單片機C51語言及程序設(shè)計

單片機C51語言基礎(chǔ)

及C51程序設(shè)計

2021/5/91主要內(nèi)容：C51語言概述C51的標識符與關(guān)鍵字C51的變量及數(shù)據(jù)類型C51的運算符及表達式C51的程序結(jié)構(gòu)C51開發(fā)環(huán)境C51編程實例2021/5/92一、C51語言概述單片機C51語言是ANSIC的擴展。C51語言除了具有C語言的優(yōu)點外，同時具有匯編語言的硬件操作能力。運行于單片機平臺，支持的微處理器種類繁多，可移植性好。對于兼容的8051系列單片機，只要將一個硬件型號下的程序稍加修改，甚至不加改變，就可移植到另一個不同型號的單片機中運行。具有高級語言的特點，盡量減少底層硬件寄存器的操作。單片機C51語言提供了完備的數(shù)據(jù)類型、運算符及函數(shù)供使用。C51語言代碼執(zhí)行的效率方面十分接近匯編語言，且比匯編語言的程序易于理解，便于代碼共享。2021/5/93二、C51的標識符與關(guān)鍵字標識符即特定的字符或字符串，用來給變量、函數(shù)、符號常量、自定義類型等命名。用標識符給C語言程序中各種對象命名時，要用字母、下劃線和數(shù)字組成的字符序列，并要求首字符是字母或下劃線，不能是數(shù)字。字母的大小寫是有區(qū)別的。通常下劃線開頭的標識符是編譯系統(tǒng)專用的，因此在編寫C語言源程序時一般不使用以下劃線開頭的標識符，而將下劃線用作分段符。C51編譯器規(guī)定標識符最長可達255個字符，但只有前32個字符在編譯時有效，因此標識符的長度一般不要超過32個字符。關(guān)鍵字是一種已被系統(tǒng)使用過的具有特定含義的標識符。用戶不得再用關(guān)鍵字給變量等命名。C語言關(guān)鍵字較少，ANSIC標準一共規(guī)定了32個關(guān)鍵字，見表2021/5/94關(guān)鍵字用途說明auto存儲種類說明用以說明局部變量，缺省值為此break程序語句退出最內(nèi)層循環(huán)case程序語句Switch語句中的選擇項char數(shù)據(jù)類型說明單字節(jié)整型數(shù)或字符型數(shù)據(jù)const存儲種類說明在程序執(zhí)行過程中不可更改的常量值continue程序語句轉(zhuǎn)向下一次循環(huán)default程序語句Switch語句中的失敗選擇項do程序語句構(gòu)成do…while循環(huán)結(jié)構(gòu)double數(shù)據(jù)類型說明雙精度浮點數(shù)else程序語句構(gòu)成if…else選擇結(jié)構(gòu)enum數(shù)據(jù)類型說明枚舉類型extern存儲種類說明在其他程序模塊中說明了的全局變量float數(shù)據(jù)類型說明單精度浮點數(shù)for程序語句構(gòu)成for循環(huán)結(jié)構(gòu)goto程序語句構(gòu)成goto轉(zhuǎn)移結(jié)構(gòu)ANSIC語言的關(guān)鍵字2021/5/95if程序語句構(gòu)成if…else選擇結(jié)構(gòu)int數(shù)據(jù)類型說明基本整型數(shù)long數(shù)據(jù)類型說明長整型數(shù)register存儲種類說明使用CPU內(nèi)部寄存器的變量return程序語句函數(shù)返回short數(shù)據(jù)類型說明短整型數(shù)signed數(shù)據(jù)類型說明有符號數(shù)，二進制數(shù)據(jù)的最高位為符號位sizeof運算符計算表達式或數(shù)據(jù)類型的字節(jié)數(shù)static存儲種類說明靜態(tài)變量struct數(shù)據(jù)類型說明結(jié)構(gòu)類型數(shù)據(jù)switch程序語句構(gòu)成Switch選擇結(jié)構(gòu)typedef數(shù)據(jù)類型說明重新進行數(shù)據(jù)類型定義union數(shù)據(jù)類型說明聯(lián)合類型數(shù)據(jù)unsigned數(shù)據(jù)類型說明無符號數(shù)數(shù)據(jù)void數(shù)據(jù)類型說明無類型數(shù)據(jù)volatile數(shù)據(jù)類型說明該變量在程序執(zhí)行中可被隱含地改變while程序語句構(gòu)成while和do…while循環(huán)結(jié)構(gòu)2021/5/96KeilC51編譯器除了有ANSIC標準的32個關(guān)鍵字外，還根據(jù)51單片機的特點擴展了相應(yīng)的關(guān)鍵字。在KeilC51開發(fā)環(huán)境的文本編輯器中編寫C程序，系統(tǒng)可以把保留字以不同的顏色顯示，缺省顏色為藍色。下表為KeilC51編譯器擴展的關(guān)鍵字。關(guān)鍵字用途說明bit位標量聲明聲明一個位標量或位類型的函數(shù)sbit位變量聲明聲明一個可位尋址變量sfr特殊功能寄存器聲明聲明一個特殊功能寄存器（8位）sfr16特殊功能寄存器聲明聲明一個16位的特殊功能寄存器data存儲器類型說明直接尋址的8051內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器bdata存儲器類型說明可位尋址的8051內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器idata存儲器類型說明間接尋址的8051內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器pdata存儲器類型說明“分頁”尋址的8051外部數(shù)據(jù)存儲器xdata存儲器類型說明8051外部數(shù)據(jù)存儲器code存儲器類型說明8051程序存儲器interrupt中斷函數(shù)聲明定義一個中斷函數(shù)reentrant再入函數(shù)聲明定義一個再入函數(shù)using寄存器組定義定義8051的工作寄存器組2021/5/971.C51的變量

在程序執(zhí)行過程中，數(shù)值可以發(fā)生改變的量稱為變量。變量名與存儲單元地址相對應(yīng)，變量值與存儲單元的內(nèi)容相對應(yīng)。例如三、C51的變量及數(shù)據(jù)類型2021/5/98【存儲類別】

數(shù)據(jù)類型

【存儲器類型】

變量名（標準C）（標準C）*括號項——可以缺省（但需有缺省值）C51變量定義的四要素:（C51特有）（標準C+C51）2021/5/99【存儲類別】

數(shù)據(jù)類型

【存儲器類型】

變量名共有四個說明符：1、auto（自動型）——變量的作用范圍在定義它的函數(shù)體或語句塊內(nèi)。執(zhí)行結(jié)束后，變量所占內(nèi)存即被釋放。2、extern（外部型）——在一個源文件中被定義為外部型的變量，在其它源文件中需要通過extern說明方可使用。3、static（靜態(tài)型）——利用static可使變量定義所在的函數(shù)或語句塊執(zhí)行結(jié)束后，其分配的內(nèi)存單元繼續(xù)保留。4、register（寄存器型）——將變量對應(yīng)的儲存單元指定為通用寄存器，以提高程序運行速度。缺省存儲種類為auto(自動)型變量2021/5/910數(shù)據(jù)的不同格式叫做數(shù)據(jù)類型*有符號數(shù)類型可以忽略signed標識符標準C語言的數(shù)據(jù)類型【存儲類別】

數(shù)據(jù)類型

【存儲器類型】

變量名2021/5/911C51擴充數(shù)據(jù)類型：bit、sfr或sfr16、sbitbit型關(guān)鍵詞bit用于定義一個位變量，語法規(guī)則：bitbit_name

[=0或1];例如：bitdoor=0;//定義一個叫door的位變量且初值為0標準C的變量定義舉例：

inta=5; //定義一個初值為5的整形變量a

語法規(guī)則：intint_name[=常數(shù)];

注意：上述變量的物理地址是由編譯器分配的2021/5/912sfr或sfr16型關(guān)鍵詞sfr或sfr16用于定義SFR字節(jié)地址變量，語法規(guī)則：

sfr

或

sfr16sfr_name=

字節(jié)地址常數(shù);51MCU中有21個SFR，如何定義與這些單元相關(guān)的變量？2021/5/913例如，sfrP0=0x80;//定義P0口地址80H

sfrPCON=0x87;//定義PCON地址87H

sfr16DPTR=0x82;//定義DPTR的低端地址82H注意：SFR字節(jié)地址變量的物理地址是由MCU資源決定的2021/5/914sbit型部分SFR具有位地址，如何定義與這些位地址相關(guān)的變量？CYACF0RS1RS0OVF1PCYACF0RS1RS0OVF1PCYACF0RS1RS0OVF1PCYACF0RS1RS0OVF1PD0^7

D7HD6HD5HD4HD3HD2HD1HD0HD0HPSWD0^6

D0^5

D0^4

D0^3

D0^2

D0^1

D0^0

絕對位地址相對位地址字節(jié)地址兩種位地址表達形式：絕對位地址、相對位地址2021/5/9151）將SFR的絕對位地址定義為位變量名

sbit

bit_name=

位地址常數(shù);例如，sbitCY=0xD7;3）將SFR的相對位位置定義位變量名

sbitbit_name=

sfr_name

^

位位置;例如，sbitCY=PSW^7;2）將SFR的相對位地址定義為位變量名

sbit

bit_name=

sfr字節(jié)地址

^

位位置;例如，sbitCY=0xD0^7;關(guān)鍵詞sbit用于定義SFR位地址變量，三種定義形式：2021/5/916C51編譯器在頭文件“REG51.H”中定義了全部sfr/sfr16和sbit變量。用一條預(yù)處理命令#include<REG51.H>把這個頭文件包含到C51程序中，無需重新定義即可直接使用它們的名稱。2021/5/917應(yīng)用舉例：2021/5/918【存儲類別】

數(shù)據(jù)類型

【存儲器類型】

變量名51單片機的三個邏輯存儲空間：片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器，片外數(shù)據(jù)存儲器和程序存儲器。2021/5/919建立C51存儲類型與存儲空間的對應(yīng)關(guān)系data區(qū)code區(qū)xdata區(qū)bdata區(qū)pdata區(qū)idata區(qū)2021/5/920C51的存儲類型與存儲空間對應(yīng)關(guān)系表

SMALL系統(tǒng)COMPACT系統(tǒng)LARGE系統(tǒng)編譯模式2021/5/921三種編譯模式分別對應(yīng)于三種缺省存儲類型：【存儲類別】

數(shù)據(jù)類型

【存儲器類型】

變量名C51編譯器可根據(jù)當前采取的編譯模式自動認定默認的存儲類型約定：若無特殊聲明，一般均為“SMALL編譯模式”2021/5/922變量名可以由字母、數(shù)字和下劃線三種字符組成，且第一個字符必須為字母或下劃線，變量名長度隨編譯系統(tǒng)而定。變量名具有字母大小寫的敏感性，如SUM和sum代表不同的變量?！敬鎯︻悇e】

數(shù)據(jù)類型

【存儲器類型】

變量名變量名不得使用標準C語言和C51語言的關(guān)鍵字。2021/5/923unsignedchardatasystem_status=0;

//定義system_status為無符號字符型自動變量，該變量位于data區(qū)中且初值為0。變量定義舉例變量名為system_status位于片內(nèi)RAM區(qū)無符號字符型自動型初值為零2021/5/924unsignedcharbdatastatus_byte;

unsignedintcodeunit_id[2]={0x1234,0x89ab};

staticcharm,n;

//定義status_byte為無符號字符型自動變量，該變量位于bdata區(qū)//定義unit_id[2]為無符號整型自動變量，該變量位于code區(qū)中，是長度為2的數(shù)組，且初值為0x1234和0x89ab。//定義m和n為2個位于data區(qū)中的有符號字符型靜態(tài)變量。2021/5/9252.C51的指針

定義了一個指向由“數(shù)據(jù)類型”說明的變量的指針變量;被指向變量和指針變量位于C編譯器默認的內(nèi)存區(qū)域中。標準C語言指針的一般定義形式為：數(shù)據(jù)類型*指針變量名；例如：inta=’A’;int*p1=&a;表示：p1是一個指向int型變量的指針變量p1的值是int型變量a的地址a和p1兩個變量都位于C編譯器默認的內(nèi)存區(qū)域中2021/5/926在C51里定義指針，需要額外說明兩個問題：

1）指針變量自身位于哪個存儲區(qū)域?2）被指向變量位于哪個存儲區(qū)中？C51指針的一般定義形式：

數(shù)據(jù)類型【存儲類型1】*【存儲類型2】

指針變量名；數(shù)據(jù)類型——被指向變量的數(shù)據(jù)類型，不能缺省存儲類型1——被指向變量所在的存儲區(qū)類型，缺省時根據(jù)該變量的定義語句確定存儲類型2——指針變量所在的存儲區(qū)類型，缺省時根據(jù)C51編譯模式的默認值確定指針變量名——按C51變量名的規(guī)則選取2021/5/927例1charxdataa=‘A’;char*ptr=&a;舉例說明C51指針定義的用法（SMALL編譯模式下）【解】ptr是一個指向char型變量的指針變量;它本身位于SMALL編譯模式默認的data存儲區(qū)里;它的值是位于xdata存儲區(qū)里的char型變量a的地址；“存儲類型1”缺省時，靠被指向變量的定義確定存儲類型。數(shù)據(jù)類型【存儲類型1】*【存儲類型2】

指針變量名；2021/5/928例2charxdataa=‘A’;char*ptr=&a;charidatab=‘B’;*ptr=&b;【解】Ptr先指向位于xdata存儲區(qū)的char型變量a，后指向位于idata存儲區(qū)的char型變量b;“存儲類型1”缺省時，ptr指針具有一定隨意性。數(shù)據(jù)類型【存儲類型1】*【存儲類型2】

指針變量名；2021/5/929例3charxdataa=‘A’;charxdata*ptr=&a;【解】a是位于xdata存儲區(qū)里的char型變量;ptr是固定指向xdata存儲區(qū)中char型變量的指針變量;“存儲類型1”存在時，ptr指針具有固定指向性。數(shù)據(jù)類型【存儲類型1】*【存儲類型2】

指針變量名；2021/5/930例4charxdataa=‘A’;charxdata*idataptr=&a;【解】ptr是固定指向xdata存儲區(qū)的char型變量的指針變量;它自身存放在idata存儲區(qū)中;“存儲類型2”存在時，ptr

指針具有明確的存儲區(qū)域。數(shù)據(jù)類型【存儲類型1】*【存儲類型2】

指針變量名；2021/5/931四、C51的運算符及表達式1算術(shù)運算符和算術(shù)表達式（1）、基本算術(shù)運算符＋加法運算符，或正值符號；－減法運算符，或負值符號；

×乘法運算符；／除法運算符；

%模（求余）運算符；例11%3=2，結(jié)果是11除以3所得余數(shù)為2。在上述運算符中，加、減和乘法符合一般的算術(shù)運算規(guī)則。除法運算時，如果是兩個整數(shù)相除，其結(jié)果為整數(shù)；如果是兩個浮點數(shù)相除，其結(jié)果為浮點數(shù)。而對于取余運算，則要求兩個運算對象均為整型數(shù)據(jù)。2021/5/932C語言規(guī)定了算術(shù)運算符的優(yōu)先級和結(jié)合性。

優(yōu)先級---指當運算對象兩側(cè)都有運算符時，執(zhí)行運算的先后次序。按運算符優(yōu)先級別的高低順序執(zhí)行運算。

結(jié)合性---指當一個運算對象兩側(cè)的運算符優(yōu)先級別相同時的運算順序。算術(shù)運算符中取負運算的優(yōu)先級最高，其次是乘法、除法和取余，加法和減法的優(yōu)先級最低。也可以根據(jù)需要，在算術(shù)表達式采用括號來改變優(yōu)先級的順序。如：a+b/c;該表達式中，除號優(yōu)先級高于加號，故先運算b/c所得結(jié)果，之后再與a相加。（a+b）*（c-d）-e;該表達式中，括號優(yōu)先級最高，其次是“*”，最后是減號。故先運算（a+b）和（c-d），然后再將二者結(jié)果相乘，最后與e相減。2021/5/933（2）、自增減運算符自增減運算符的作用是使變量值自動加1或減1。

++自增運算符；

--自減運算符；

++和--運算符只能用于變量，不能用于常量和表達式。如++（a+1）是錯誤的。如：++i、--i在使用i之前，先使i值加（減）1。

i++、i--在使用i之后，再使i值加（減）1。粗略的看，++i和i++的作用都相當于i=i+1，但++i和i++的不同之處在于++i先執(zhí)行i=i+1，再使用i的值；而i++則是先使用i的值，再執(zhí)行i=i+1。如：若i值原來為5.則

j=++i;j的值為6，i的值也為6；

j=i++;j的值為5，i的值為6；2021/5/934（3）、類型轉(zhuǎn)換運算符兩側(cè)的數(shù)據(jù)類型不同時，要轉(zhuǎn)換成同種類型。轉(zhuǎn)換的方法有兩種，一是自動轉(zhuǎn)換，是編譯系統(tǒng)在編譯時自動進行的類型轉(zhuǎn)換，順序是：

bit→char→int→long→float,signed→unsigned。二是強制類型轉(zhuǎn)換，是通過類型轉(zhuǎn)換運算來實現(xiàn)的。其一般形式：（類型說明符）（表達式）

功能：把表達式的運算結(jié)果強制轉(zhuǎn)換成類型說明符所表示的類型。如：（double）a將a強制轉(zhuǎn)換成double類型(int)(x+y)將x+y值強制轉(zhuǎn)換成int類型

(float)(5%3)將模運算5%3的值強制轉(zhuǎn)換成float類型。2021/5/9352關(guān)系運算符、關(guān)系表達式及優(yōu)先級（1）、C51提供六種關(guān)系運算符﹤小于；﹤=小于等于；﹥大于；﹥=大于等于==測試等于；==!=測試不等于；（2）、關(guān)系運算符的優(yōu)先級

1）<、>、<=、>=的優(yōu)先級相同，兩種==、==相同；前4種優(yōu)先級高于后兩種。2）關(guān)系運算符的優(yōu)先級低于算術(shù)運算符。3）關(guān)系運算符的優(yōu)先級高于賦值運算符。如：c>a+b等效于c>(a+b)；a>b!=c等效于(a>b)!=c

a=b>c等效于a=(b>c)

（3）、關(guān)系運算符的結(jié)合性為左結(jié)合如：a=4,b=3,c=1，則f=a>b>c,則a>b的值為1，1>c的值為0，故f=0。

（4）、關(guān)系表達式用關(guān)系運算符和將兩個表達式（可以是算術(shù)表達式、關(guān)系表達式、邏輯表達式、字符表達式）連接起來的式子。

（5）、關(guān)系表達式的結(jié)果真和假。C51中用0表示假，1表示真。2021/5/9363邏輯運算符和邏輯表達式及優(yōu)先級（1）、C51提供3種邏輯運算符！邏輯“非”（NOT）

&&邏輯“與”（AND）

||邏輯“或”（OR）“&&”和“||”是雙目運算符，要求有兩個運算對象；而“!”是單目運算符，只要求有一個運算對象。（2）、邏輯運算符的優(yōu)先級在邏輯運算中，邏輯非的優(yōu)先級最高，且高于算術(shù)運算符；邏輯或的優(yōu)先級最低，低于關(guān)系運算符，但高于賦值運算符。（3）、邏輯表達式用邏輯運算符將關(guān)系表達式或邏輯量連接起來的式子稱為邏輯表達式。其值應(yīng)為邏輯量真和假，邏輯表達式和關(guān)系表達式的值相同，以0代表假，1代表真。

（4）、邏輯運算符的結(jié)合性為從左到右。例：如a=4,b=5則：

!a為假。因為a=4（非0）為真，所以!a為假（0）。

a||b為真。因為a,b為真，所以兩者相或為真。

a&&b為真。

!a&&b為假（0）。!優(yōu)先級高于&&，先執(zhí)行!a為假（0），0&&b=0，結(jié)果為假。2021/5/9374C51位操作及其表達式

C51提供6種位運算符：

&位與；

|位或；

^位異或；

~位取反；

<<左移；

>>右移；除按位取反運算符“~”以外，以上位操作運算符都是雙目運算符，及要求運算符兩側(cè)各有一個運算對象。（1）、“按位與”運算符“&”

運算規(guī)則：參與運算的兩個運算對象，若兩者相應(yīng)的位都為1，則該位結(jié)果為1，否則為0，即：0&0=0、0&1=0、1&0=0、1&1=0

如：a=45h=01000101b,b=0deh=11011110b,則表達式c=a&b=44h

按位與的主要用途：

1）清零。用0去和需要清零的位按位與運算。

2）取指定位。2021/5/938

（2）、“按位或”運算符“|”

運算規(guī)則：參與運算的兩個運算對象，若兩者相應(yīng)的位中有一位為1，則該位結(jié)果為1，否則為0，即:0|0=0、0|1=1、1|0=1、1|1=1

如：a=30h=00110000b,b=0fh=00001111b,則表達式c=a|b=3fh

按位或的主要用途是將一個數(shù)的某些位置1，則需要將這些位和1按位或，其余的位和0進行按位或運算則不變。

（3）、“異或”運算符“^”

運算規(guī)則：參與運算的兩個運算對象，若兩者相應(yīng)的位相同，則結(jié)果為0；若兩則相應(yīng)的位相異，結(jié)果為1，即:0^0=0、0^1=1、1^0=1、1^1=0

如：a=0a5h,b=3dh,則表達式c=a^b=98h

按位異或的主要用途：

1）使特定位翻轉(zhuǎn)（0變1，1變0）：需要翻轉(zhuǎn)的位和1按位異或運算，不需要翻轉(zhuǎn)的位和0按位異或運算。原數(shù)和自身按位異或后得0。

2）不用臨時變量而交換兩數(shù)的值。（4）、“位取反”運算符“~”“~”是一個單目運算符，用來對一個二進制數(shù)按位取反，即0變1，1變0。（5）、位左移和位右移運算符（<<,>>）位左移、位右移運算符“<<”和“>>”,用來將一個二進制位的全部左移或右移若干位；移位后，空白位補0，而溢出的位舍棄。

如：a=15h,則a=a<<2=54h；a=a>>2=05h2021/5/9396、賦值和復合賦值運算符

符號“=”稱為賦值運算符，其作用是將一個數(shù)據(jù)的值賦予一個變量。賦值表達式的值就是被賦值變量的值。在賦值運算符的前面加上其他運算符就可以構(gòu)成復合賦值運算符。在C51中共有10種復合運算符，這10種賦值運算符均為雙目運算符。即:

+=，-=，*=，/=，%=，<<=，>>=，&=，|=，^=，~=。采用這種復合賦值運算的目的，是為了簡化程序，提高C程序編譯效率。如：

a+=b相當于a=a+ba%=b相當于a=a%ba-=b相當于a=a-ba<<=3相當于a=a<<3a*=b相當于a=a*ba>>=2相當于a=a>>2a/=b相當于a=a/b……等等。

7、其他運算符（共有10個）

[]：數(shù)組的下標。

()：括號。

.:結(jié)構(gòu)/聯(lián)合變量指針成員。

&：取內(nèi)容。？：三目運算符。，：逗號運算符。

Sizeof：sizeof運算符用于在程序中測試某一數(shù)據(jù)類型占用多少字節(jié)。2021/5/940五、C51的程序結(jié)構(gòu)

C51語言程序是由函數(shù)組成的。函數(shù)是C51語言的基本模塊。用C51語言設(shè)計程序就是編寫函數(shù)。從來源看，函數(shù)可分為用戶自定義函數(shù)和標準庫函數(shù)兩大類。在一個C51語言程序中有且只能有一個名為main的主函數(shù)。C51語言程序的執(zhí)行部分是由語句組成的。程序的各種主要功能都是由語句實現(xiàn)的。C語言的語句可分為流程控制語句、表達式語句、復合語句、空語句。C51語言中新增了兩種函數(shù)類型——中斷函數(shù)和重入函數(shù)。2021/5/9411、語句與流程控制基本語句：賦值、函數(shù)調(diào)用、復合語句及空語句等分支語句：if-else、switch語句等循環(huán)語句：for、while、do-while語句等輔助控制語句：break、continue語句2021/5/9422、函數(shù)中斷函數(shù)重入函數(shù)標準庫函數(shù)

2021/5/943［return＿type］funcname(［args］)[{small|compact|large}］［reentrant］［interruptn］[usingn］{

局部變量定義 可執(zhí)行語句}C51語言中函數(shù)定義的一般格式：

其中，大括號以外的部分稱為函數(shù)頭；大括號以內(nèi)的部分稱為函數(shù)體。如果函數(shù)體內(nèi)無語句，則稱之為空函數(shù)?？蘸瘮?shù)不執(zhí)行任何操作，定義它的目的只是為了以后程序功能的擴充。2021/5/944

從函數(shù)的定義格式可以看出，C51語言在4個方面對標準C語言的函數(shù)進行了擴展：指定函數(shù)的存儲模式；指定函數(shù)是可再入的；指定函數(shù)是一個中斷函數(shù)；指定函數(shù)所用的工作寄存器組。

用C51語言設(shè)計程序，就是編寫函數(shù)。在構(gòu)成C51語言設(shè)計程序的若干個函數(shù)中，有且僅有一個是主函數(shù)main()。因為C51語言程序的執(zhí)行都是從main()函數(shù)開始的，也是在main()函數(shù)中結(jié)束整個程序運行的，其他函數(shù)只有在執(zhí)行main()函數(shù)的過程中被調(diào)用才能被執(zhí)行。2021/5/945

同變量一樣，函數(shù)也必須先定義后使用。所有函數(shù)在定義時都是相互獨立的，一個函數(shù)中不能再定義其他函數(shù)，但可以相互調(diào)用。函數(shù)調(diào)用的一般規(guī)則是：主函數(shù)可以調(diào)用其他普通函數(shù)；普通函數(shù)之間可以相互調(diào)用；普通函數(shù)不能調(diào)用主函數(shù)。

從用戶使用的角度看，函數(shù)可以分成兩大類：標準庫函數(shù)和用戶自定義函數(shù)。下面重點介紹C51語言中新增的中斷函數(shù)、重入函數(shù)和常用的標準庫函數(shù)。2021/5/94651系列單片機通常有5個中斷源，為了方便使用，C51語言對它們進行了編號，見下表：51系列單片機的中斷源及其編號

中斷函數(shù)：2021/5/947

當CPU正在執(zhí)行一個特定任務(wù)時，可能有更緊急的事情需要CPU處理，這就涉及中斷優(yōu)先級。高優(yōu)先級中斷可以中斷正在處理的低優(yōu)先級中斷程序，因此最好給每種不同優(yōu)先級程序分配不同的工作寄存器組，以達到壓棧保護的目的。

中斷函數(shù)的定義格式：函數(shù)類型函數(shù)名()interrupt中斷編號using工作寄存器組編號

{

可執(zhí)行語句

}2021/5/948

例如，下列程序片段為定時器/計數(shù)器0的中斷服務(wù)程序，指定使用第2組工作寄存器。

…… unsignedintCNT1; unsignedcharCNT2;

voidTimer()interrupt1using2 { if(++CNT1==1000) //CNT1計數(shù)到1000 { CNT2++; //CNT2開始計數(shù)

CNT1=0; //CNT1清零

} }

……2021/5/949

在編寫中斷函數(shù)時，應(yīng)特別注意以下幾點：(1)中斷函數(shù)為無參函數(shù)，即不能在中斷函數(shù)中定義任何變量，否則將導致編譯錯誤。(2)中斷函數(shù)沒有返回值，即應(yīng)將中斷函數(shù)定義為void類型。(3)中斷函數(shù)不能直接被調(diào)用，否則將導致編譯錯誤。(4)中斷函數(shù)使用浮點運算時要保存浮點寄存器的狀態(tài)。(5)如果在中斷函數(shù)中調(diào)用了其他函數(shù)，則被調(diào)用函數(shù)所使用的寄存器組必須與中斷函數(shù)相同。(6)由于中斷的產(chǎn)生不可預(yù)測，中斷函數(shù)對其他函數(shù)的調(diào)用可能形成遞歸調(diào)用，必要時可將被中斷函數(shù)調(diào)用的其他函數(shù)定義成再入函數(shù)。2021/5/950重入函數(shù)：

在主函數(shù)和中斷函數(shù)中都可調(diào)用的函數(shù)容易產(chǎn)生問題。51系列單片機一般使用寄存器傳遞函數(shù)參數(shù)，局部變量一般存放在片內(nèi)RAM中。由于片內(nèi)RAM的容量很小(只有128B)，函數(shù)再入時會破壞或覆蓋上次調(diào)用的數(shù)據(jù)。為此，C51語言提供了關(guān)鍵字reentrant，用于將相應(yīng)的函數(shù)指定為可重入函數(shù)。所謂重入函數(shù)，是指可以在函數(shù)體內(nèi)間接調(diào)用其自身的函數(shù)。2021/5/951

重入函數(shù)可以被遞歸調(diào)用和多重調(diào)用，而不用擔心變量被覆蓋，因為每次函數(shù)調(diào)用中的局部變量都會被單獨保存起來。

重入函數(shù)的定義格式：

函數(shù)類型函數(shù)名(形參列表)reentrant {

局部變量說明 可執(zhí)行語句

}2021/5/952標準庫函數(shù)：

根據(jù)51系列單片機本身的特點，C51語言編譯系統(tǒng)在C語言的基礎(chǔ)上又擴展了以下幾種庫函數(shù)：(1)C51S.LIB： Small模式，無浮點運算。(2)C51FPS.LIB： Small模式，有浮點運算。(3)C51C.LIB： Compact模式，無浮點運算。(4)C51FPC.LIB： Compact模式，有浮點運算。(5)C51L.LIB： Large模式，無浮點運算。(6)C51FPL.LIB： Large模式，有浮點運算。

所謂標準庫函數(shù)，是指由編譯系統(tǒng)提供的、用戶可以直接調(diào)用的函數(shù)。在程序設(shè)計中，多使用庫函數(shù)使程序代碼簡單，結(jié)構(gòu)清晰，易于調(diào)試和維護。2021/5/953

每個庫函數(shù)都在相應(yīng)的頭文件中給出了函數(shù)原型聲明。在使用庫函數(shù)時，必須在源程序的開頭處用#include命令將有關(guān)的頭文件包含進來，例如：

#include<reg51.h> #include<stdio.h> … voidmain(){…}

值得注意的是，C51語言中的某些庫函數(shù)的參數(shù)和調(diào)用格式與標準C語言有所不同，如isdigit()函數(shù)的返回值類型是bit而不是int。2021/5/954

在C51語言中，調(diào)用標準庫函數(shù)的方式有以下兩種：(1)作為表達式的一部分。例如，求y=|x|+3可以通過調(diào)用abs()函數(shù)來實現(xiàn)：y=abs(x)+3;(2)作為獨立的語句完成某種操作。例如：printf("*****\n");可以在標準輸出設(shè)備上輸出一行5個連續(xù)的“*”號。KeilC51提供了相當豐富的標準庫函數(shù)，并把它們分門別類地歸屬到不同的頭文件中,標準庫函數(shù)的原型、功能描述、返回值、重入屬性以及應(yīng)用舉例在KeilC51集成開發(fā)環(huán)境提供的幫助文檔中均可以查到。2021/5/955

以數(shù)學類庫函數(shù)abs()為例，查閱標準庫函數(shù)的方法(1)在KeilC51集成開發(fā)環(huán)境下，單擊工程管理器中的Books標簽，即可看到KeilC51提供的幫助文檔，如圖3.15所示。KeilC51的幫助文檔2021/5/956(2)在下圖所示的界面中，雙擊C51庫函數(shù)（C51LibraryFunctions）選項，打開C51庫函數(shù)幫助窗口，如圖所示。KeilC51的庫函數(shù)2021/5/957(3)在圖的左側(cè)窗口找到abs并單擊，則在圖的右側(cè)窗口中可以看到有關(guān)庫函數(shù)abs()的介紹內(nèi)容，包括該函數(shù)所屬的頭文件、函數(shù)原型、功能描述、再入屬性以及應(yīng)用舉例等，如圖所示。庫函數(shù)abs()的幫助文檔2021/5/9581.Keil的編譯環(huán)境μVision3

Keil是德國KeilSoftware公司的51單片機開發(fā)軟件包，包括C編譯器、匯編編譯器、連接器、庫管理及仿真調(diào)試器，通過一個windows下的集成開發(fā)環(huán)境uVisoin3組合起來。六、開發(fā)環(huán)境2021/5/959μVision3的軟件界面包括四大組成部分，即菜單工具欄，工程管理窗