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单片机三大编程语言



单片机

的C 语言轻松入门

随着

单片机

开发技术的不断发展,目前已有越来越多的人从普遍使用汇编语言到逐渐使

用高级语言开发,其中主要是以C 语言为主,市场上几种常见的

单片机

均有其C 语言开发

环境。这里以最为流行的80C51

单片机

为例来学习

单片机

的C 语言编程技术。

本书共分六章,每章一个专题,以一些待完成的任务为中心,围绕该任务介绍C 语言

的一些知识,每一个任务都是可以独立完成的,每完成一个任务,都能掌握一定的知识,等

到所有的任务都完成后,即可以完成C 语言的入门工作。

第1 章 C 语言概述及其开发环境的建立

学习一种编程语言,最重要的是建立一个练习环境,边学边练才能学好。Keil 软件是目

前最流行开发80C51 系列

单片机

的软件,Keil 提供了包括C 编译器、宏汇编、连接器、库

管理和一个功能强大的仿真调试器等在内的完整开发方案,通过一个集成开发环境

(μVision)将这些部份组合在一起。

在学会使用汇编语言后,学习C 语言编程是一件比较容易的事,我们将通过一系列的

实例介绍C 语言编程的方法。图1-1 所示电路图使用89S52

单片机

作为主芯片,这种单片

机性属于80C51 系列,其内部有8K 的FLASH ROM,可以反复擦写,并有ISP 功能,支

持在线下载,非常适于做实验。89S52 的P1 引脚上接8 个发光二极管,P3.2~P3.4 引脚上接

4 个按钮开关,我们的任务是让接在P1 引脚上的发光二极管按要求发光。

1.1 简单的C 程序介绍

例1-1: 让接在P1.0 引脚上的LED 发光。

/*

平凡

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Copyright 2003 pingfan's mcustudio

All rights Reserved

作者:周坚

dddl.c

单灯点亮程序

*/

图1-1 接有LED 的

单片机

基本电路

P1.0

EA/VPP

VCC

XTAL2

XTAL1

GND

RST

+5V +5V

+

R1

E1

10K

10U

27P CY

27P

PZ1 1K

D8

D1

89×××

#include “reg51.h”

sbit P1_0=P1^0;

void main()

{ P1_1=0;

}

这个程序的作用是让接在P1.0 引脚上的LED 点亮。下面来分析一下这个C 语言程序包

含了哪些信息。

1)“文件包含”处理。

程序的第一行是一个“文件包含”处理。

所谓“文件包含”是指一个文件将另外一个文件的内容全部包含进来,所以这里的程序

虽然只有4 行,但C 编译器在处理的时候却要处理几十或几百行。这里程序中包含REG51.h

文件的目的是为了要使用P1 这个符号,即通知C 编译器,程序中所写的P1 是指80C51 单

片机的P1 端口而不是其它变量。这是如何做到的呢?

打开reg51.h 可以看到这样的一些内容:

/*-------------------------------------------------------------------------

REG51.H

Header file for generic 80C51 and 80C31 microcontroller.

Copyright (c) 1988-2001 Keil Elektronik GmbH and Keil Software, Inc.

All rights reserved.

--------------------------------------------------------------------------*/

/* BYTE Register */

sfr P0 = 0x80;

sfr P1 = 0x90;

sfr P2 = 0xA0;

sfr P3 = 0xB0;

sfr PSW = 0xD0;

sfr ACC = 0xE0;

sfr B = 0xF0;

sfr SP = 0x81;

sfr DPL = 0x82;

sfr DPH = 0x83;

sfr PCON = 0x87;

sfr TCON = 0x88;

sfr TMOD = 0x89;

sfr TL0 = 0x8A;

sfr TL1 = 0x8B;

sfr TH0 = 0x8C;

sfr TH1 = 0x8D;

sfr IE = 0xA8;

sfr IP = 0xB8;

sfr SCON = 0x98;

sfr SBUF = 0x99;

/* BIT Register */

/* PSW */

sbit CY = 0xD7;

sbit AC = 0xD6;

sbit F0 = 0xD5;

sbit RS1 = 0xD4;

sbit RS0 = 0xD3;

sbit OV = 0xD2;

sbit P = 0xD0;

/* TCON */

sbit TF1 = 0x8F;

sbit TR1 = 0x8E;

sbit TF0 = 0x8D;

sbit TR0 = 0x8C;

sbit IE1 = 0x8B;

sbit IT1 = 0x8A;

sbit IE0 = 0x89;

sbit IT0 = 0x88;

/* IE */

sbit EA = 0xAF;

sbit ES = 0xAC;

sbit ET1 = 0xAB;

sbit EX1 = 0xAA;

sbit ET0 = 0xA9;

sbit EX0 = 0xA8;

/* IP */

sbit PS = 0xBC;

sbit PT1 = 0xBB;

sbit PX1 = 0xBA;

sbit PT0 = 0xB9;

sbit PX0 = 0xB8;

/* P3 */

sbit RD = 0xB7;

sbit WR = 0xB6;

sbit T1 = 0xB5;

sbit T0 = 0xB4;

sbit INT1 = 0xB3;

sbit INT0 = 0xB2;

sbit TXD = 0xB1;

sbit RXD = 0xB0;

/* SCON */

sbit SM0 = 0x9F;

sbit SM1 = 0x9E;

sbit SM2 = 0x9D;

sbit REN = 0x9C;

sbit TB8 = 0x9B;

sbit RB8 = 0x9A;

sbit TI = 0x99;

sbit RI = 0x98;

熟悉80C51 内部结构的读者不难看出,这里都是一些符号的定义,即规定符号名与地

址的对应关系。注意其中有

sfr P1 = 0x90;

这样的一行(上文中用黑体表示),即定义P1 与地址0x90 对应,P1 口的地址就是0x90

(0x90 是C 语言中十六进制数的写法,相当于汇编语言中写90H)。

从这里还可以看到一个频繁出现的词:sfr

sfr 并标准C 语言的关键字,而是Keil 为能直接访问80C51 中的SFR 而提供了一个新

的关键词,其用法是:

sfrt 变量名=地址值。

2)符号P1_0 来表示P1.0 引脚。

在C 语言里,如果直接写P1.0,C 编译器并不能识别,而且P1.0 也不是一个合法的C

语言变量名,所以得给它另起一个名字,这里起的名为P1_0,可是P1_0 是不是就是P1.0

呢?你这么认为,C 编译器可不这么认为,所以必须给它们建立联系,这里使用了Keil C

的关键字sbit 来定义,sbit 的用法有三种:

第一种方法:sbit 位变量名=地址值

第二种方法:sbit 位变量名=SFR 名称^变量位地址值

第三种方法:sbit 位变量名=SFR 地址值^变量位地址值

如定义PSW 中的OV 可以用以下三种方法:

sbit OV=0xd2 (1)说明:0xd2 是OV 的位地址值

sbit OV=PSW^2 (2)说明:其中PSW 必须先用sfr 定义好

sbit OV=0xD0^2 (3)说明:0xD0 就是PSW 的地址值

因此这里用sfr P1_0=P1^0;就是定义用符号P1_0 来表示P1.0 引脚,如果你愿意也可以

起P10 一类的名字,只要下面程序中也随之更改就行了。

3)main 称为“主函数”。

每一个C 语言程序有且只有一个主函数,函数后面一定有一对大括号“{}”,在大括号

里面书写其它程序。

从上面的分析我们了解了部分C 语言的特性,下面再看一个稍复杂一点的例子。

例1-2 让接在P1.0 引脚上的LED 闪烁发光

/*

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ddss.c

单灯闪烁程序

*/

#include "reg51.h"

#define uchar unsigned char

#define uint unsigned int

sbit P10=P1^0;

/*延时程序

由Delay 参数确定延迟时间

*/

void mDelay(unsigned int Delay)

{ unsigned int i;

for(;Delay>0;Delay--)

{ for(i=0;i<124;i++)

{;}

}

}

void main()

{ for(;;)

{ P10=!P10; //取反P1.0 引脚

mDelay(1000);

}

}

程序分析:主程序main 中的第一行暂且不看,第二行是“P1_0=!P1_0;”,在P1_0 前有

一个符号“!”,符号“!”是C 语言的一个运算符,就像数学中的“+”、“-”一样,是一种

运算任号,意义是“取反”,即将该符号后面的那个变量的值取反。

注意:取反运算只是对变量的值而言的,并不会自动改变变量本身。可以认为C 编译

器在处理“!P1_0”时,将P1_0 的值给了一个临时变量,然后对这个临时变量取反,而不

是直接对P1_0 取反,因此取反完毕后还要使用赋值符号(“=”)将取反后的值再赋给P1_0,

这样,如果原来P1.0 是低电平(LED 亮),那么取反后,P1.0 就是高电平(LED 灭),反之,

如果P1.0 是高电平,取反后,P1.0 就是低电平,这条指令被反复地执行,接在P1.0 上灯就

会不断“亮”、“灭”。

该条指令会被反复执行的关键就在于main 中的第一行程序:for(;;),这里不对此作

详细

的介绍,读者暂时只要知道,这行程序连同其后的一对大括号“{}”构成了一个无限循环语

句,该大括号内的语句会被反复执行。

第三行程序是:“mDelay(1000);”,这行程序的用途是延时1s 时间,由于

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执行指

令的速度很快,如果不进行延时,灯亮之后马上就灭,灭了之后马上就亮,速度太快,人眼

根本无法分辨。

这里mDelay(1000)并不是由Keil C 提供的库函数,即你不能在任何情况下写这样一行

程序以实现延时。如果在编写其它程序时写上这么一行,会发现编译通不过。那么这里为什

么又是正确的呢?注意观察,可以发现这个程序中有void mDelay(…)这样一行,可见,

mDelay 这个词是我们自己起的名字,并且为此编写了一些程序行,如果你的程序中没有这

么一段程序行,那就不能使用mDelay(1000)了。有人脑子快,可能马上想到,我可不可

以把这段程序也复制到我其它程序中,然后就可以用mDelay(1000)了呢?回答是,那当然

就可以了。还有一点需要说明,mDelay 这个名称是由编程者自己命名的,可自行更改,但

一旦更改了名称,main()函数中的名字也要作相应的更改。

mDelay 后面有一个小括号,小括号里有数据(1000),这个1000 被称之“参数”,用它

可以在一定范围内调整延时时间的长短,这里用1000 来要求延时时间为1000 毫秒,要做到

这一点,必须由我们自己编写的mDelay 那段程序决定的,

详细

情况在后面循环程序中再作

分析,这里就不介绍了。

1.2 Keil 工程的建立

要使用Keil 软件,首先要正确安装Keil 软件,该软件的Eval 版本可以直接去

http://www.keil.com 下载,安装时选择Eval Vision,其它步骤与一般Windows 程序安装类似,

这里就不再赘述了。安装完成后,将Ledkey.dll 文件复制到Keil 安装目录下的C51BIN 文

件夹下,这是作者提供的键盘与LED 实验仿真板,可与Keil 软件配合,在计算机上模拟LED

和按键的功能。

启动μVison,点击“File

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