單片機第8章單片機C語言應用程序設計

第8章單片機的C語言應用程序設計8.1C語言與MCS-518.3C51數(shù)據(jù)類型及在MCS-51中的存儲方式

8.4MCS-51內(nèi)部資源使用的C語言編程8.5MCS-51片外擴展的C語言編程下頁8.1C語言與MCS–51C語言編寫單片機應用程序特點：1）只需初步了解單片機存儲結構及內(nèi)部資源；2）C語言能管理內(nèi)部寄存器分配、不同存儲器尋址和數(shù)據(jù)類型等細節(jié)問題；在小程序中代碼量大，在較大程序中效率高；2）定義的數(shù)據(jù)類型和變量、語法規(guī)定、程序結構及程序設計方法都與標準的C語言程序設計相同，具有C語言程序設計的特點。上頁下頁回目錄

用C語言編寫應用程序步驟： 編輯源程序，編譯生成單片機可執(zhí)行的代碼，調(diào)試，寫入單片機。

MCS–51系列單片機的C語言編譯器： 主要有KEILC51編譯器、FranklinC51編譯器。上頁下頁回目錄8.3C51數(shù)據(jù)類型及在MCS-51中的存儲方式8.3.1C51的數(shù)據(jù)類型●C51編譯器支持C語言所有標準的數(shù)據(jù)類型：char,unsignedchar,int,unsignedint,long,unsignedlong,float等?！窦尤肓藢ｉT訪問8051單片機硬件的數(shù)據(jù)類型：

◆bit：聲明位變量，其值為1或0；

◆

sbit:聲明可尋址的位變量或SFR中的某個位變量，其值為1或0；

◆

sfr:聲明特殊功能寄存器，地址范圍0~255

◆

sfr16:聲明特殊功能寄存器，地址范圍0~65535上頁下頁回目錄如：sfrSCON=0x98;//聲明SCON為串口控制器，地址98HsfrP0=0x80;sfrPSW=0xD0;●sfr之后的寄存器名必須大寫，定義之后可以直接對這些寄存器賦值。如P0=0X11;sbitCY=PSW^7;sbitCY=0xD0^7;sbitCY=0xD7;●右邊的表達式定義特殊位在寄存器中的位置，值必須在0~7.8.3.2C51變量的存儲類型C51每個變量可以使用下表所列的存儲器類型明確分配到指定的存儲空間。存儲類型與存儲空間的對應關系data直接尋址片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲區(qū)，訪問速度快(128字節(jié))bdata可位尋址片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲區(qū)，允許位與字節(jié)混合訪問(16字節(jié))idata間接尋址片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲區(qū)，可訪問片內(nèi)全部RAM地址空間(256字節(jié))pdata分頁尋址片外數(shù)據(jù)存儲區(qū)(256字節(jié))由MOV@Ri訪問(i=0,1)xdata片外數(shù)據(jù)存儲區(qū)(64KB)由MOVX@DPTR訪問code程序存儲器64KB空間，由MOVC@DPTR訪問上頁下頁回目錄帶存儲類型的變量的定義舉例：unsignedchardatavar1;//聲明一個內(nèi)部直接尋址的無符號字節(jié)變量bitbdataflags；//在可位尋址片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲區(qū)定義一個位變量charxdatavar2；//在外部數(shù)據(jù)存儲區(qū)定義一個字符變量unsignedcharcode[]=“WelcometoBeijing”；//在程序存儲區(qū)定義字符串上頁下頁回目錄8.3.3存儲模式確定用于函數(shù)自變量、自動變量和無明確存儲類型的變量的默認存儲器類型存儲模式說明SMALL默認的存儲類型是data，參數(shù)及局部變量放入可直接尋址片內(nèi)RAM的用戶區(qū)中(最大128字節(jié))。另外所有對象(包括堆棧)，都必須嵌入片內(nèi)RAM。存取速度快，盡量使用此模式。COMPACT默認的存儲類型是pdata，參數(shù)及局部變量放入分頁的外部數(shù)據(jù)存儲區(qū)，通過@R0或@R1間接訪問，?？臻g位于片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲區(qū)中LARGE默認的存儲類型是xdata，參數(shù)及局部變量直接放入片外數(shù)據(jù)存儲區(qū)，使用數(shù)據(jù)指針DPTR來進行尋址。用此數(shù)據(jù)指針進行訪問效率較低，尤其對兩個或多個字節(jié)的變量，這種數(shù)據(jù)類型的訪問機制直接影響代碼的長度上頁下頁回目錄對于片外擴展I/O口，則根據(jù)硬件譯碼地址，將其視作為片外數(shù)據(jù)存儲器的一個單元，使用#define語句進行定義。例如#include<absacc.h>#definePORTAXBYTE[0xFFC0]absacc.h是C51中絕對地址訪問函數(shù)的頭文件，將PORTA定義為外部I/O口，地址為FFC0H，長度為8位。上頁下頁回目錄FranklinC51編譯器提供的MCS51常用的頭文件：reg51.h：MCS-51系列內(nèi)部特殊功能寄存器stdio.h：標準輸入輸出函數(shù)的說明absacc.h：絕對地址訪問上頁下頁回目錄8.4MCS-51內(nèi)部資源的C語言編程8.4MCS-51內(nèi)部資源的C語言編程8.4.1中斷應用的C語言編程C51編譯器支持在C源程序中直接開發(fā)中斷程序。中斷服務程序的函數(shù)定義的語法格式如下：

返回值函數(shù)名([參數(shù)])interruptm[usingn]{}上頁下頁回目錄中斷編號：m=0:外部中斷0m=1:定時器/計數(shù)器0m=2:外部中斷1m=3:定時器/計數(shù)器1m=4:串行口中斷用于實現(xiàn)工作寄存器組的切換。n：是中斷服務子程序中選用的工作寄存器組號(0~3)。定時器/計數(shù)器(T/C)應用的C語言編程例

設單片機的fosc=12MHz晶振，要求在P1.0腳上輸出周期為2ms的方波。周期為2ms的方波要求定時時間隔1ms，每次時間到P1.0取反。機器周期=12/fosc=1μs需計數(shù)次數(shù)=1000/(12/fosc)=1000/1=1000由于計數(shù)器是加1計數(shù)，為得到1000個計數(shù)之后的定時器溢出，必須給定時器置初值為-1000(即1000的補數(shù))。上頁下頁回目錄(1)用定時器0的方式1編程，采用查詢方式，程序如下：

#include<reg51.h>sbitP1_0=P1^0；voidmain(void){TMOD=0x01；/*設置定時器1為非門控制方式1*/TR0=1;/*啟動T/C0*/for(；；){TH0=-(1000/256);/*裝載計數(shù)器初值*/TL0=-(1000%256)；do{}while(!TF0)；/*查詢等待TF0置位*/P1_0=!P1_0；/*定時時間到P1.0反相*/TF0=0；/*軟件清TF0*/}}上頁下頁回目錄/*FranklinC51編譯器提供定義特定MCS-51系列成員的寄存器頭文件。MCS-51頭文件為reg51.h*/(2)用定時器0的方式1編程，采用中斷方式。程序如下：#include<reg51.h>sbitP1_0=P1^0；voidtime(void)interrupt1using1/*T/C0中斷服務程序入口*/{P1_0=!P1_0；/*P1.0取反*/TH0=-(1000/256);/*重新裝載計數(shù)初值*/

TL0=-(1000%256)；}voidmain(void){TMOD=0x01；/*T/C0工作在定時器非門控制方式1*/P1_0=0；TH0=-(1000/256)；/*預置計數(shù)初值*/TL0=-(1000%256)；EA=1；/*CPU中斷開放*/ET0=1；/*T/C0中斷開放*/TR0=1；/*啟動T/C0開始定時*/do{}while(1)；/*等待中斷*/}上頁下頁回目錄例8.8ADC0809與8031接口的數(shù)據(jù)采集程序舉例。上頁下頁回目錄8.5MCS-51片外擴展的C語言編程程序如下：#include<absacc.h>#include<reg51.h>#defineucharunsignedchar#defineuintunsignedint

//設置AD0809的通道7地址#definead_in7XBYTE[0x7fff]

//設置AD0809的通道7地址#defineresDBYTE[0x7f]#defineNUM8//采樣次數(shù)=8bitad_over；//即EOC狀態(tài)//采樣中斷voidint0_service()interrupt0using1{ad_over=1;}上頁下頁回目錄voidmain(void){inti;uintsum;uchardataa[num];ad_over=0;EX0=1;IT0=1;EA=1;L1:i=0;sum=0;ad_in7=0;//啟動A/D轉換while(i<NUM)；{if(ad_over)//等待轉換結束 {ad_over=0; a[i]=ad_in7; sum=sum+a[i]; i=i+1; ad_in7=i;//啟動A/D轉換}}res=(uchar)sum/NUM;gotoL1;}8.5.2MCS-51輸出控制的C語言編程例118031與DAC0832雙緩沖接口的數(shù)據(jù)轉換程序舉例。圖4.10DAC0832的雙緩沖接口電路上頁下頁回目錄將data1和data2數(shù)據(jù)同時轉換為模擬量的C51程序如下：#include<absacc.h>#include<reg51.h>#defineINPUTR1XBYTE[0x8fff]#defineINPUTR2XBYTE[0xa7ff]#defineDACRXBYTE[0x2fff]#defineucharunsignedcharvoiddac2b(data1,data2)uchardata1,data2；{INPUTR1=data1； /*送數(shù)據(jù)到一片0832*/INPUTR2=data2； /*送數(shù)據(jù)到另一片0832*/DACR=0； /*啟動兩路D/A同時轉換*/}上頁下頁回目錄例128031與DAC0832單緩沖區(qū)接口的數(shù)據(jù)轉換舉例。圖4.11DAC0832與8031的單緩沖接口上頁下頁回目錄按片選線確定FFFEH為DAC0832的端口地址。使運行輸出端輸出一個鋸齒波電壓信號的C51程序如下：#include<absacc.h>#include<reg51.h>#defineDA0832XBYTE[0xfffe]#defineucharunsignedchar#defineuintunsignedintvoidstair(void){uchari；while(1){for(i=0；i<=255；i=I++) /*形成鋸齒波輸出值，最大值為255*/{DA0832=i； /*D/A轉換輸出*/}}}上頁下頁回目錄8.5.3頻率量測量的C語言編程1.計數(shù)法測量頻率法的最簡單的接口電路，可將頻率脈沖直接連接到MCS-51的T1端，將8031的T/C0用作定時器，T/C1用作計數(shù)器。在T/C0定時時間里，對頻率脈沖進行計數(shù)。T/C1的計數(shù)值便是單位定時時間里的脈沖個數(shù)。上頁下頁回目錄定時輸入脈沖<T圖4.13測量頻率中的脈沖丟失上頁下頁回目錄圖4.16頻率與周期波上頁下頁回目錄2.測量周期法圖4.228031與行列式鍵盤的接口上頁下頁回目錄8.5.4鍵盤和數(shù)碼顯示人機交互的C語言編程行掃描輸出口P1.0~P1.3列回掃輸入口P1.4~P1.7掃描函數(shù)的返回值為鍵特征碼，若無鍵按下，返回值為0。程序如下：#include<reg51.h>#defineucharunsignedchar#defineuintunsignedintvoiddlms(void)voidkbscan(void)；voidmain(void){ucharkey；while(1){key