任務1

C51程序結構及內部單元賦值操作任務2

C51運算符的應用任務3選擇語句的應用任務4

循環語句的應用任務5指針的定義及引用任務1C51程序結構及內部單元賦值操作

1．了解C51程序的基本結構。2．掌握C51語言的數據類型。3．利用絕對地址方式訪問片內RAM存儲單元。在單片機內部，運行時的程序及數據均存放在存儲器中，運行過程中對內存單元的數據操作較為頻繁。本任務主要練習如何手動修改單片機內部RAM單元的內容。如對單片機內部RAM存儲空間地址為0x30的單元進行賦值運算操作。一、C51程序基本結構/******點亮單片機P1.0口發光二極管.C******/#include<AT89X51.h>//包含頭文件sbitLED=P1^0;//位定義單片機//的P1.0口voidmain()//主函數{

LED=0;//點亮P1.0口LED}預處理命令main(){

語句1;//語句注釋

語句2;

┊}1．預處理命令主要包括文件包含（include）、宏定義（define）和條件編譯（ifndef）。程序中的“#include<AT89X51.h>”代碼表示在該程序中調用了AT89系列單片機的頭文件。常用的還有“#include<reg51.h>”、“#include<reg52.h>”。這個文件中定義了AT89系列單片機內部的特殊功能寄存器（SFR）的所有端口。文件的調用一般位于程序的開頭，常見的調用表示方法有兩種：（1）#include<AT89X51.h>（2）#include“AT89X51.h”2．main主函數一個C程序中有且只有一個main主函數，它是函數的入口。main函數可以調用其他的功能函數，但其他功能函數不能調用main函數。函數后面一定要有一對大括號“{}”，程序就寫在大括號里面。main前面的“void”表示“空”，即當main函數執行完后，不返回任何值，編程時可省略不寫。main后面的“（）”中沒有寫任何參數，表示了main函數和其他函數間沒有任何的參數傳遞。但后面的“（）”必須有，不能省略。3．語句語句是構造函數的主體部分，C程序中的語句大致分為兩類：一類為說明語句，用來描述數據，決定內存的分配；另一類為執行語句，用來描述對數據進行的動作，決定內存的內容。C51程序沒有行號，書寫格式自由，一行內可以書寫多條語句，一條語句也可分寫在多行上，但為了區分程序中不同結構層次的語句，通常要求在同一結構層次上的語句，在行中縮進相同的字數。并且每條語句最后必須以一個分號“；”結尾，因為分號是語句的必要組成部分。4．注釋在C51程序中，為了增加程序的可讀性，通常使用“//┈┈”或一對“/*┈┈*/”對程序中的某些地方作必要注釋。前者只能注釋一行內容，后者則可以注釋多行內容。注釋只是為了方便用戶編寫和閱讀程序，其自身在編譯時不參與編譯。同時還經常利用“//┈┈”或“/*┈┈*/”屏蔽程序中的某些語句來調試程序。二、標識符與關鍵字1．標識符指用來表示源程序中自定義對象名稱的符號，可以是常量、變量、數組、結構、語句標號以及函數等。在C51中，標識符只能由字母（a~z，A~Z）、數字（0～9）和下劃線“_”組成，并且第一個字符必須是字母或者下劃線。

在C51程序中，標識符區分大小寫，如“max”和“MAX”表示兩個完全不同的標識符。用戶自定義的標識符不能與系統保留的關鍵字重復。關鍵字是C51編譯器保留的一些特殊標識符，具有特定的含義和用法。單片機C51程序語言繼承了ANSIC標準定義的關鍵字共32個，如auto、double、int、break、else、switch、case等。2．關鍵字sfrP0=0x80;/*定義地址為“0x80”的特殊功能寄存器命名為“P0”。對P0口的操作也就是對地址為“0x80”的特殊功能寄存器操作*/sbitLED=P2^0;/*位定義LED為單片機的P2.0端口，對LED操作也即對P2.0端口操作*/同時結合單片機硬件的特點擴充了一些關鍵字，如sfr、sbit。三、常量與變量在程序運行過程中，數值不能被改變的量稱為常量，可以為字符、十進制數或十六進制數；數值能被改變的量稱為變量。［例］已知符號常量“PI”，它的值為3.1415926，求任意圓的周長和面積。#definePI3.1415926/*宏定義符號常量PI=3.141596*/main()

{floatr,c,s;//定義三個實型變量分別為r、c、s

c=2*PI*r;//圓的周長公式

s=PI*r*r;//圓的面積公式

┊

}四、KeilC51支持的數據類型類型符號基本數據長度/bit取值范圍字符型無unsignedchar80~255有signedchar8-128~+127整型無unsignedint160~65535unsignedlong320~4294967295有signedint16-32768~+32767signedlong32-2147483648~+2147483647（續表）類型符號基本數據長度/bit取值范圍實型有float32

1.176E-38~

3.40E+38指針型無*8～24存儲空間0~65535位類型無bit10或1sbit10或1特殊功能寄存器型無sfr80~255sfr16160~65535一、程序設計C51數據的存儲類型與51單片機實際存儲空間的對應關系：存儲類型長度/bit描述data8直接尋址的片內RAM低128B，訪問速度快bdata1片內RAM的可位尋址區（20H~2FH），允許字節和位混合訪問idata8間接尋址訪問的片內RAM，允許訪問全部片內RAMpdata8用Ri間接訪問的片外RAM的低256Bxdata16用DPTR間接訪問的片外RAM，允許訪問全部64k片外RAMcode16程序存儲器ROM64k空間在C51編譯器中提供了一組宏定義對51單片機的code、data、pdata和xdata空間進行絕對尋址。并且規定只能以無符號數方式訪問，定義了8個宏，其函數原型如下：#defineCBYTE((unsignedcharvolatile*)0x50000L)#defineDBYTE((unsignedcharvolatile*)0x40000L)#definePBYTE((unsignedcharvolatile*)0x30000L)#defineXBYTE((unsignedcharvolatile*)0x20000L)#defineCWORD((unsignedintvolatile*)0x50000L)#defineDWORD((unsignedintvolatile*)0x40000L)#definePWORD((unsignedintvolatile*)0x30000L)#defineXWORD((unsignedintvolatile*)0x20000L)上述函數原型放在absacc.h文件中，使用時只需用預處理命令將其包含到源程序的文件中，即#include<absacc.h>。如對單片機片內RAM的0x30單元進行操作，可使用DBYTE以字節形式對data區尋址，即0x30的絕對地址為DBYTE[0x30]。接下來向單片機內存單元的賦值操作，可借助KeilC51編譯器所支持的無符號字符變量進行操作。

unsignedchardata30=0x15;//將十六進制數15賦值給無//符號字符變量data30

DBYTE[0x30]=data30;//將data30中的值(0x15)傳送到//片內RAM的30H單元根據上述任務分析編寫完整的程序：二、編寫程序并錄入三、調試運行編譯無誤后單擊調試按鈕，將自動彈出“debug”工具欄和存儲器觀察窗口。通過在存儲器觀察窗口地址欄內輸入“字母：數字”即可顯示相應單元值。其中字母代表的意義如下表所示。數字代表所要查看相應單元中的地址，可以為十進制數也可以為十六進制數。字母對應的存儲器空間字母對應的存儲器空間C代碼存儲空間I間接尋址的片內存儲空間D直接尋址的片內存儲空間X擴展的外部RAM空間在地址欄后的文本框內輸入“D：0x30”，然后單擊運行“”按鈕，則程序進入運行狀態，再單擊停止“”按鈕，程序執行結束，即可觀察到地址為0x30開始的片內RAM新的單元值，如下圖所示。單擊此處返回目錄任務2C51運算符的應用

1．了解C51的運算符、表達式及其規則。2．掌握每一種算術運算符對數據操作的具體功能。3．能夠完成計算梯形面積程序的設計與調試。51系列單片機為單芯片微控制器（簡稱MCU），內部有具有數據運算處理能力的CPU。本任務主要利用C51中的算術運算符，計算下圖所示梯形的面積（已知梯形的上底長為a，下底長為b，高是h），并通過串行窗口輸出顯示出來。一、算術運算符運算符意義示例（設x=5，y=3）＋加法運算z=x+y；//z=8－減法運算z=x-y；//z=2*乘法運算z=x*y；//z=15/除法運算z=x/y；//z=1﹪模運算（取余運算）z=x%y；//z=2在運算過程中，當只用作加1和減1運算時，可以采用自增和自減運算符：運算符意義示例（設x的初值為2）x++先使用x的值，再讓x加1y=x++；//y=2，x=3++x先讓x加1，再使用x的值y=++x；//y=3，x=3x--先使用x的值，再讓x減1y=x--；//y=2，x=1--x先讓x減1，再使用x的值y=--x；//y=1，x=1二、關系運算符運算符意義示例（設a=5，b=6）<小于a<b；//返回值1>大于a>b；//返回值0<=小于等于（不大于）a<=b；//返回值1>=大于等于（不小于）a>=b；//返回值0!=不等于a!=b；//返回值1==等于a==b；//返回值0三、邏輯運算符運算符意義示例（設a=5，b=6）&&邏輯與a&&b；//返回值1||邏輯或a||b；//返回值1！邏輯非！a或！b；//返回值0關系運算符和邏輯運算符通常用來判別某個條件是否滿足，其運算結果只有“0”和“1”兩種值。即當所指定的條件滿足時結果為“1”，否則為“0”。四、位運算符運算符意義示例（設a=0x25，b=0x46）&按位與c=a&b；//c=0x04|按位或c=a|b；//c=0x67~按位取反c=~a；//c=0xda運算符意義示例（設a=0x25，b=0x46）^按位異或c=a^b；//c=0x63<<左移（各位同時左移若干位，高位舍棄，低位補零）c=a<<2；//c=0x94

>>右移（各位同時右移若干位，低位舍棄，高位補零）c=a<<2；//c=0x94（續表）邏輯與是判斷“&&”兩側的表達式是否都為真，都為真則此邏輯與表達式值為真；按位與是將“&”兩側的數用二進制展開，每一位都求與運算（有0出0，全1出1），最后得到的二進制數即為結果。邏輯與結果只講真和假，而按位與得出的仍然是一個二進制數。五、復合賦值運算符運算符意義示例+=左邊的變量或數組元素加上右邊表達式的值b+=a相當于b=b+a－=左邊的變量或數組元素減去右邊表達式的值b－=a相當于b=b－a*=左邊的變量或數組元素乘以右邊表達式的值b*=a相當于b=b*a/=左邊的變量或數組元素除以右邊表達式的值b/=a相當于b=b/a%=左邊的變量或數組元素模右邊表達式的值b%=a相當于b=b%a（續表）運算符意義示例<<=左移操作，再賦值b<<=a相當于b=b<<a>>=右移操作，再賦值b>>=a相當于b=b>>a&=按位與操作，再賦值b&=a相當于b=b&a|=按位或操作，再賦值b|=a相當于b=b|a^=按位異或操作，再賦值b^=a相當于b=b^a六、條件運算符一般形式如下：邏輯表達式？表達式1：表達式2［例］當a=10，b=12時，求a、b中最大值。其條件表達式：max=(a>b)?a:b一、程序設計梯形面積的計算主要分為三步：①a+b；②（a+b）×h；③（a+b）×h÷2。根據C51中提供的算術運算符，則梯形的面積表達式為：S=（a+b）*h/2為了保證梯形面積計算結果的準確，程序中應定義梯形上底長a、下底長b、高h和梯形面積值S均為浮點型變量。二、編寫程序并錄入根據上述任務分析編寫完整的程序：三、調試運行

1．載入源文件，編譯無誤后單擊調試按鈕，自動彈出“debug”工具欄和存儲器觀察窗口。為了查看程序的運行結果，單擊“”按鈕，彈出“serial#1”的串行窗口。

2．單擊運行按鈕“”，按提示輸入相應的值再分別按下回車鍵，則在串行窗口中即可顯示出單片機計算后的梯形面積值。運行中可進行多次數據輸入并計算，如圖所示。

單擊此處返回目錄任務3選擇語句的應用1．了解C51程序中選擇結構的構建。2．了解if、switch/case語句的功能。3．能夠完成學生成績等級劃分程序的設計與調試。將某校學生成績劃分為A、B、C、D、E五個等級，見下表。同時，要求根據不同的分數打印出其相應等級。數據范圍（成績）等級>100error90~100A80~89B70~79C60~69D<60E一、條件語句if1．if(條件表達式)語句

當條件表達式的結果為真時，就執行語句，否則就跳過。［例］：

if(a==b)a++;//當a等于b時，a就加12．if(條件表達式)語句1else語句2

當條件表達式成立時，就執行語句1，否則就執行語句2。［例］：

if(a==b)a++;//當a等于b時，a加1elsea--;//當a不等于b時，a減13．if(條件表達式1)語句1elseif(條件表達式2)語句2elseif(條件表達式3)語句3elseif(條件表達式m)語句melse語句n條件語句常用來實現多方向條件分支。使用時if和else要配對使用，且else總是與最臨近的if相配對，要是少了一個就會出現語法錯誤。二、開關語句switch/caseswitch(表達式)

{

case常量表達式1:語句1;

//如果常量表達式1滿足，則執行語句1

break;//執行完語句1后，使用break跳出switch//結構

case常量表達式2:語句2;

break;

┋

case常量表達式n:語句n;break;

//如果常量表達式n滿足，則執行語句n后并跳出

default:語句n+1;

//默認情況下（以上條件都不滿足時），//執行語句（n+1）

}

case后常量表達式的值必須是整型或字符型，且互不相同。每個case語句后面可以有“break”，也可以沒有。有break語句，執行到break則退出switch結構；沒有break語句，則會導致其后多條case語句連續執行，直到遇到break結束。

開關語句也是一種用來實現多方向條件分支的語句。雖然采用條件語句也可以實現多方向條件分支，但當分支較多時會使條件語句的嵌套層次過多，程序冗長，可讀性降低。開關語句能直接處理多分支選擇，使程序結構清晰、使用方便。一、程序設計本任務使用條件語句if來完成相關成績數據的判定。if(score>100)grade=’e’;//錯誤（error）

elseif(score>=90)grade=’A’;//等級為Aelseif(score>=80)grade=’B’;//等級為B

elseif(score>=70)grade=’C’;//等級為C

elseif(score>=60)grade=’D’;//等級為Delsegrade=’E’;//等級為E對于不同成績的等級劃分，借助于switch/case語句打印輸出：switch(grade){case'A':printf("學生的成績等級為A\n\n");break;case'B':printf("學生的成績等級為B\n\n");break;case'C':printf("學生的成績等級為C\n\n");break;case'D':printf("學生的成績等級為D\n\n");break;case'E':printf("學生的成績等級為E\n\n");break;default:printf("Error\n");break; }二、編寫程序并錄入根據上述任務分析編寫完整的程序：三、調試運行

1．載入源文件，編譯無誤后單擊調試按鈕，自動彈出“debug”工具欄和存儲器觀察窗口。為了查看程序的運行結果，單擊“”按鈕，彈出“serial#1”的串行窗口。

2．單擊運行按鈕“”，按提示輸入一名學生的成績再按下回車鍵，則在串行窗口中即可顯示出該學生的成績等級。運行中可進行多次成績輸入，如圖所示。

單擊此處返回目錄任務4循環語句的應用

1．了解C51程序中循環結構的構建。2．掌握for、while等循環語句的功能。3．掌握0～100累加和的程序設計與調試方法。在單片機的程序設計中，當一段程序需要反復執行時，通常采用循環體來構建，這樣不僅可以優化程序，而且還可以提高程序的執行效率。本任務以完成Sum=0+1+2+3+………+99+100累加和的程序設計為例，學習使用“for”和“while”語句來構建循環體的方法。一、for循環語句for（初始化表達式；條件表達式；增量表達式）{

語句;//循環體

︰}for循環語句的表達式間要用“；”隔開，循環體即為for后面用“{}”括起來的語句，當循環語句只有一條時，“{}”可以省略，緊跟在for語句的結構表達式之后。for循環語句的執行過程如下：（1）初始化表達式。（2）求解條件表達式。如其值為“真”，則執行for循環體內的語句；如果為“假”則退出for循環，轉到for循環體外語句去執行。（3）如條件表達式為“真”，在執行for循環體內的語句后，執行增量表達式，再轉到上一步繼續執行。（4）結束for循環，執行后面的語句。for語句不僅可以用于循環已經確定的情況，而且可以用于循環次數不確定但已經給出循環條件的情況。下面為for語句應用的幾個特例：1）for(;i<=100;i++)sum+=i;//i不設初值，由外部i決定

2）for(i=1;;i++)sum+=I;//不設循環判斷條件，默認將

//無條件循環執行下去

3）for(i=1;i<=100;i++);

//沒有循環體，用于實現延時

4）for(;;)sum+=i;//沒有任何限制，無限循環二、while循環語句while（表達式）{語句;//循環體

︰}括號中的表達式為while循環能否繼續的條件，而語句部分則是循環體。只要表達式為真，則重復執行循環體內的語句；否則，終止while循環，執行循環之外的下一行語句。

while語句應用的幾個特例：

1）while(1)sum+=i;//表達式始終為真，無限循//環語句“sum+=i;”2）while(1);//表達式始終為真，死循環當循環語句只有一條時，“{}”可以省略，緊跟在while語句的結構表達式后。一般在循環體中應該有讓循環最終結束的語句，否則將造成死循環。三、do…while循環語句do{

語句;//循環體

︰}while（表達式）;

do是C語言的關鍵字，必須和while聯合使用。while（表達式）后的分號“；”不能少，它表示整個循環體的結束。在使用時由于是先執行循環體再判斷，所以應注意循環次數的設置。do…while循環語句和while循環語句的最大區別是：先執行循環體一次，再判斷表達式的值。若為真，則繼續執行循環體，否則退出循環。do…while語句執行過程如下：（1）先執行循環體語句一次，然后判斷表達式。（2）當表達式的值為非“0”時，返回到上一步重新執行循環體語句。（3）如此反復，直到表達式的值為“0”時循環結束。一、程序設計二、編寫程序并錄入根據上述任務分析編寫的完整程序：三、調試運行單擊此處返回目錄載入源文件，編譯無誤后單擊調試按鈕彈出“debug”工具欄，單擊“”按鈕，彈出“serial#1”的串行窗口。再單擊運行按鈕，即可查看串行窗口中輸出的和的值：任務5指針的定義及引用

1．了解數組、指針的定義。2．掌握指向數組的指針的引用。3．掌握利用數組的指針控制單片機I/O口的方法。在C51中，指針是被廣泛使用的一種特殊數據類型。通過指針可以間接地訪問另一變量，方便地使用字符串，有效地使用數組，可使程序更加精煉、高效。本任務以用數組的指針控制單片機的I/O口為例，學習掌握指向數組的指針的引用方法，從而體會指針在C51中的重要意義。一、數組的定義與引用1．一維數組

類型說明符數組名[常量]

┇如inta[10];一維數組的賦值方法有以下幾種：（1）在數組定義時賦值［例］

inta[10]={0,1,2,3,4,5,6,7,8,9};在a[10]中，10表示a數組中有10個元素，下標從0開始，依次是a[0]=0，a[1]=1，……，a[9]=9，數組中的有效數據只有10個。（2）數組元素部分賦值［例］intb[10]={0,1,2,3,4};定義整型數組b，共包含10個元素，只對前5個元素作了定義，后5個元素值均為0。（3）全部數組元素都已賦值，可省去方括號中的下標［例］intc[]={0,1,2,3,4,5,6,7};若被定義的數組長度（常量）與實際數組中的元素個數不相等，則數組長度不能省略。2．字符數組用來存放字符型數據的數組稱為字符數組。字符數組的賦值方法有以下幾種：

［例］chara[5]={'H','E','L','L','O'};

定義字符型數組a，它包含了a[0]～a[4]共5個字符元素。（1）在定義時進行初始化賦值（2）用字符串的形式對全體字符數組元素進行賦值

［例］charstr[]={"Hello,word!"};或者charstr[]="H