击文件图标便可打开文件。二、在Project下拉菜单的最下方有最近编辑过的项目路径保存,这里可以快速打开最近在编辑的项目。)



图3-1项目功能菜单


图3-2 项目选项窗口


图3-3 编译信息窗口

  或许您已把编译好的文件烧到了芯片上,如果您购买或自制了带串口输出元件的学习实验板,那您就可以把串口和PC机串口相联用串口调试软件或Windows的超级终端,将其波特率设为1200,就可以看到不停输出的"Hello World!"字样。也许您还没有实验板,那这里先说说AT89C51的最小化系统,再以一实例程序验证最小化系统是否在运行,这个最小化系统也易于自制用于实验。图3-4便是AT89C51的最小化系统,不过为了让我们可以看出它是在运行的,我加了一个电阻和一个LED,用以显示它的状态,晶振可以根据自己的情况使用,一般实验板上是用11.0592MHz或12MHz,使用前者的好外是可以产生标准的串口波特率,后者则一个机器周期为1微秒,便于做精确定时。在自己做实验里,注意的是VCC是+5V的,不能高于此值,否则将损坏单片机,太低则不能正常工作。在31脚要接高电平,这样我们才能执行片内的程序,如接低电平则使用片外的程序存储器。下面,我们建一个新的项目名为OneLED来验证最小化系统是否可以工作(所有的例程都可在我的主页下面下载到,网址:http://cdle.yeah.nethttp://cdle.126.com )。程序如下:
#include <AT89X51.h> //预处理命令

void main(void) //主函数名
{
//这是第一种注释方式
unsigned int a; //定义变量a为int类型
/*
这是第二种注释方式
*/
do{ //do while组成循环
for (a=0; a<50000; a++); //这是一个循环
P1_0 = 0; //设P1.0口为低电平,点亮LED
for (a=0; a<50000; a++); //这是一个循环
P1_0 = 1; //设P1.0口为高电平,熄灭LED
}
while(1);
}



图3-4 AT89C51最小化系统

  这里先讲讲KEIL C编译器所支持的注释语句。一种是以"//"符号开始的语句,符号之后的语句都被视为注释,直到有回车换行。另一种是在"/*"和"*/"符号之内的为注释。注释不会被C编译器所编译。一个C应用程序中应有一个main主函数,main函数可以调用别的功能函数,但其它功能函数不允许调用main函数。不论main函数放在程序中的那个位置,总是先被执行。用上面学到的知识编译写好的OneLED程序,并把它烧到刚做好的最小化系统中。上电,刚开始时LED是不亮的(因为上电复位后所有的IO口都置1引脚为高电平),然后延时一段时间(for (a=0; a<50000; a++)这句在运行),LED亮,再延时,LED熄灭,然后交替亮、灭。第一个真正的小应用就做完,呵呵,先不要管它是否实用哦。如果没有这样的效果那么您就要认真检查一下电路或编译烧写的步骤了。


[ 此贴被mym在2006-02-16 17:32重新编辑 ]
sandyboy1001 - 2008-5-2 11:01:00
第四课 数据类型







先来简单说说C语言的标识符和关键字。标识符是用来标识源程序中某个对象的名字的,这些对象可以是语句、数据类型、函数、变量、数组等等。C语言是大小字敏感的一种高级语言,如果我们要定义一个定时器1,可以写做"Timer1",如果程序中有"TIMER1",那么这两个是完全不同定义的标识符。标识符由字符串,数字和下划线等组成,注意的是第一个字符必须是字母或下划线,如"1Timer"是错误的,编译时便会有错误提示。有些编译系统专用的标识符是以下划线开头,所以一般不要以下划线开头命名标识符。标识符在命名时应当简单,含义清晰,这样有助于阅读理解程序。在C51编译器中,只支持标识符的前32位为有效标识,一般情况下也足够用了,除非你要写天书:P。
  关键字则是编程语言保留的特殊标识符,它们具有固定名称和含义,在程序编写中不允许标识符与关键字相同。在KEIL uVision2中的关键字除了有ANSI C标准的32个关键字外还根据51单片机的特点扩展了相关的关键字。其实在KEIL uVision2的文本编辑器中编写C程序,系统可以把保留字以不同颜色显示,缺省颜色为天蓝色。
  先看表4-1,表中列出了KEIL uVision2 C51编译器所支持的数据类型。在标准C语言中基本的数据类型为char,int,short,long,float和double,而在C51编译器中int和short相同,float和double相同,这里就不列出说明了。下面来看看它们的具体定义:


数据类型
长 度
值 域

unsigned char
单字节
0~255

signed char
单字节
-128~+127

unsigned int
双字节
0~65535

signed int
双字节
-32768~+32767

unsigned long
四字节
0~4294967295

signed long
四字节
-2147483648~+2147483647

float
四字节
�1.175494E-38~�3.402823E+38

*
1~3字节
对象的地址

bit

0或1

sfr
单字节
0~255

sfr16
双字节
0~65535

sbit

0或1


表4-1 KEIL uVision2 C51编译器所支持的数据类型



1. char字符类型
char类型的长度是一个字节,通常用于定义处理字符数据的变量或常量。分无符号字符类型unsigned char和有符号字符类型signed char,默认值为signed char类型。unsigned char类型用字节中所有的位来表示数值,所可以表达的数值范围是0~255。signed char类型用字节中最高位字节表示数据的符号,"0"表示正数,"1"表示负数,负数用补码表示。所能表示的数值范围是-128~+127。unsigned char常用于处理ASCII字符或用于处理小于或等于255的整型数。
*正数的补码与原码相同,负二进制数的补码等于它的绝对值按位取反后加1。

2. int整型
int整型长度为两个字节,用于存放一个双字节数据。分有符号int整型数signed int和无符号整型数unsigned int,默认值为signed int类型。signed int表示的数值范围是-32768~+32767,字节中最高位表示数据的符号,"0"表示正数,"1"表示负数。unsigned int表示的数值范围是0~65535。

好了,先停一下吧,我们来写个小程序看看unsigned char和unsigned int用于延时的不同效果,说明它们的长度是不同的,呵,尽管它并没有实际的应用意义,这里我们学习它们的用法就行。依旧用我们上一课的最小化系统做实验,不过要加多一个电阻和LED,如图4-1。实验中用D1的点亮表明正在用unsigned int数值延时,用D2点亮表明正在用unsigned char数值延时。



图4-1 第4课实验用电路

我们把这个项目称为TwoLED,实验程序如下:
#include <AT89X51.h> //预处理命令

void main(void) //主函数名
{
unsigned int a; //定义变量a为unsigned int类型
unsigned char b; //定义变量b为unsigned char类型

do
{ //do while组成循环
for (a=0; a<65535; a++)
P1_0 = 0; //65535次设P1.0口为低电平,点亮LED
P1_0 = 1; //设P1.0口为高电平,熄灭LED

for (a=0; a<30000; a++); //空循环

for (b=0; b<255; b++)
P1_1 = 0; //255次设P1.1口为低电平,点亮LED
P1_1 = 1; //设P1.1口为高电平,熄灭LED


for (a=0; a<30000; a++); //空循环
}
while(1);
}

同样编译烧写,上电运行您就可以看到结果了。很明显D1点亮的时间长于D2点亮的时间。程序中的循环延时时间并不是很好确定,并不太适合要求精确延时的场合,关于这方面我们以后也会做讨论。这里必须要讲的是,当定义一个变量为特定的数据类型时,在程序使用该变量不应使它的值超过数据类型的值域。如本例中的变量b不能赋超出0~255的值,如for (b=0; b<255; b++)改为for (b=0; b<256; b++),编译是可以通过的,但运行时就会有问题出现,就是说b的值永远都是小于256的,所以无法跳出循环执行下一句P1_1 = 1,从而造成死循环。同理a的值不应超出0~65535。大家可以烧片看看实验的运行结果,同样软件仿真也是可以看到结果的。

3. long长整型
long长整型长度为四个字节,用于存放一个四字节数据。分有符号long长整型signed long和无符号长整型unsigned long,默认值为signed long类型。signed int表示的数值范围是-2147483648~+2147483647,字节中最高位表示数据的符号,"0"表示正数,"1"表示负数。unsigned long表示的数值范围是0~4294967295。

4. float浮点型
float浮点型在十进制中具有7位有效数字,是符合IEEE-754标准的单精度浮点型数据,占用四个字节。因浮点数的结构较复杂在以后的章节中再做详细的讨论。 5.* 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。这个指针变量要占据一定的内存单元,对不同的处理器长度也不尽相同,在C51中它的长度一般为1~3个字节。指针变量也具有类型,在以后的课程中有专门一课做探讨,这里就不多说了。

6. bit位标量
bit位标量是C51编译器的一种扩充数据类型,利用它可定义一个位标量,但不能定义位指针,也不能定义位数组。它的值是一个二进制位,不是0就是1,类似一些高级语言中的Boolean类型中的True和False。

7. sfr特殊功能寄存器
sfr也是一种扩充数据类型,点用一个内存单元,值域为0~255。利用它可以访问51单片机内部的所有特殊功能寄存器。如用sfr P1 = 0x90这一句定P1为P1端口在片内的寄存器,在后面的语句中我们用以用P1 = 255(对P1端口的所有引脚置高电平)之类的语句来操作特殊功能寄存器。
*AT89C51的特殊功能寄存器表请看附录二

8.sfr16 16位特殊功能寄存器
sfr16占用两个内存单元,值域为0~65535。sfr16和sfr一样用于操作特殊功能寄存器,所不同的是它用于操作占两个字节的寄存器,好定时器T0和T1。

9. sbit可录址位
sbit同位是C51中的一种扩充数据类型,利用它可以访问芯片内部的RAM中的可寻址位或特殊功能寄存器中的可寻址位。如先前我们定义了
sfr P1 = 0x90; //因P1端口的寄存器是可位寻址的,所以我们可以定义
sbit P1_1 = P1^1; //P1_1为P1中的P1.1引脚
//同样我们可以用P1.1的地址去写,如sbit P1_1 = 0x91;
这样我们在以后的程序语句中就可以用P1_1来对P1.1引脚进行读写操作了。通常这些可以直接使用系统提供的预处理文件,里面已定义好各特殊功能寄存器的简单名字,直接引用可以省去一点时间,我自己是一直用的。当然您也可以自己写自己的定义文件,用您认为好记的名字。

  关于数据类型转换等相关操作在后面的课程或程序实例中将有所提及。大家可以用所讲到的数据类型改写一下这课的实例程序,加深对各类型的认识。


附 录
附录一 C51中的关键字
关键字
用 途
说 明

auto
存储种类说明
用以说明局部变量,缺省值为此

break
程序语句
退出最内层循环

case
程序语句
Switch语句中的选择项

char
数据类型说明
单字节整型数或字符型数据

const
存储类型说明
在程序执行过程中不可更改的常量值

continue
程序语句
转向下一次循环

default
程序语句
Switch语句中的失败选择项

do
程序语句
构成do..while循环结构

double
数据类型说明
双精度浮点数

else
程序语句
构成if..else选择结构

enum
数据类型说明
枚举

extern
存储种类说明
在其他程序模块中说明了的全局变量

flost
数据类型说明
单精度浮点数

for
程序语句
构成for循环结构

goto
程序语句
构成goto转移结构

if
程序语句
构成if..else选择结构

int
数据类型说明
基本整型数

long
数据类型说明
长整型数

register
存储种类说明
使用CPU内部寄存的变量

return
程序语句
函数返回

short
数据类型说明
短整型数

signed
数据类型说明
有符号数,二进制数据的最高位为符号位

sizeof
运算符
计算表达式或数据类型的字节数

static
存储种类说明
静态变量

struct
数据类型说明
结构类型数据

swicth
程序语句
构成switch选择结构

typedef
数据类型说明
重新进行数据类型定义

union
数据类型说明
联合类型数据

unsigned
数据类型说明
无符号数数据

void
数据类型说明
无类型数据

volatile
数据类型说明
该变量在程序执行中可被隐含地改变

while
程序语句
构成while和do..while循环结构


附表1-1 ANSIC标准关键字


关键字
用 途
说 明

bit
位标量声明
声明一个位标量或位类型的函数

sbit
位标量声明
声明一个可位寻址变量

Sfr
特殊功能寄存器声明
声明一个特殊功能寄存器

Sfr16
特殊功能寄存器声明
声明一个16位的特殊功能寄存器

data
存储器类型说明
直接寻址的内部数据存储器

bdata
存储器类型说明
可位寻址的内部数据存储器

idata
存储器类型说明
间接寻址的内部数据存储器

pdata
存储器类型说明
分页寻址的外部数据存储器

xdata
存储器类型说明
外部数据存储器

code
存储器类型说明
程序存储器

interrupt
中断函数说明
定义一个中断函数

reentrant
再入函数说明
定义一个再入函数

using
寄存器组定义
定义芯片的工作寄存器


附表1-2 C51编译器的扩展关键字


附录二 AT89C51特殊功能寄存器列表(适用于同一架构的芯片)
符 号
地 址
注 释

*ACC
E0H
累加器

*B
F0H
乘法寄存器

*PSW
D0H
程序状态字

SP
81H
堆栈指针

DPL
82H
数据存储器指针低8位

DPH
83H
数据存储器指针高8位

*IE
A8H
中断允许控制器

*IP
D8H
中断优先控制器

*P0
80H
端口0

*P1
90H
端口1

*P2
A0H
端口2

*P3
B0H
端口3

PCON
87H
电源控制及波特率选择

*SCON
98H
串行口控制器

SBUF
99H
串行数据缓冲器

*TCON
88H
定时器控制

TMOD
89H
定时器方式选择

TL0
8AH
定时器0低8位

TL1
8BH
定时器1低8位

TH0
8CH
定时器0低8位

TH1
8DH
定时器1高8位


带*号的特殊功能寄存器都是可以位寻址的寄存器
大水牛BB - 2008-5-2 11:01:00
图片:


图片:


图片:


第五课 常量







上一节我们学习了KEIL C51编译器所支持的数据类型。而这些数据类型又是怎么用在常量和变量的定义中的呢?又有什么要注意的吗?下面就来看看吧。晕!你还区分不清楚什么是常量,什么是变量。常量是在程序运行过程中不能改变值的量,而变量是可以在程序运行过程中不断变化的量。变量的定义可以使用所有C51编译器支持的数据类型,而常量的数据类型只有整型、浮点型、字符型、字符串型和位标量。这一节我们学习常量定义和用法,而下一节则学习变量。
常量的数据类型说明是这样的
  1. 整型常量可以表示为十进制如123,0,-89等。十六进制则以0x开头如0x34,-0x3B等。长整型就在数字后面加字母L,如104L,034L,0xF340等。
  2. 浮点型常量可分为十进制和指数表示形式。十进制由数字和小数点组成,如0.888,3345.345,0.0等,整数或小数部分为0,可以省略但必须有小数点。指数表示形式为[�]数字[.数字]e[�]数字,[]中的内容为可选项,其中内容根据具体情况可有可无,但其余部分必须有,如125e3,7e9,-3.0e-3。
  3. 字符型常量是单引号内的字符,如'a','d'等,不可以显示的控制字符,可以在该字符前面加一个反斜杠"\"组成专用转义字符。常用转义字符表请看表5-1。
  4. 字符串型常量由双引号内的字符组成,如"test","OK"等。当引号内的没有字符时,为空字符串。在使用特殊字符时同样要使用转义字符如双引号。在C中字符串常量是做为字符类型数组来处理的,在存储字符串时系统会在字符串尾部加上\o转义字符以作为该字符串的结束符。字符串常量"A"和字符常量'A'是不同的,前者在存储时多占用一个字节的字间。
  5. 位标量,它的值是一个二进制。


转义字符
含义
ASCII码(16/10进制)

\o
空字符(NULL)
00H/0

\n
换行符(LF)
0AH/10

\r
回车符(CR)
0DH/13

\t
水平制表符(HT)
09H/9

\b
退格符(BS)
08H/8

\f
换页符(FF)
0CH/12

\'
单引号
27H/39

\"
双引号
22H/34

\\
反斜杠
5CH/92


表5-1 常用转义字符表


  常量可用在不必改变值的场合,如固定的数据表,字库等。常量的定义方式有几种,下面来加以说明。
#difine False 0x0; //用预定义语句可以定义常量
#difine True 0x1; //这里定义False为0,True为1
         //在程序中用到False编译时自动用0替换,同理True替换为1
unsigned int code a=100; //这一句用code把a定义在程序存储器中并赋值
const unsigned int c=100; //用const定义c为无符号int常量并赋值
  以上两句它们的值都保存在程序存储器中,而程序存储器在运行中是不允许被修改的,所以如果在这两句后面用了类似a=110,a++这样的赋值语句,编译时将会出错。
说了一通还不如写个程序来实验一下吧。写什么程序呢?跑马灯!对,就写这个简单易懂的吧,这个也好说明典型的常量用法。先来看看电路图吧。它是在我们上一课的实验电路的基础上增加6个LED组成的,也就是用P1口的全部引脚分别驱动一个LED,电路如图5-1所示。
  新建一个RunLED的项目,主程序如下:
#include <AT89X51.H> //预处理文件里面定义了特殊寄存器的名称如P1口定义为P1
void main(void)
{
//定义花样数据
cons tunsigned char design[32]={0xFF,0xFE,0xFD,0xFB,0xF7,0xEF,0xDF,0xBF,0x7F,
0x7F,0xBF,0xDF,0xEF,0xF7,0xFB,0xFD,0xFE,0xFF,
0xFF,0xFE,0xFC,0xF8,0xF0,0xE0,0xC0,0x80,0x0,
0xE7,0xDB,0xBD,0x7E,0xFF};
unsigned int a; //定义循环用的变量
unsigned char b; //在C51编程中因内存有限尽可能注意变量类型的使用
//尽可能使用少字节的类型,在大型的程序中很受用
do{
for (b=0; b<32; b++)
{
for(a=0; a<30000; a++); //延时一段时间
P1 = design; //读已定义的花样数据并写花样数据到P1口
}
}while(1);
}
  程序中的花样数据可以自以去定义,因这里我们的LED要AT89C51的P1引脚为低电平才会点亮,所以我们要向P1口的各引脚写数据O对应连接的LED才会被点亮,P1口的八个引脚刚好对应P1口特殊寄存器的八个二进位,如向P1口定数据0xFE,转成二进制就是11111110,最低位D0为0这里P1.0引脚输出低电平,LED1被点亮。如此类推,大家不难算出自己想要做的效果了。大家编译烧写看看,效果就出来,显示的速度您可以根据需要调整延时a的值,不要超过变量类型的值域就很行了。哦,您还没有实验板?那如何可以知道程序运行的结果呢?呵,不用急,这就来说说用KEIL uVision2的软件仿真来调试IO口输出输入程序。



图5-1 八路跑马灯电路

  编译运行上面的程序,然后按外部设备菜单Peripherals-I/O Ports-Port1就打开Port1的调试窗口了,如图5-3中的2。这时程序运行了,但我们并不能在Port1调试窗口上看到有会什么效果,这时我们可以用鼠标左击图5-3中1旁边绿色的方条,点一下就有一个小红方格在点一下又没有了,哪一句语句前有小方格程序运行到那一句时就停止了,就是设置调试断点,同样图5-2中的1也是同样功能,分别是增加/移除断点、移除所有断点、允许/禁止断点、禁止所有断点,菜单也有一样的功能,另外菜单中还有Breakpoints可打开断点设置窗口它的功能更强大,不过我们这里先不用它。我们?quot;P1 = design;"这一句设置一个断点这时程序运行到这里就停住了,再留意一下Port1调试窗口,再按图5-2中的2的运行键,程序又运行到设置断点的地方停住了,这时Port1调试窗口的状态又不同了。也就是说Port1调试窗口模拟了P1口的电平状态,打勾为高电平,不打勾则为低电平,窗口中P1为P1寄存器的状态,Pins为引脚的状态,注意的是如果是读引脚值必须把引脚对应的寄存器置1才能正确读取。图5-2中2旁边的{}样的按钮分别为单步入,步越,步出和执行到当前行。图中3为显示下一句将要执行的语句。图5-3中的3是Watches窗口可查看各变量的当前值,数组和字串是显示其头一个地址,如本例中的design数组是保存在code存储区的首地址为D:0x08,可以在图中4 Memory存储器查看窗口中的Address地址中打入D:0x08就可以查看到design各数据和存放地址了。如果你的uVision2没有显示这些窗口,可以在View菜单中打开在图5-2中3后面一栏的查看窗口快捷栏中打开。



图5-2 调试用快捷菜单栏

图5-3 各调试窗口


[ 此贴被mym在2006-02-16 17:41重新编辑 ]
klxqlqw - 2008-5-2 11:01:00
第六课 变量







上课所提到变量就是一种在程序执行过程中其值能不断变化的量。要在程序中使用变量必须先用标识符作为变量名,并指出所用的数据类型和存储模式,这样编译系统才能为变量分配相应的存储空间。定义一个变量的格式如下:
  [存储种类] 数据类型 [存储器类型] 变量名表
  在定义格式中除了数据类型和变量名表是必要的,其它都是可选项。存储种类有四种:自动(auto),外部(extern),静态(static)和寄存器(register),缺省类型为自动(auto)。这些存储种类的具体含义和用法,将在第七课《变量的存储》中进一步进行学习。
  而这里的数据类型则是和我们在第四课中学习到的名种数据类型的定义是一样的。说明了一个变量的数据类型后,还可选择说明该变量的存储器类型。存储器类型的说明就是指定该变量在C51硬件系统中所使用的存储区域,并在编译时准确的定位。表6-1中是KEIL uVision2所能认别的存储器类型。注意的是在AT89C51芯片中RAM只有低128位,位于80H到FFH的高128位则在52芯片中才有用,并和特殊寄存器地址重叠。特殊寄存器(SFR)的地址表请看附录二 AT89C51特殊功能寄存器列表


存储器类型
说 明

data
直接访问内部数据存储器(128字节),访问速度最快

bdata
可位寻址内部数据存储器(16字节),允许位与字节混合访问

idata
间接访问内部数据存储器(256字节),允许访问全部内部地址

pdata
分页访问外部数据存储器(256字节),用MOVX @Ri指令访问

xdata
外部数据存储器(64KB),用MOVX @DPTR指令访问

code
程序存储器(64KB),用MOVC @A+DPTR指令访问



表6-1 存储器类型
  如果省略存储器类型,系统则会按编译模式SMALL,COMPACT或LARGE所规定的默认存储器类型去指定变量的存储区域。无论什么存储模式都可以声明变量在任何的8051存储区范围,然而把最常用的命令如循环计数器和队列索引放在内部数据区可以显著的提高系统性能。还有要指出的就是变量的存储种类与存储器类型是完全无关的。
  SMALL存储模式把所有函数变量和局部数据段放在8051系统的内部数据存储区这使访问数据非常快,但SMALL存储模式的地址空间受限。在写小型的应用程序时,变量和数据放在data内部数据存储器中是很好的因为访问速度快,但在较大的应用程序中data区最好只存放小的变量、数据或常用的变量(如循环计数、数据索引),而大的数据则放置在别的存储区域。
  COMPACT存储模式中所有的函数和程序变量和局部数据段定位在8051系统的外部数据存储区。外部数据存储区可有最多256字节(一页),在本模式中外部数据存储区的短地址用@R0/R1。
  LARGE存储模式所有函数和过程的变量和局部数据段都定位在8051系统的外部数据区外部数据区最多可有64KB,这要求用DPTR数据指针访问数据。
  之前提到简单提到sfr,sfr16,sbit定义变量的方法,下面我们再来仔细看看。
  sfr和sfr16可以直接对51单片机的特殊寄存器进行定义,定义方法如下:
  sfr 特殊功能寄存器名= 特殊功能寄存器地址常数;
  sfr16 特殊功能寄存器名= 特殊功能寄存器地址常数;
  我们可以这样定义AT89C51的P1口
  sfr P1 = 0x90; //定义P1 I/O口,其地址90H
  sfr关键定后面是一个要定义的名字,可任意选取,但要符合标识符的命名规则,名字最好有一定的含义如P1口可以用P1为名,这样程序会变的好读好多。等号后面必须是常数,不允许有带运算符的表达式,而且该常数必须在特殊功能寄存器的地址范围之内(80H-FFH),具体可查看附录中的相关表。sfr是定义8位的特殊功能寄存器而sfr16则是用来定义16位特殊功能寄存器,如8052的T2定时器,可以定义为:
  sfr16 T2 = 0xCC; //这里定义8052定时器2,地址为T2L=CCH,T2H=CDH
用sfr16定义16位特殊功能寄存器时,等号后面是它的低位地址,高位地址一定要位于物理低位地址之上。注意的是不能用于定时器0和1的定义。
  sbit可定义可位寻址对象。如访问特殊功能寄存器中的某位。其实这样应用是经常要用的如要访问P1口中的第2个引脚P1.1。我们可以照以下的方法去定义:
(1)sbit 位变量名=位地址
  sbit P1_1 = Ox91;
这样是把位的绝对地址赋给位变量。同sfr一样sbit的位地址必须位于80H-FFH之间。
(2)Sbit 位变量名=特殊功能寄存器名^位位置
sft P1 = 0x90;
  sbit P1_1 = P1 ^ 1; //先定义一个特殊功能寄存器名再指定位变量名所在的位置
当可寻址位位于特殊功能寄存器中时可采用这种方法
(3)sbit 位变量名=字节地址^位位置
  sbit P1_1 = 0x90 ^ 1;
  这种方法其实和2是一样的,只是把特殊功能寄存器的位址直接用常数表示。
  在C51存储器类型中提供有一个bdata的存储器类型,这个是指可位寻址的数据存储器,位于单片机的可位寻址区中,可以将要求可位录址的数据定义为bdata,如:
unsigned char bdata ib; //在可位录址区定义ucsigned char类型的变量ib
int bdata ab[2]; //在可位寻址区定义数组ab[2],这些也称为可寻址位对象
sbit ib7=ib^7 //用关键字sbit定义位变量来独立访问可寻址位对象的其中一位
sbit ab12=ab[1]^12;
  操作符"^"后面的位位置的最大值取决于指定的基址类型,char0-7,int0-15,long0-31。
下面我们用上一课的电路来实践一下这一课的知识。同样是做一下简单的跑马灯实验,项目名为RunLED2。程序如下:

sfr P1 = 0x90; //这里没有使用预定义文件,
sbit P1_0 = P1 ^ 0; //而是自己定义特殊寄存器
sbit P1_7 = 0x90 ^ 7; //之前我们使用的预定义文件其实就是这个作用
sbit P1_1 = 0x91; //这里分别定义P1端口和P10,P11,P17引脚

void main(void)
{
unsigned int a;
unsigned char b;
do{
for (a=0;a<50000;a++)
P1_0 = 0; //点亮P1_0
for (a=0;a<50000;a++)
P1_7 = 0; //点亮P1_7
for (b=0;b<255;b++)
{
for (a=0;a<10000;a++)
P1 = b; //用b的值来做跑马灯的花样
}
P1 = 255; //熄灭P1上的LED
for (b=0;b<255;b++)
{
for (a=0;a<10000;a++) //P1_1闪烁
P1_1 = 0;
for (a=0;a<10000;a++)
P1_1 = 1;
}
}while(1);
}
kphank - 2008-5-2 11:02:00
第八课 语 句(1)-表达式语句







    从第四课到第七课,学习了大部分的基本语法,这一课所要学习的各种基本语句的语法可以说是组成程序的灵魂。在前面的课程中的例子里,也简单理解过一些语句的用法,可以看出C语言是一种结构化的程序设计语言。C语言提供了相当丰富的程序控制语句。学习掌握这些语句的用法也是C语言学习中的重点。
  表达式语句是最基本的一种语句。不同的程序设计语言都会有不一样的表达式语句,如VB就是在表达式后面加入回车就构成了VB的表达式语句,而在51单片机的C语言中则是加入分号";"构成表达式语句。举例如下:

  b = b * 10;
  Count++;
  X = A;Y = B;
  Page = (a+b)/a-1;

  以上的都是合法的表达式语句。在我收到的一些网友的Email中,发现很多初学的朋友往往在编写调试程序时忽略了分号";",造成程序不法被正常的编译。我个人的经验是在遇到编译错误时先语法是否有误,这在初学时往往会因在程序中加入了全角符号、运算符打错漏掉或没有在后面加";"。
  在C语言中有一个特殊的表达式语句,称为空语句,它仅仅是由一个分号";"组成。有时候为了使语法正确,那么就要求有一个语句,但这个语句又没有实际的运行效果那么这时就要有一个空语句。说起来就像大家在晚自修的时候用书包占位一样,呵呵。
空语句通常用会以下两种用法。

  (1)while,for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。我会会常常用它来写等待事件发生的程序。大家要注意的是";"号作为空语句使用时,要与语句中有效组成部分的分号相区分,如 for (;a<50000;a++);第一个分号也应该算是空语句,它会使a赋值为0(但要注意的是如程序前有a值,则a的初值为a的当前值),最后一个分号则使整个语句行成一个空循环。那么for (;a<50000;a++);就相当于for (a=0;a<50000;a++);我个人习惯是写后面的写法,这样能使人更容易读明白。

  (2)在程序中为有关语句提供标号,标记程序执行的位置,使相关语句能跳转到要执行的位置。这会用在goto语句中。
下面的示例程序是简单说明while空语句的用法。硬件的功能很简单,就是在P3.7上接一个开关,当开关按下时P1上的灯会全亮起来。当然实际应用中按键的功能实现并没有这么的简单,往往还要进行防抖动处理等。
先在我们的实验板上加一个按键。电路图如图8-1。




图8-1 加了按键的实验电路图
程序如下:
#include <AT89x51.h>

void main(void)
{
unsigned int a;
do
{
P1 = 0xFF; //关闭P1上的LED
while(P3_7); //空语句,等待P3_7按下为低电平,低电平时执行下面的语句
P1 = 0; //点亮LED
for(;a<60000;a++); //这也是空语句的用法,注意a的初值为当前值
} //这样第一次按下时会有一延时点亮一段时间,以后按多久就亮多久
while(1); //点亮一段时间后关闭再次判断P3_7,如此循环
双胞胎 - 2008-5-2 11:02:00
第八课 语 句(2)-复合语句







曾经在BBS上有朋友问过我{}是什么意思?什么作用?在C中是有不少的括号,如{},[],()等,确实会让一些初入门的朋友不解。在VB等一些语言中同一个()号会有不同的作用,它可以用于组合若干条语句形成功能块,可以用做数组的下标等,而在C中括号的分工较为明显,{}号是用于将若干条语句组合在一起形成一种功能块,这种由若干条语句组合而成的语句就叫复合语句。复合语句之间用{}分隔,而它内部的各条语句还是需要以分号";"结束。复合语句是允许嵌套的,也是就是在{}中的{}也是复合语句。复合语句在程序运行时,{}中的各行单语句是依次顺序执行的。以C语言中可以将复合语句视为一条单语句,也就是说在语法上等同于一条单语句。对于一个函数而言,函数体就是一个复合语句,也许大家会因此知道复合语句中不单可以用可执行语句组成,还可以用变量定义语句组成。要注意的是在复合语句中所定义的变量,称为局部变量,所谓局部变量就是指它的有效范围只在复合语句中,而函数也算是复合语句,所以函数内定义的变量有效范围也只在函数内部。关于局部变量和全局变量的具体用法会在说到函数时具体说明。下面用一段简单的例子简单说明复合语句和局部变量的使用。
#include <at89x51.h>
#include <stdio.h>

void main(void)
{
unsigned int a,b,c,d; //这个定义会在整个main函数中?

SCON = 0x50; //串口方式1,允许接收
TMOD = 0x20; //定时器1定时方式2
TH1 = 0xE8; //11.0592MHz 1200波特率
TL1 = 0xE8;
TI = 1;
TR1 = 1; //启动定时器

a = 5;
b = 6;
c = 7;
d = 8; //这会在整个函数有效
printf("0: %d,%d,%d,%d\n",a,b,c,d);
{ //复合语句1
unsigned int a,e; //只在复合语句1中有效
a = 10,e = 100;
printf("1: %d,%d,%d,%d,%d\n",a,b,c,d,e);
{ //复合语句2
unsigned int b,f; //只在复合语句2中有效
b = 11,f = 200;
printf("2: %d,%d,%d,%d,%d,%d\n",a,b,c,d,e,f);
}//复合语句2结束
printf("1: %d,%d,%d,%d,%d\n",a,b,c,d,e);
}//复合语句1结束
printf("0: %d,%d,%d,%d\n",a,b,c,d);

while(1);
}

运行结果:
0:5,6,7,8
1: 10,6,7,8,100
2: 10,11,7,8,100,200
1: 10,6,7,8,100
0:5,6,7,8

结合以上的说明想想为何结果会是这样。
双木田心 - 2008-5-2 11:02:00
第八课 语 句(3)-条件语句







  看到题目后相信大家都会大概对条件语句这个概念有所认识。是的,就如学习语文中的条件语句一样,C语言也一样是"如果XX就XX"或是"如果XX就XX否则XX"。也就是当条件符合时就执行语句。条件语句又被称为分支语句,其关键字是由if构成。C语言提供了3种形式的条件语句:
1: if (条件表达式) 语句
当条件表达式的结果为真时,就执行语句,否则就跳过。
如 if (a==b) a++; 当a等于b时,a就加1
2: if (条件表达式) 语句1
else 语句2
当条件表达式成立时,就执行语句1,否则就执行语句2
如 if (a==b)
a++;
else
a--;
当a等于b时,a加1,否则a-1。

3:if (条件表达式1) 语句1
else if (条件表达式2) 语句2
else if (条件表达式3) 语句3
else if (条件表达式m) 语句n
else 语句m
  这是由if else语句组成的嵌套,用来实现多方向条件分支,使用时因注意if和else的配对使用,要是少了一个就会语法出错,记住else总是与最临近的if相配对。
sisikie - 2008-5-2 11:02:00
第八课 语 句(4)-开关语句







我们学习了条件语句,用多个条件语句可以实现多方向条件分支,但是可以发现使用过多的条件语句实现多方向分支会使条件语句嵌套过多,程序冗长,这样读起来也很不好读。这时使用开关语句同样可以达到处理多分支选择的目的,又可以使程序结构清晰。它的语法为下:

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3: 语句3; break;
case 常量表达式n: 语句n; break;
default: 语句
}

  运行中switch后面的表达式的值将会做为条件,与case后面的各个常量表达式的值相对比,如果相等时则执行后面的语句,再执行break(间断语句)语句,跳出switch语句。如果case没有和条件相等的值时就执行default后的语句。当要求没有符合的条件时不做任何处理,则可以不写default语句。
  在上面的课程中我们一直在用printf这个标准的C输出函数做字符的输出,使用它当然会很方便,但它的功能强大,所占用的存储空间自然也很大,要1K左右字节空间,如果再加上scanf输入函数就要达到2K左右的字节,这样的话如果要求用2K存储空间的芯片时就无法再使用这两个函数,例如AT89C2051。在这些小项目中,通常我们只是要求简单的字符输入输出,这里以笔者发表在《无线电杂志》的一个简单的串口应用实例为例,一来学习使用开关语句的使用,二来简单了解51芯片串口基本编程。这个实例是用PC串口通过上位机程序与由AT89C51组成的下位机相通讯,实现用PC软件控制AT89C51芯片的IO口,这样也就可以再通过相关电路实现对设备的控制(这里是控制继电器)。在笔者的网站http://www.cdle.net还可以查看相关文章。所使用的硬件还是用回我们以上课程中做好的硬件,以串口和PC连接,用LED查看实验的结果。下面是源代码。
/*----------------------------------------
CDLE-J20_Main.c

PC串口控制IO口电路
可以用字符控制和读取IO口
简单版本V2.0
更加好的单片机版本和PC控制软件和DLL动态库
请访问磁动力工作室http://www.cdle.net

Copyright 2003 http://www.cdle.net

All rights reserved.
明浩 E-mail: pnzwzw@163.com
pnzwzw@cdle.net
----------------------------------------*/

#include <AT89X51.h>

static unsigned char data CN[4];
static unsigned char data CT;
unsigned char TS[8] = {254,252,248,240,224,192,128,0};

void main(void)
{
void InitCom(unsigned char BaudRate);
void ComOutChar(unsigned char OutData);
void CSToOut(void);
void CNToOut(void);
unsigned int a;

CT = 0; //接收字符序列
CN[0] = 0;
CN[1] = 51;
CN[2] = 51;
CN[3] = 0;
InitCom(6); //设置波特率为9600 1-8波特率300-57600
EA = 1;
ES = 1; //开串口中断
do
{
for (a=0; a<30000; a++)
P3_6 = 1;
for (a=0; a<30000; a++) //指示灯闪动
P3_6 = 0;
}
while(1);
}


//串口初始化 晶振为11.0592M 方式1 波特率300-57600
void InitCom(unsigned char BaudRate)
{
unsigned char THTL;
switch (BaudRate)
{
case 1: THTL = 64; break; //波特率300
case 2: THTL = 160; break; //600
case 3: THTL = 208; break; //1200
case 4: THTL = 232; break; //2400
case 5: THTL = 244; break; //4800
case 6: THTL = 250; break; //9600
case 7: THTL = 253; break; //19200
case 8: THTL = 255; break; //57600
default: THTL = 208;
}
SCON = 0x50; //串口方式1,允许接收
TMOD = 0x20; //定时器1定时方式2
TCON = 0x40; //设定时器1开始计数
TH1 = THTL;
TL1 = THTL;
PCON = 0x80; //波特率加倍控制,SMOD位
RI = 0; //清收发标志
TI = 0;
TR1 = 1; //启动定时器
}

//向串口输出一个字符(非中断方式)
void ComOutChar(unsigned char OutData)
{
SBUF = OutData; //输出字符
while(!TI); //空语句判断字符是否发完
TI = 0; //清TI
}

//串口接收中断
void ComInINT(void) interrupt 4 using 1
{
if (RI) //判断是不是收完字符
{
if (CT>3)
{
CT = 0; //收完一组数据,序列指针清零
CN[0] = 0;
CN[1] = 51;
CN[2] = 51;
CN[3] = 0;
}
CN[CT] = SBUF;
CT++;
RI = 0; //RI清零
if (CN[0]==0x61 && CN[3]==0x61) //用aXXa的简单方式保证接收的可靠性,可以满足业余的要求
{ //a也可以为板下的ID号,在同一个串行口上可以挂上一块以上的板
CSToOut(); //收到的数据格式正确时,调用控制输出函数
} //要想更为可靠的工作则要用到数据检验和通讯协议
}
}

//根据全局变量输出相应的控制信号
void CSToOut(void)
{
unsigned char data a;
unsigned int data b;
switch(CN[1]) //aXXa的格式定义是第一个X为端口,0为P0,1为P1,2为P2,3为关闭所有(同时要第2个X为3,XX=33)
{ //XX=44为测试用,5为读取端口状态,大于5则为无效数据,
case 0: //第一个X小于3时,第二个X为要输出的数据。
P0 = CN[2];
CNToOut();
break;
case 1:
P1 = CN[2];
CNToOut();
break;
case 2:
P2 = CN[2];
CNToOut();
break;
case 3:
P0 = 0xFF;
P1 = 0xFF;
P2 = 0xFF;
CNToOut();
break;
case 4:
P0 = 0xFF;
P1 = 0xFF;
P2 = 0xFF;
for (a=0; a<8; a++)
{
P0 = TS[a];
for (b=0; b<50000; b++);
}
P0 = 0xFF;
for (a=0; a<8; a++)
{
P1 = TS[a];
for (b=0; b<50000; b++);
}
P1 = 0xFF;
for (a=0; a<4; a++)
{
P2 = TS[a];
for (b=0; b<50000; b++);
}
P2 = 0xFF;
CNToOut();
break;
case 5: //根据CN[2]返回所要读取的端口值
switch(CN[2])
{
case 0:
ComOutChar(CN[0]);
ComOutChar(CN[1]);
ComOutChar(P0);
ComOutChar(CN[3]);
break;
case 1:
ComOutChar(CN[0]);
ComOutChar(CN[1]);
ComOutChar(P1);
ComOutChar(CN[3]);
break;
case 2:
ComOutChar(CN[0]);
ComOutChar(CN[1]);
ComOutChar(P2);
ComOutChar(CN[3]);
break;
case 3:
ComOutChar(CN[0]);
ComOutChar(CN[1]);
ComOutChar(P3);
ComOutChar(CN[3]);
break;
}
break;
}
}

void CNToOut(void)
{
ComOutChar(CN[0]);
ComOutChar(CN[1]);
ComOutChar(CN[2]);
ComOutChar(CN[3]);
}

  代码中有多处使用开关语句的,使用它对不同的条件做不同的处理,如在CSToOut函数中根据CN[1]来选择输出到那个IO口,如CN[1]=0则把CN[2]的值送到P0,CN[1]=1则送到P1,这样的写法比起用if (CN[1]==0)这样的判断语句来的清晰明了。当然它们的效果没有太大的差别(在不考虑编译后的代码执行效率的情况下)。
在这段代码其主要的作用就是通过串口和上位机软件进行通讯,跟据上位机的命令字串,对指定的IO端口进行读写。InitCom函数,原型为void InitCom(unsigned char BaudRate),其作用为初始化串口。它的输入参数为一个字节,程序就是用这个参数做为开关语句的选择参数。如调用InitCom(6),函数就会把波特率设置为9600。当然这段代码只使用了一种波特率,可以用更高效率的语句去编写,这里就不多讨论了。
  看到这里,你也许会问函数中的SCON,TCON,TMOD,SCOM等是代表什么?它们是特殊功能寄存器,在以前也略提到过,51芯片的特殊功能寄存器说明可以参看附录二的'AT89C51特殊功能寄存器列表',在这里简单的说说串口相关的硬件设置。


SBUF 数据缓冲寄存器 这是一个可以直接寻址的串行口专用寄存器。有朋友这样问起过“为何在串行口收发中,都只是使用到同一个寄存器SBUF?而不是收发各用一个寄存器。”实际上SBUF包含了两个独立的寄存器,一个是发送寄存,另一个是接收寄存器,但它们都共同使用同一个寻址地址-99H。CPU在读SBUF时会指到接收寄存器,在写时会指到发送寄存器,而且接收寄存器是双缓冲寄存器,这样可以避免接收中断没有及时的被响应,数据没有被取走,下一帧数据已到来,而造成的数据重叠问题。发送器则不需要用到双缓冲,一般情况下我们在写发送程序时也不必用到发送中断去外理发送数据。操作SBUF寄存器的方法则很简单,只要把这个99H地址用关键字sfr定义为一个变量就可以对其进行读写操作了,如sfr SBUF = 0x99;当然你也可以用其它的名称。通常在标准的reg51.h或at89x51.h等头文件中已对其做了定义,只要用#include引用就可以了。

  SCON 串行口控制寄存器 通常在芯片或设备中为了监视或控制接口状态,都会引用到接口控制寄存器。SCON就是51芯片的串行口控制寄存器。它的寻址地址是98H,是一个可以位寻址的寄存器,作用就是监视和控制51芯片串行口的工作状态。51芯片的串口可以工作在几个不同的工作模式下,其工作模式的设置就是使用SCON寄存器。它的各个位的具体定义如下:



(MSB)






(LSB)

SM0
SM1
SM2
REN
TB8
RB8
TI
RI


表8-1 串行口控制寄存器SCON



  SM0、SM1为串行口工作模式设置位,这样两位可以对应进行四种模式的设置。看表8-2串行口工作模式设置。



SM0
SM1
模 式
功 能
波特率

0
0
0
同步移位寄存器
fosc/12

0
1
1
8位UART
可变

1
0
2
9位UART
fosc/32或fosc/64

1
1
3
9位UART
可变


表8-2 串行口工作模式设置



  在这里只说明最常用的模式1,其它的模式也就一一略过,有兴趣的朋友可以找相关的硬件资料查看。表中的fosc代表振荡器的频率,也就是晶振的频率。UART为(Universal Asynchronous Receiver)的英文缩写。

  SM2在模式2、模式3中为多处理机通信使能位。在模式0中要求该位为0。

  REM为允许接收位,REM置1时串口允许接收,置0时禁止接收。REM是由软件置位或清零。如果在一个电路中接收和发送引脚P3.0,P3.1都和上位机相连,在软件上有串口中断处理程序,当要求在处理某个子程序时不允许串口被上位机来的控制字符产生中断,那么可以在这个子程序的开始处加入REM=0来禁止接收,在子程序结束处加入REM=1再次打开串口接收。大家也可以用上面的实际源码加入REM=0来进行实验。

  TB8发送数据位8,在模式2和3是要发送的第9位。该位可以用软件根据需要置位或清除,通常这位在通信协议中做奇偶位,在多处理机通信中这一位则用于表示是地址帧还是数据帧。

  RB8接收数据位8,在模式2和3是已接收数据的第9位。该位可能是奇偶位,地址/数据标识位。在模式0中,RB8为保留位没有被使用。在模式1中,当SM2=0,RB8是已接收数据的停止位。

  TI发送中断标识位。在模式0,发送完第8位数据时,由硬件置位。其它模式中则是在发送停止位之初,由硬件置位。TI置位后,申请中断,CPU响应中断后,发送下一帧数据。在任何模式下,TI都必须由软件来清除,也就是说在数据写入到SBUF后,硬件发送数据,中断响应(如中断打开),这时TI=1,表明发送已完成,TI不会由硬件清除,所以这时必须用软件对其清零。

  RI接收中断标识位。在模式0,接收第8位结束时,由硬件置位。其它模式中则是在接收停止位的半中间,由硬件置位。RI=1,申请中断,要求CPU取走数据。但在模式1中,SM2=1时,当未收到有效的停止位,则不会对RI置位。同样RI也必须要靠软件清除。

  常用的串口模式1是传输10个位的,1位起始位为0,8位数据位,低位在先,1位停止位为1。它的波特率是可变的,其速率是取决于定时器1或定时器2的定时值(溢出速率)。AT89C51和AT89C2051等51系列芯片只有两个定时器,定时器0和定时器1,而定时器2是89C52系列芯片才有的。

  波特率 在使用串口做通讯时,一个很重要的参数就是波特率,只有上下位机的波特率一样时才可以进行正常通讯。波特率是指串行端口每秒内可以传输的波特位数。有一些初学的朋友认为波特率是指每秒传输的字节数,如标准9600会被误认为每秒种可以传送9600个字节,而实际上它是指每秒可以传送9600个二进位,而一个字节要8个二进位,如用串口模式1来传输那么加上起始位和停止位,每个数据字节就要占用10个二进位,9600波特率用模式1传输时,每秒传输的字节数是9600�10=960字节。51芯片的串口工作模式0的波特率是固定的,为fosc/12,以一个12M的晶振来计算,那么它的波特率可以达到1M。模式2的波特率是固定在fosc/64或fosc/32,具体用那一种就取决于PCON寄存器中的SMOD位,如SMOD为0,波特率为focs/64,SMOD为1,波特率为focs/32。模式1和模式3的波特率是可变的,取决于定时器1或2(52芯片)的溢出速率。那么我们怎么去计算这两个模式的波特率设置时相关的寄存器的值呢?可以用以下的公式去计算。



波特率=(2SMOD�32)�定时器1溢出速率



  上式中如设置了PCON寄存器中的SMOD位为1时就可以把波特率提升2倍。通常会使用定时器1工作在定时器工作模式2下,这时定时值中的TL1做为计数,TH1做为自动重装值 ,这个定时模式下,定时器溢出后,TH1的值会自动装载到TL1,再次开始计数,这样可以不用软件去干预,使得定时更准确。在这个定时模式2下定时器1溢出速率的计算公式如下:



        溢出速率=(计数速率)/(256-TH1)



  上式中的“计数速率”与所使用的晶体振荡器频率有关,在51芯片中定时器启动后会在每一个机器周期使定时寄存器TH的值增加一,一个机器周期等于十二个振荡周期,所以可以得知51芯片的计数速率为晶体振荡器频率的1/12,一个12M的晶振用在51芯片上,那么51的计数速率就为1M。通常用11.0592M晶体是为了得到标准的无误差的波特率,那么为何呢?计算一下就知道了。如我们要得到9600的波特率,晶振为11.0592M和12M,定时器1为模式2,SMOD设为1,分别看看那所要求的TH1为何值。代入公式:

        11.0592M

        9600=(2�32)�((11.0592M/12)/(256-TH1))

        TH1=250 //看看是不是和上面实例中的使用的数值一样?



        12M

        9600=(2�32)�((12M/12)/(256-TH1))

        TH1≈249.49

       

  上面的计算可以看出使用12M晶体的时候计算出来的TH1不为整数,而TH1的值只能取整数,这样它就会有一定的误差存在不能产生精确的9600波特率。当然一定的误差是可以在使用中被接受的,就算使用11.0592M的晶体振荡器也会因晶体本身所存在的误差使波特率产生误差,但晶体本身的误差对波特率的影响是十分之小的,可以忽略不计。

  这一节借着学习开关语句的机会,简略说明了串行的一些相关内容,但串口的工作方式设定有好种同时也要涉及到其它的相关寄存器,内容十分多,在此也不能一一做实例说明,下面的章节也会加入一些硬件方面的东西。
frt0502 - 2008-5-2 11:02:00
第八课 语 句(5)-循环语句







循环语句是几乎每个程序都会用到的,它的作用就是用来实现需要反复进行多次的操作。如一个12M的51芯片应用电路中要求实现1毫秒的延时,那么就要执行1000次空语句才可以达到延时的目的(当然可以使用定时器来做,这里就不讨论),如果是写1000条空语句那是多么麻烦的事情,再者就是要占用很多的存储空间。我们可以知道这1000条空语句,无非就是一条空语句重复执行1000次,因此我们就可以用循环语句去写,这样不但使程序结构清晰明了,而且使其编译的效率大大的提高。在C语言中构成循环控制的语句有while,do-while,for和goto语句。同样都是起到循环作用,但具体的作用和用法又大不一样。我们具体来看看。
goto语句
  这个语句在很多高级语言中都会有,记得小时候用BASIC时就很喜欢用这个语句。它是一个无条件的转向语句,只要执行到这个语句,程序指针就会跳转到goto后的标号所在的程序段。它的语法如下:

  goto 语句标号;

其中的语句标号为一个带冒号的标识符。示例如下

void main(void)
{
unsigned char a;
start: a++;
if (a==10) goto end;
goto start;
end:;
}

  上面一段程序可以说是一个死循环,没什么意思,只是说明一下goto的用法。这段程序的意思是在程序开始处用标识符"start:"标识,表示程序这是程序的开始,"end:"标识程序的结束,标识符的定义应遵循前面所讲的标识符定义原则,不能用C的关键字也不能和其它变量和函数名相同,不然就会出错了。程序执行a++,a的值加1,当a等于10时程序会跳到end标识处结束程序,否则跳回到start标识处继续a++,直到a等于10。上面的示例说明goto不但可以无条件的转向,而且可以和if语句构成一个循环结构,这些在C程序员的程序中都不太常见,常见的goto语句用法是用它来跳出多重循环,不过它只可以从内层循环跳到外层循环,不能从外层循环跳到内层循环。在下面说到for循环语句时再略为提一提。为何大多数C程序员都不喜欢用goto语句?那是因为过多的使用它时会程序结构不清晰,过多的跳转就使程序又回到了汇编的编程风格,使程序失去了C的模块化的优点。



附录一 C51中的关键字
关键字
用 途
说 明

auto
存储种类说明
用以说明局部变量,缺省值为此

break
程序语句
退出最内层循环

case
程序语句
Switch语句中的选择项

char
数据类型说明
单字节整型数或字符型数据

const
存储类型说明
在程序执行过程中不可更改的常量值

continue
程序语句
转向下一次循环

default
程序语句
Switch语句中的失败选择项

do
程序语句
构成do..while循环结构

double
数据类型说明
双精度浮点数

else
程序语句
构成if..else选择结构

enum
数据类型说明
枚举

extern
存储种类说明
在其他程序模块中说明了的全局变量

flost
数据类型说明
单精度浮点数

for
程序语句
构成for循环结构

goto
程序语句
构成goto转移结构

if
程序语句
构成if..else选择结构

int
数据类型说明
基本整型数

long
数据类型说明
长整型数

register
存储种类说明
使用CPU内部寄存的变量

return
程序语句
函数返回

short
数据类型说明
短整型数

signed
数据类型说明
有符号数,二进制数据的最高位为符号位

sizeof
运算符
计算表达式或数据类型的字节数

static
存储种类说明
静态变量

struct
数据类型说明
结构类型数据

swicth
程序语句
构成switch选择结构

typedef
数据类型说明
重新进行数据类型定义

union
数据类型说明
联合类型数据

unsigned
数据类型说明
无符号数数据

void
数据类型说明
无类型数据

volatile
数据类型说明
该变量在程序执行中可被隐含地改变

while
程序语句
构成while和do..while循环结构


附表1-1 ANSIC标准关键字

关键字
用 途
说 明

bit
位标量声明
声明一个位标量或位类型的函数

sbit
位标量声明
声明一个可位寻址变量

Sfr
特殊功能寄存器声明
声明一个特殊功能寄存器

Sfr16
特殊功能寄存器声明
声明一个16位的特殊功能寄存器

data
存储器类型说明
直接寻址的内部数据存储器

bdata
存储器类型说明
可位寻址的内部数据存储器

idata
存储器类型说明
间接寻址的内部数据存储器

pdata
存储器类型说明
分页寻址的外部数据存储器

xdata
存储器类型说明
外部数据存储器

code
存储器类型说明
程序存储器

interrupt
中断函数说明
定义一个中断函数

reentrant
再入函数说明
定义一个再入函数

using
寄存器组定义
定义芯片的工作寄存器


附表1-2 C51编译器的扩展关键字

附录二 AT89C51特殊功能寄存器列表(适用于同一架构的芯片)
符 号
地 址
注 释

*ACC
E0H
累加器

*B
F0H
乘法寄存器

*PSW
D0H
程序状态字

SP
81H
堆栈指针

DPL
82H
数据存储器指针低8位

DPH
83H
数据存储器指针高8位

*IE
A8H
中断允许控制器

*IP
D8H
中断优先控制器

*P0
80H
端口0

*P1
90H
端口1

*P2
A0H
端口2

*P3
B0H
端口3

PCON
87H
电源控制及波特率选择

*SCON
98H
串行口控制器

SBUF
99H
串行数据缓冲器

*TCON
88H
定时器控制

TMOD
89H
定时器方式选择

TL0
8AH
定时器0低8位

TL1
8BH
定时器1低8位

TH0
8CH
定时器0低8位

TH1
8DH
定时器1高8位


带*号的特殊功能寄存器都是可以位寻址的寄存器

附录三 运算符优先级和结合性
级 别
类 别
名 称
运算符
结合性



1
强制转换、数组、

结构、联合
强制类型转换
( )


右结合

下标
[ ]

存取结构或联合成员
->或.









2
逻 辑
逻辑非
!








左结合

字 位
按位取反
~

增 量
加一
++

减 量
减一
--

指 针
取地址
&

取内容
*

算 术
单目减
-

长度计算
长度计算
sizeof



3


算 术

*
















右结合


/

取模
%

4
算术和指针运算

+


-

5
字 位
左移
<<

右移
>>



6






关系
大于等于
>=

大于
>

小于等于
<=

小于
<

7
恒等于
==

不等于
!=

8


字 位
按位与
&

9
按位异或
^

10
按位或
|

11
逻 辑
逻辑与
&&




左结合

12
逻辑或
||

13
条 件
条件运算
?:

14
赋 值
赋值
=

复合赋值
Op=

15
逗 号
逗号运算
,
右结合
密西西比河 - 2008-5-2 11:02:00
好东西~辛苦了
我不是少爷 - 2008-5-2 11:02:00
谢谢
我把它下下来了
谢谢
junbao99 - 2008-5-2 11:02:00
谢楼主了
希望以后多发点这样的帖子。
  谢谢
fcvy - 2008-5-2 11:02:00
楼主辛苦了!!!!!!!!!
出外的囝仔 - 2008-5-2 11:02:00
顶!
1
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