第2章 单片机的C语言程序设计 及仿真调试本章节主要内容2.1 C51程序设计中的常用功能及应注意的问题2.2 Keil C 和 ANSI C2.3 STC15F2K60S2单片机C语言程序调试2.4 利用ISP工具将程序下载到单片机中验证程序2.1 C51程序设计中的常用功能及应注意的 问题l2.1.1 C51程序设计中的常用典型功能l2.1.2 C51程序编写中应注意的问题2.1.1 C51程序设计中的常用典型功能 C语言功能l1、逻辑运算和位运算逻辑运算符 l与运算符（char code array =“hello!”;unsigned char xdata arr1044; Keil C51扩展关键字l_at_关键字:若要实现变量的绝对定位（ 称为绝对变量），可以直接在数据定义后 加上“_at_ 常数地址”即可,注意： 绝对变量不能被初始化； bit型函数及变量不能用_at_指定。例如：lunsigned char idata ADCdata _at_ 0x40; / 指定ADCdata变量在40H处lunsigned char xdata buffer20 _at_ 0x0010;/指定buffer数组从XRAM的0010H单元开始Keil C51扩展关键字l存储模式：有Small、Compact和Large三种模式；存 储模式可在Keil C51编译器选项中选择，如下图所示： 指定存储模式lSmall模式：在该模式中所有 变量都默认位于单片机内部数据存 储器，此模式访问变量的效率很高 ，缺点是空间有限，只适用于小程 序；lCompact模式：所有缺省变 量均位于外部RAM区的一页内（ 256字节），这和使用pdata指定存 储器类型一样，该模式空间比 Small宽裕，速度比Small慢，比 large快，是一种中间状态；lLarge模式：所有缺省变量可 放在多达64KB的外部RAM区，这 和使用xdata 指定存储器类型一样 ，使用数据指针DPTR 进行寻址。 通过数据指针访问 外部数据存储 器的效率较低，特别是当变量为2 个字节或更多字节时。该模式的 数据访问比Small和Compact产生更 多的代码。优点是空间大，可存 变量多，缺点是速度较慢。Keil C51扩展关键字l变量或数据类型 2.2 Keil C 和 ANSI Cl2.2.1 Keil C51扩展关键字l2.2.2 扩展I/O口的使用l2.2.3 Keil C51函数l2.2.4 STC15F2K60S2单片机C51程序 框架2.2.2 扩展I/O口的使用l由于使用C语言访 问外部I/O时用到指针 的功能，因此，首先 介绍Keil C51的指针 。l1Keil C51指针Keil C51支持一般指针（Generic Pointer）和存储器指针（Memory Specific Pointer）。一般指针的声明和使 用均与标准C相同，同时还可以说明指针的 存储类型。例如，下面的语句都声明pt为指 向保存在外部RAM中unsigned char数据 的指针，但pt本身的保存位置却不同：lunsigned char xdata *pt;/pt本身依存储模式存放lunsigned char xdata * data pt; /pt被保存在内部RAM中lunsigned char xdata * xdata pt; /pt被保存在外部RAM中一般指针本身用3个字节存放，分别为存储 器类型，高位偏移，低位偏移量。基于存储器的 指针，说明时即指定了存储类型，这种指针存放 时，只需一个字节或2个字节就够了，因为只需存放偏移量。例如： lchar data * str; /str指向data区中char型数据lint xdata * pow; /pow指向外部RAM的int型整数。关于堆栈指针SP的 设定l一般情况 下，用户不需要在C 语言程序中修改堆栈 指针SP，但要关心一 下SP的位置 ;lC51是在 startup.A51中设置SP 指针的，用CODE选 项生成的汇编代码中 是找不到这段代码的 。startup.A51是C51 的初始化代码，单片 机复位后先执行这段 代码，完成初始化后 由它调用main( )函数 。特殊需要时，可以 修改这段代码，然后 连接到用户的程序中 去。扩展I/O口的使用l2外部扩展I/O口的访问方法1：使用自定义指针。由于片外I/O端口 与片外存储器统一编址，所以可以定义xdata类 型的指针访问外部I/O端口。l例如，某单片机应用系统中，使用8255扩展 I/O端口，采用线选法对8255进行地址译码，单片机 的P2.7（A15）接8255的片选引脚，则8255的命令 字地址为7FF3H，PA口地址为7FF0H，PB口地址为 7FF1H，PC口地址为7FF2H，访问8255的C程序如 下： l写端口程序：char xdata *com8255； /定义指向外部存储区 的指针com8255=0x7FF3； /使指针指向8255的控制口 口地址7FF3H*com8255=0x81; /输出81H到端口l读端口程序：char xdata *com8255；/定义指针com8255=0x7FF0； /使指针指向8255的PA口口 地址7FF0Hchar i;i=*com8255; /读PA端口到变量i扩展I/O口的使用l2外部扩展I/O口的访问方法2：使用C51预定义指针。为了方便地访问外部存储器及I/O 端口，在C51中的absacc.h头文件做了如下定义，利用这些定义可以 方便地访问外部I/O端口。l#define CBYTE (unsigned char volatile code *) 0)l#define DBYTE (unsigned char volatile data *) 0)l#define PBYTE (unsigned char volatile pdata *) 0)l#define XBYTE (unsigned char volatile xdata *) 0)l例如：#include #define PORTA XBYTE 0x7FF0 /其中，PORTA为程序定义的I/O端口名称，内的内容7FF0H为 PORTA的地址void main(void)char a;PORTA=0x81; /输出81H到端口7ff0Ha=PORTA; /读端口7ff0H到变量a2.2 Keil C 和 ANSI Cl2.2.1 Keil C51扩展关键字l2.2.2 扩展I/O口的使用l2.2.3 Keil C51函数l2.2.4 STC15F2K60S2单片机C51程序 框架2.2.3 Keil C51函数 lC51的程序结构：C51的程序也是从main()函数（主函数）开始执行的，主函 数是程序的入口； 主程序中的main()主函数可以根据不同需求来调用不同的 函数。被调用的函数可以是编译器提供的库函数，也可以是用 户自己编制设计的函数； 当函数执行完毕的时候，就会发出返回指令，主程序中语 句执行完毕，整个程序也完毕； 但在一般的设计中，主程序都是一直循环，不断的重复执 行。因此，一般在主程序中使用while(1)语句构成无限循环； 在构成C51语言程序的若干函数中，有并且只能有一个主 函数。在C51中定义主函数时，要求主函数没有参数，并且没有 返回值； 除此之外，C51的函数声明对ANSI C作了扩展。 Keil C51函数lC51的函数声明对ANSI C的扩展中断函数声明 l中断函数通过使用 interrupt关键字和中断号来声明。 中断号告诉编译器中断服务程序的 入口地址。STC15F2K60S2单片机 的中断号及中断服务程序入口地址 如下表所示。l例如，串行口1的中断函数 可以声明如下： void UART1_ISR (void) interrupt 4 using 1 /* 中断服务程序的代 码 */ Keil C51函数lC51的函数声明对ANSI C的扩展指定工作寄存器区l当需要指定函数中使用的工作寄存器区时， 使用关键字using后跟一个0到3的数，对应着工作寄 存器0到3区。例如，在下面的函数中使用了工作寄 存器1区（相当于PSW.4=0，PSW.3=1）：unsigned char GetKey(void) using 1/*用户程序代码*/ Keil C51函数lC51的函数声明对ANSI C的扩展指定存储模式 l用户可以使用small，compact 及large说明 存储模式。例如：void fun1(void) small l提示：small说明的函数内部变量全部使用内 部RAM。关键的、经常性的、耗时的地方可以这样 声明，以提高运行速度。Keil C51函数lC51的函数声明对ANSI C的扩展函数的参数传递规则 l最多只能有3个参数通过寄存器传递，规律如 下表所示：Keil C51函数lC51的函数声明对ANSI C的扩展函数返回值的规定 l函数返回值一律放于寄存器中，规则如下表 所示： Keil C51函数lC51的库函数C51的本征库函数只有9个，数目虽少，但都非常有用，列如下 ： _crol_,_cror_：将char型变量循环向左(右)移动指定位数后返 回 _iror_,_irol_：将int型变量循环向左(右)移动指定位数后返回 _lrol_,_lror_：将long型变量循环向左(右)移动指定位数后返回 _nop_： 相当于插入NOP _testbit_： 相当于JBC bitvar测试该位变量并跳转同时清除。 _chkfloat_： 测试并返回源点数状态。 使用时，必须包含#inclucle “intrins.h”一行。Keil C51函数lC51的库函数例如， char a,b; a = 0xA5; b = _crol_(a,3); /执行完后，b变为0x2D 再如， bit test_flag; if (_testbit_ (test_flag)printf (“Bit was setn“); elseprintf (“Bit was clearn“);Keil C51函数l几类重要库函数 1）专用寄存器include文件 2）绝对地址include文件absacc.h 该文件中实际只定义了几个宏，以确定各存储空间的绝对 地址。在程序中，用#include “absacc.h”即可使用其中定义的宏 来访问绝对地址，包括： CBYTE、XBYTE、PWORD、DBYTE、CWORD、XWORD、 PBYTE、DWORD 例如： rval=CBYTE0x0002; /指向程序存贮器的0002h地址 rval=XWORD 0x0002; /指向外RAM的0004h地址，WORD 是一个字，两个字节，故为0004h #define COM8255 XBYTE0X060FFKeil C51函数l几类重要库函数 3）动态内存分配函数，位于stdlib.h中 4）缓冲区处理函数位于“string.h”中 其中包括拷贝比较移动等函数如： memccpy memchr memcmp memcpy memmove memset 这样很方便地对缓冲区进行处理。 5）输入输出流函数，位于“stdio.h”中 流函数通过8051的串口或用户定义的I/O口读写数据，缺省为串 口。2.2