1、第第4 4章章 单片机单片机C C语言语言及程序设计及程序设计4.1 单片机单片机C语言概述语言概述4.2 C51数据类型及存储数据类型及存储4.3 C51一般变量的定义一般变量的定义4.4 C51特殊功能寄存器特殊功能寄存器的定义的定义4.5 C51位变量的定义位变量的定义4.6 C51指针与结构指针与结构体的定义体的定义4.7 C51函数的定义函数的定义4.8 C51与汇编语言与汇编语言混合编程混合编程主要内容主要内容第第4 4章章 单片机单片机C C语言及程序设计语言及程序设计本章主要讨论本章主要讨论C51变量的定义和函数的定义。变量的定义和函数的定义。本章内容的安排，认为读者已经学习过
2、本章内容的安排，认为读者已经学习过C语言，语言，具有具有C语言的基本知识，因此，本章内容完全是结合语言的基本知识，因此，本章内容完全是结合单片机来讲解，也就是补充单片机来讲解，也就是补充C语言在单片机方面的概语言在单片机方面的概念、数据定义和函数定义等。念、数据定义和函数定义等。通过本章学习，使读者能够比较顺利地编写通过本章学习，使读者能够比较顺利地编写C51程序。程序。4.1 C514.1 C51概述概述主要内容主要内容4.1.1 C语言编程的优势语言编程的优势4.1.2 C51与与ANSI C的区别的区别4.1.3 C51扩展的关键字扩展的关键字4.1 C4.1 C5151概述概述学习单片
3、机学习单片机C语言的必要性语言的必要性随着单片机性能的不断提高，随着单片机性能的不断提高，C语言编译调试工语言编译调试工具的不断完善，以及现在对单片机产品辅助功能的要具的不断完善，以及现在对单片机产品辅助功能的要求、对开发周期不断缩短的要求，使得求、对开发周期不断缩短的要求，使得越来越多的单越来越多的单片机编程人员转向使用片机编程人员转向使用C语言语言，因此有必要在单片机，因此有必要在单片机课程中讲授课程中讲授“单片机单片机C语言语言”。“C51”概念：概念：为了与为了与ANSI C区别，区别，把把“单片机单片机C语言语言”称为称为“C51”，也称为，也称为“Keil C”。4.1.1 C4.
4、1.1 C语言编程的优势语言编程的优势在编程方面，使用在编程方面，使用C51较汇编语言有诸多优势：较汇编语言有诸多优势：1）编程容易）编程容易 2）容易实现复杂的数值计算）容易实现复杂的数值计算3）容易阅读与交流）容易阅读与交流4）容易调试与维护）容易调试与维护5）容易实现模块化开发）容易实现模块化开发 6）程序可移植性好）程序可移植性好 4.1.2 C4.1.2 C5151与与ANSI CANSI C的区别的区别C51与与ANSI C的区别是因为的区别是因为CPU、存储器和外部、存储器和外部设备的不同，以及不使用操作系统等引起的。设备的不同，以及不使用操作系统等引起的。C51是是MCS-51
5、单片机的单片机的ANSI C，单片机与，单片机与PC机的机的差异，主要由差异，主要由C51编译器（如编译器（如Keil C）处理，一些库函）处理，一些库函数的差异，也由编译器的开发着做了修改数的差异，也由编译器的开发着做了修改.因此，我们使用因此，我们使用C51编程，如基本语法、数据结编程，如基本语法、数据结构、程序结构、程序组织等各个方面，与使用构、程序结构、程序组织等各个方面，与使用ANSI C的感觉基本上是一样的。的感觉基本上是一样的。但是，但是，C51与与ANSI C之间是有差异的，从单片机之间是有差异的，从单片机应用编程的角度来看，主要有以下几个方面应用编程的角度来看，主要有以下几个
6、方面。4.1.2 C4.1.2 C语言与语言与ANSI ANSI 的区别的区别1）变量）变量（一般变量）（一般变量）的定义问题的定义问题如字符型、整型、浮点型、各种数组、各种结构如字符型、整型、浮点型、各种数组、各种结构体等。体等。因单片机有因单片机有4个存储空间、个存储空间、7个存储区，个存储区，在定义在定义时，必须要指明变量存放的存储器空间、具体的区域时，必须要指明变量存放的存储器空间、具体的区域。2）特殊功能寄存器的使用问题）特殊功能寄存器的使用问题这是这是ANSI C中所没有的。中所没有的。在在C51中增加了两种中增加了两种“特殊功能寄存器数据类型特殊功能寄存器数据类型”，使用之前，像
7、一般变量，使用之前，像一般变量一样，需要先定义再使用一样，需要先定义再使用。4.1.2 C4.1.2 C语言与语言与ANSI ANSI 的区别的区别3）位变量的定义问题）位变量的定义问题这也是这也是ANSI C中所没有的，中所没有的，在在C51增加了两种增加了两种“位数据类型位数据类型”。见见4.5节。节。4）指针的定义问题）指针的定义问题指针的定义和变量一样，与指针的定义和变量一样，与ANSI C的差异是由复的差异是由复杂的存储器引发，杂的存储器引发，主要是指针指向的是哪个存储器空主要是指针指向的是哪个存储器空间、哪个存储区域间、哪个存储区域。见。见4.6节。节。5）函数、中断服务函数的定义
8、问题）函数、中断服务函数的定义问题在在C51的函数定义中，的函数定义中，增加了多个函数属性以解增加了多个函数属性以解决单片机的要求。如中断函数、函数重入、决单片机的要求。如中断函数、函数重入、切换工作切换工作寄存器组等。寄存器组等。见见4.8节。节。4.1.2 C4.1.2 C语言与语言与ANSI ANSI 的区别的区别6混合编程问题混合编程问题一般一般PC机程序很少混合编程，但在单片机中常机程序很少混合编程，但在单片机中常混合编程。见混合编程。见4.8节。节。7库函数的差异问题库函数的差异问题由于由于PC机与单片机的差异，相对于机与单片机的差异，相对于ANSI C的库函的库函数来说，数来说，
9、C51的库函数减少了一部分的库函数减少了一部分（如显示、键盘、（如显示、键盘、磁盘，文件系统等），磁盘，文件系统等），增加了一部分增加了一部分（如循环移位、（如循环移位、绝对地址访问等），绝对地址访问等），修改了一部分修改了一部分（如（如I/O函数等）。函数等）。4.1.3 C4.1.3 C5151扩充的关键字扩充的关键字由于单片机在结构及编程上的特殊要求，由于单片机在结构及编程上的特殊要求，C51扩扩充了关键字，如表充了关键字，如表4-1所示，在后面会陆续介绍所示，在后面会陆续介绍。分分类关关键字字含含 义数数据据类类型型sfr（8位）特殊功能寄存器类型位）特殊功能寄存器类型sfr1616位
10、特殊功能寄存器类型位特殊功能寄存器类型bit（一般）位类型（位变量存储于（一般）位类型（位变量存储于bdata区域）区域）sbit（特殊）位类型（位变量存储于指定的地址）（特殊）位类型（位变量存储于指定的地址）存存储储区区域域data声明变量存储于声明变量存储于data存储区存储区bdata声明变量存储于声明变量存储于bdata存储区存储区idata声明变量存储于声明变量存储于idata存储区存储区pdata声明变量存储于声明变量存储于pdata存储区存储区xdata声明变量存储于声明变量存储于xdata存储区存储区code声明变量存储于声明变量存储于code存储区存储区 分分类关关键字字含含
11、 义数据类型数据类型sfr（8位）特殊功能寄存器类型位）特殊功能寄存器类型sfr1616位特殊功能寄存器类型位特殊功能寄存器类型bit（一般）位类型（位变量存储于（一般）位类型（位变量存储于bdata区域）区域）sbit（特殊）位类型（位变量存储于指定的位地址）（特殊）位类型（位变量存储于指定的位地址）存储区域存储区域(数据修饰符数据修饰符)data声明变量存储于声明变量存储于data存储区存储区bdata声明变量存储于声明变量存储于bdata存储区存储区idata声明变量存储于声明变量存储于idata存储区存储区pdata声明变量存储于声明变量存储于pdata存储区存储区xdata声明变量存
12、储于声明变量存储于xdata存储区存储区code声明变量存储于声明变量存储于code存储区存储区数据修饰符数据修饰符_at_声明变量存储的具体地址声明变量存储的具体地址*volatile声明变量会被意外改变，不作优化声明变量会被意外改变，不作优化函数修饰符函数修饰符interrupt声明函数为中断服务函数声明函数为中断服务函数reentrant声明函数为可重入函数声明函数为可重入函数using声明函数使用的工作寄存器组声明函数使用的工作寄存器组4.2 C514.2 C51数据类型及存储数据类型及存储主要内容主要内容4.2.1 C51的数据类型的数据类型4.2.2 C51数据的存储数据的存储4.
13、2.1 C514.2.1 C51的数据类型的数据类型表表4-1 C51数据数据类型、型、长度和数度和数值范范围数据数据类型型表示方法表示方法长 度度数数 值 范范 围基基本本类型型无符号字符型无符号字符型 unsigned char 1字字节 0255有符号字符型有符号字符型 signed char1字字节-128127无符号整型无符号整型unsigned int2字字节 065535有符号整型有符号整型signed int2字字节-3276832767无符号无符号长整型整型 unsigned long 4字字节 04294967295有符号有符号长整型整型 signed long4字字节-2
14、1474836482147483647浮点型浮点型float4字字节 1.1755E-383.40E+38扩充充类型型特殊功能特殊功能寄存器寄存器sfrsfr161字字节2字字节0255065535位位类型型bit、sbit1位位0或或14.2.1 C514.2.1 C51的数据类型的数据类型bit、sbit数据类型转换与运算数据类型转换与运算1）bit、sbit到到char类型转换类型转换可以做强制类型转换。可以做强制类型转换。如：如：unsigned char d=5,d0=4,d1,d2,d3;bitbb=1;d=d+(char)bb)*8;/d=132）bit、sbit类型与类型与ch
15、ar类型可直接作逻辑运算类型可直接作逻辑运算如：如：d1=d0&bb;/d1=4d2=d0|bb;/d2=5d3=d0bb;/d3=5.异或操作异或操作注意：注意：bit、sbit类型与类型与char类型不能直接作算数运算类型不能直接作算数运算4.2.2 C514.2.2 C51数据的存储数据的存储MCS-51单片机只有单片机只有bit和和unsigned char两种数据两种数据类型支持机器指令类型支持机器指令，而其它类型的数据都需要转换成，而其它类型的数据都需要转换成bit或或unsigned char型进行存储。型进行存储。为了减少单片机的存储空间和提高运行速度，要为了减少单片机的存储空
16、间和提高运行速度，要尽可能地使用尽可能地使用unsigned char型数据。型数据。一、位变量的存储一、位变量的存储bit和和sbit型位变量，直接存于型位变量，直接存于RAM的位寻址空间，的位寻址空间，包括低包括低128位和特殊功能寄存器位。位和特殊功能寄存器位。4.2.2 C514.2.2 C51数据的存储数据的存储二、字符变量的存储二、字符变量的存储字符变量字符变量（char）：无论是无论是unsigned char数据还数据还是是signed char数据，均为数据，均为1个字节，能够被直接存储在个字节，能够被直接存储在RAM中，可以存储在中，可以存储在00 x7f区域，也可以存储在
17、区域，也可以存储在0 x800 xff区域，与变量的定义有关。区域，与变量的定义有关。unsigned char数：数：可直接被可直接被MSC-51接受接受signed char数据：数据：用补码表示。用补码表示。需要需要额外的操作额外的操作来来测试、处理符号位测试、处理符号位，使用的是两种库函数，代码量，使用的是两种库函数，代码量大，运算速度降低。大，运算速度降低。4.2.2 C514.2.2 C51数据的存储数据的存储三、整型变量的存储三、整型变量的存储整型变量整型变量（int）：不管是不管是unsigned int数据还是数据还是signed int数据，数据，均为均为2个字节，其个字节
18、，其存储方法是高位字存储方法是高位字节保存在低地址节保存在低地址（在前面），（在前面），低位字低位字节保存在高地址节保存在高地址（在后面）（在后面）。例如，例如，整型变量的值为整型变量的值为0 x1234，在内存中的存，在内存中的存放如右图所示。放如右图所示。signed int数据用补码表示。数据用补码表示。地址地址低低高高:1234:4.2.2 C514.2.2 C51数据的存储数据的存储四、长四、长整型变量的存储整型变量的存储长整型变量（长整型变量（long）为）为4个字节，个字节，其存储方法与整型数据一样，是其存储方法与整型数据一样，是最高最高位字节保存的地址最低位字节保存的地址最低（
19、在最前面），（在最前面），最低位字节保存的地址最高最低位字节保存的地址最高（在最后（在最后面）。面）。如长整型变量的值为如长整型变量的值为0 x12345678，在内存中的，在内存中的存放方法如右图所示。不管是存放方法如右图所示。不管是unsigned long数据数据还是还是signed long数据。数据。地址地址低低高高:12345678:4.2.2 C514.2.2 C51数据的存储数据的存储五、浮点五、浮点型变量的存储型变量的存储浮点型变量浮点型变量（fload）占）占4个字节，个字节，用指数方式用指数方式表示表示，其具体格式与编译器有关。，其具体格式与编译器有关。对于对于Keil
20、C，采用的是，采用的是IEEE-754标准标准，具有，具有24位位精度，尾数的最高位始终为精度，尾数的最高位始终为1，因而不保存。，因而不保存。具体分布为：具体分布为：1位符号位，位符号位，8位阶码位，位阶码位，23位尾位尾数，如下表所示。数，如下表所示。字字节地址地址偏移量偏移量0123浮点数浮点数内容内容SEEEEEEEEMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMM符号和符号和阶码 尾数高位尾数高位尾数低位尾数低位4.2.2 C514.2.2 C51数据的存储数据的存储符号位符号位S：1表示负数，表示负数，0表示正数。表示正数。阶码：阶码：用移码表示。如，实际阶码用移码表示。如，实际阶码
21、-126用用1表示，实际阶码表示，实际阶码0用用127表示，表示，即实际阶码数加上即实际阶码数加上127得到阶码的表达数得到阶码的表达数。阶码数值范围：阶码数值范围：-126+128阶码表达为：阶码表达为：12554.2.2 C514.2.2 C51数据的存储数据的存储例如浮点数例如浮点数-12.5符号位为符号位为1，12.5的二进制数为的二进制数为1100.1=1.1001E+0011，阶码数值为阶码数值为3+127=130=10000010B，尾数为尾数为1001。因此得：。因此得：地址地址低低高高:C1480000:11000001010010000000000000000000=0 x
22、C1480000尾数部分尾数部分23位位符符号号位位阶码部分阶码部分8位位4.3 C514.3 C51一般变量的定义一般变量的定义主要内容主要内容4.3.1 C51变量的定义变量的定义4.3.2 C51变量的存储类型变量的存储类型4.3.3 C51变量的存储区变量的存储区4.3.4 C51变量定义举例变量定义举例4.3.5 C51变量的存储模式变量的存储模式4.3.6 C51变量的绝对定位变量的绝对定位4.3.7 C51设备变量的定义设备变量的定义4.3.1 C514.3.1 C51变量的定义格式变量的定义格式C51变量定义的一般格式为：变量定义的一般格式为：存储类型存储类型 数据类型数据类型
23、 存储区存储区变量名变量名1=初值初值,变量名变量名2=初值初值,或或存储类型存储类型 存储区存储区 数据类型数据类型 变量名变量名1=初值初值,变量名变量名2=初值初值,可见变量可见变量（非位变量）（非位变量）的定义由的定义由4部分组成部分组成，即，即在变量定义时，指定变量的在变量定义时，指定变量的4种属性。种属性。数据类型：数据类型：在前面的在前面的4.2中已经叙述过，对于变中已经叙述过，对于变量名也无须多说，量名也无须多说，下面主要解释下面主要解释“存储类型存储类型”和和“存存储区储区”等概念等概念。4.3.2 C514.3.2 C51变量的存储类型变量的存储类型存储类型这个属性我们仍沿
24、用存储类型这个属性我们仍沿用ANSI C的说法的说法，尽，尽量不改变原来的含义。量不改变原来的含义。按照按照ANSI C，C语言的变量有语言的变量有4种存储类型种存储类型：动态存储（动态存储（auto）：缺省即为动态存储：缺省即为动态存储静态存储（静态存储（static）：如：如:static char a,b;全局存储（全局存储（extern）：寄存器存储（寄存器存储（register）4.3.2 C514.3.2 C51变量的存储类型变量的存储类型一、动态存储一、动态存储动态（存储）变量：动态（存储）变量：用用auto定义的为动态变量，定义的为动态变量，也叫自动变量也叫自动变量。作用范围：
25、作用范围：在定义它的函数内或复合语句内部在定义它的函数内或复合语句内部当定义它的函数或复合语句执行时，当定义它的函数或复合语句执行时，C51才为变才为变量分配存储空间，结束时所占用的存储空间释放。量分配存储空间，结束时所占用的存储空间释放。定义变量时，定义变量时，auto可以省略可以省略，或者说如果省略了，或者说如果省略了存储类型项，则认为是动态变量。存储类型项，则认为是动态变量。动态变量一般分配动态变量一般分配使用寄存器或堆栈使用寄存器或堆栈。4.3.2 C514.3.2 C51变量的存储类型变量的存储类型二、静态存储二、静态存储静态（存储）变量：静态（存储）变量：用用static定义的为静
26、态变量定义的为静态变量。分为内部静态和外部静态变量。分为内部静态和外部静态变量。内部静态变量：内部静态变量：在函数体内定义的为内部静态变在函数体内定义的为内部静态变量量。在函数内可以任意使用和修改，函数运行结束后在函数内可以任意使用和修改，函数运行结束后会一直存在，但在函数外不可见，即在函数体外得到会一直存在，但在函数外不可见，即在函数体外得到保护。保护。外部静态变量：外部静态变量：在函数体外部定义的为外部静态在函数体外部定义的为外部静态变量变量。在定义的文件内可以任意使用和修改，外部静。在定义的文件内可以任意使用和修改，外部静态变量会一直存在，但在文件外不可见，即在文件外态变量会一直存在，但
27、在文件外不可见，即在文件外得到保护。得到保护。4.3.2 C514.3.2 C51变量的存储类型变量的存储类型三、外部存储三、外部存储外部（存储）变量：外部（存储）变量：用用extern声明声明的变量为外部的变量为外部变量变量，是在其它文件定义过的全局变量。，是在其它文件定义过的全局变量。用用extern声明后，便可以在所声明的文件中使用。声明后，便可以在所声明的文件中使用。需要注意的是：需要注意的是：在定义变量时，即便是全局变量，在定义变量时，即便是全局变量，也不能使用也不能使用extern修饰修饰。4.3.2 C514.3.2 C51变量的存储类型变量的存储类型四、寄存器存储四、寄存器存储
28、寄存器（存储）变量：寄存器（存储）变量：用用register定义的变量为定义的变量为寄存器变量寄存器变量。寄存器变量存放在寄存器变量存放在CPU的寄存器中的寄存器中，这种变量处，这种变量处理速度快，但数目少。理速度快，但数目少。C51中的寄存器变量：中的寄存器变量：C51的编译器在编译时，的编译器在编译时，能够自动识别程序中使用能够自动识别程序中使用频率高的变量频率高的变量，并将其，并将其安排安排为寄存器变量为寄存器变量，用户不用专门声明。，用户不用专门声明。4.3.3 C514.3.3 C51变量的存储区变量的存储区变量的存储区属性是单片机扩展的概念变量的存储区属性是单片机扩展的概念，非常，
29、非常重要，重要，它涉及到它涉及到7个新的关键字个新的关键字。MCS-51单片机有四个存储空间单片机有四个存储空间，分成三类，它，分成三类，它们是片内数据存储空间、片外数据存储空间和程序们是片内数据存储空间、片外数据存储空间和程序存储空间。存储空间。MCS-51单片机有更多的存储区域：单片机有更多的存储区域：由于片内由于片内数据存储器和片外数据存储器又分成不同的区域，数据存储器和片外数据存储器又分成不同的区域，所以所以单片机的变量有更多的存储区域单片机的变量有更多的存储区域。在定义变量时，必须明确指出将其存放在哪个在定义变量时，必须明确指出将其存放在哪个区域区域。4.3.3 C514.3.3 C
30、51变量的存储区域变量的存储区域表表4-2 C51存存储区属性与存区属性与存储空空间的的对应关系关系关关键字字对应的存的存储空空间及范及范围data片内片内RAM，直接，直接寻址，低址，低128字字节bdata片内片内RAM，位，位寻址区址区0 x200 x2f，可字，可字节访问idata片内片内RAM，间接接寻址，址，256字字节，与，与 Ri 对应pdata片外片外RAM，分，分页寻址的址的256字字节(P2不不变)，P2改改变可可寻址址64KB全空全空间，与，与MOVX Ri 对应xdata片外片外RAM，64KB全空全空间codeROM空空间，64KB全空全空间sfr区区特殊功能寄存器
31、区，地址特殊功能寄存器区，地址0 x800 xff，128字节，直接字节，直接寻址。不能够定义一般数据类型的变量寻址。不能够定义一般数据类型的变量 4.3.3 C514.3.3 C51变量的存储区域变量的存储区域图图4-6 MCS-51单片机存储区分布示意图单片机存储区分布示意图 64KB片外片外RAM80H00H7FH特殊功能特殊功能寄存器区寄存器区sfr区区bdata区区idata区区data区区256B片内片内RAMpdata区区256Bxdata区区64KBFlash ROMcode区区FFH0000HFFFF00FFH0100H128B位寻址区位寻址区16B,128位位4.3.4 C
32、514.3.4 C51变量定义举例变量定义举例1）定义存储在）定义存储在data区域区域的的动态动态的的unsigned char时、分、时、分、秒变量：秒变量：unsigned char data hou=0,min=0,sec=0;2）定义存储在）定义存储在data区域区域的的静态静态的的unsigned char扫描码扫描码变量：变量：static unsigned char data scan=0 xfe;3)定义存储在定义存储在data区域区域的的静态静态unsigned int变量变量dd static unsigned int data dd;4）定义存储在）定义存储在bdata
33、区域区域的的动态动态的的unsigned char标识标识操作的变量：操作的变量：auto unsigned char bdata operate,operate1;/定义标识操作的可位寻址的变量定义标识操作的可位寻址的变量4.3.4 C514.3.4 C51变量定义举例变量定义举例5）定义存储在）定义存储在idata区域区域的的动态动态的的unsigned char、长度为长度为20的的临时临时数组数组temp：auto unsigned char idata temp20;6）定义在）定义在pdata区域区域的的动态动态的有符号的有符号int、长度为长度为30的数组的数组send_data
34、：int pdata send_data30;/存放发送数据存放发送数据4.3.4 C514.3.4 C51变量定义举例变量定义举例7）定义存储在）定义存储在xdata区域区域的的动态动态的的unsigned int、长度为长度为50的数组的数组receiv_buf：unsigned int xdata receiv_buf50;/定义存放接定义存放接收收数据的数组数据的数组8）定义存储在）定义存储在code区域区域的的unsigned char、长度、长度为为10的数组的数组dis_code ：unsigned char code dis_code=0 x3f,0 x06,0 x5b,0 x
35、4f,0 x66,0 x6d,0 x7d,0 x07,0 x7f,0 x6f;/定义共阴极数码管段码数组定义共阴极数码管段码数组4.3.5 C514.3.5 C51变量的存储模式变量的存储模式存储模式：存储模式：如果在定义变量时缺省了存储区属性，如果在定义变量时缺省了存储区属性，则编译器会自动选择默认的存储区域，则编译器会自动选择默认的存储区域，也就是存储模也就是存储模式式。变量的存储模式决定于程序（或函数）的编译模变量的存储模式决定于程序（或函数）的编译模式式。编译模式分为三种：编译模式分为三种：小模式（小模式（small）、紧凑模）、紧凑模式（式（compact）和大模式（）和大模式（la
36、rge）。编译模式由编）。编译模式由编译控制命令决定。译控制命令决定。存储模式（编译模式）决定了变量的默认存储区存储模式（编译模式）决定了变量的默认存储区域和参数的传递方法域和参数的传递方法。4.3.5 C514.3.5 C51变量的存储模式变量的存储模式一、一、small模式模式在在small模式下，变量的默认存储区域是模式下，变量的默认存储区域是“data”、“idata”，即未指出存储区域的变量保，即未指出存储区域的变量保存到片内数据存储器中，并且存到片内数据存储器中，并且堆栈也安排在该区域中堆栈也安排在该区域中。small模式的特点：模式的特点：存储容量小，但速度快。存储容量小，但速度
37、快。在在small模式下参数的传递：模式下参数的传递：通过寄存器、堆栈通过寄存器、堆栈或片内数据存储区完成的。或片内数据存储区完成的。4.3.5 C514.3.5 C51变量的存储模式变量的存储模式二、二、compact模式模式在在compact模式下，变量的默认存储区域是模式下，变量的默认存储区域是“pdata”，即未指出存储区域的变量保存到片外数，即未指出存储区域的变量保存到片外数据存储器的一页中，最大变量数为据存储器的一页中，最大变量数为256字节，并且字节，并且堆堆栈也安排在该区域中栈也安排在该区域中。compact模式的特点：模式的特点：是存储容量较是存储容量较small模式大，模式
38、大，速度较速度较small模式稍慢，但比模式稍慢，但比large模式要快。模式要快。在在compact模式下参数的传递：模式下参数的传递：通过片外数据区通过片外数据区的一个固定页完成的。的一个固定页完成的。4.3.5 C514.3.5 C51变量的存储模式变量的存储模式三、三、large模式模式在在large模式下，变量的默认存储区域是模式下，变量的默认存储区域是“xdata”，即未指出存储区域的变量保存到片外数，即未指出存储区域的变量保存到片外数据存储器，最大变量数可达据存储器，最大变量数可达64KB，并且，并且堆栈也安排在堆栈也安排在该区域中该区域中。large模式的特点：模式的特点：存储
39、容量大，速度慢。存储容量大，速度慢。large模式下参数的传递方式：模式下参数的传递方式：参数的传递也是通参数的传递也是通过片外数据存储器完成的。过片外数据存储器完成的。4.3.5 C514.3.5 C51变量的存储模式变量的存储模式C51支持混合模式：支持混合模式：即可以对函数设置编译模式，即可以对函数设置编译模式，所以在所以在large模式下，可以对某些函数设置为模式下，可以对某些函数设置为compact模式或模式或small模式，从而提高运行速度。模式，从而提高运行速度。默认编译模式：默认编译模式：如果文件或函数未指明编译模式，如果文件或函数未指明编译模式，则编译器按则编译器按small
40、模式处理模式处理。编译模式控制命令：编译模式控制命令：“#pragma small(或或compact、large)”应放在文件的开始。应放在文件的开始。4.3.6 C514.3.6 C51变量的绝对定位变量的绝对定位C51有三种方式可以对变量有三种方式可以对变量（I/O端口）端口）绝对定位：绝对定位：绝对定位关键字绝对定位关键字_at_、指针、库函数的绝对定位宏。、指针、库函数的绝对定位宏。对于后两种方式，在后面指针一节介绍。对于后两种方式，在后面指针一节介绍。C51扩展的关键字扩展的关键字_at_专门用于对变量作绝对定专门用于对变量作绝对定位位，_at_使用在变量的定义中，其格式为：使用在
41、变量的定义中，其格式为：存储类型存储类型 数据类型数据类型 存储区存储区 变量名变量名1 _at_ 地址常数地址常数，变量名，变量名2 4.3.6 C514.3.6 C51变量的绝对定位变量的绝对定位_ _at_ _的使用方法举例的使用方法举例1）定义存储在）定义存储在idata区域区域中的中的 unsigned char数组数组cc，且，且绝对定位在绝对定位在0 x98地址处：地址处：unsignedchar idata cc10 _at_ 0 x98;2）定义端口在）定义端口在xdata区域区域、地址为地址为0 x7fff的的 unsigned char设备变量设备变量ADC0809：un
42、signedchar xdata ADC0809 _at_ 0 x7fff;3）定义端口在）定义端口在xdata区域区域、地址为地址为0 xbfff的的 unsigned char设备变量设备变量printer_port：unsigned char xdata printer_port _at_ 0 xbfff;4.3.6 C514.3.6 C51变量的绝对定位变量的绝对定位对变量绝对定位的几点说明：对变量绝对定位的几点说明：1）绝对地址变量）绝对地址变量在定义时不能初始化在定义时不能初始化，因此不，因此不能对能对code型变量绝对定位。型变量绝对定位。2）绝对地址变量）绝对地址变量只能够是全
43、局变量只能够是全局变量，不能在函，不能在函数中对变量绝对定位。数中对变量绝对定位。3）一次可以定义多个绝对定位的变量一次可以定义多个绝对定位的变量 4）绝对地址变量主要用于定义在）绝对地址变量主要用于定义在xdata 区域的设区域的设备变量备变量，一般情况下不对变量作绝对定位。，一般情况下不对变量作绝对定位。5）位变量不能使用）位变量不能使用_at_绝对定位绝对定位。如：某实验板上数码管显示器的段数据端口地址如：某实验板上数码管显示器的段数据端口地址为为“0 xfeff”；位控制字的端口地址为；位控制字的端口地址为“0 xfdff”。4.3.7 4.3.7 设备变量的概念设备变量的概念 C语言
44、的输入语言的输入/输出，都是通过定义在输出，都是通过定义在I/O口的变量（字符口的变量（字符型、位型）实现的。通过这些变量，将设备的数据、状态传递型、位型）实现的。通过这些变量，将设备的数据、状态传递给单片机，单片机对数据、状态信息进行分析，再对设备做出给单片机，单片机对数据、状态信息进行分析，再对设备做出相应控制。相应控制。这样的变量与设备相关联，为设备型变量这样的变量与设备相关联，为设备型变量，与一般数据，与一般数据型变量有很大的区别，一般数据型变量访问的是存储器，不会型变量有很大的区别，一般数据型变量访问的是存储器，不会对外部设备产生影响。对外部设备产生影响。在设备型变量中，以三总线方式
45、连接的设备型变量最复在设备型变量中，以三总线方式连接的设备型变量最复杂，初学者对其定义及操作过程往往感到不好理解而出错。为杂，初学者对其定义及操作过程往往感到不好理解而出错。为了加强对这类变量的理解，我们将其称为了加强对这类变量的理解，我们将其称为“设备变量设备变量”。“设设备变量备变量”的定义为的定义为“以三总线方式连接的设备对应的变量为设以三总线方式连接的设备对应的变量为设备变量备变量”。4.3.7 C514.3.7 C51设备设备变量的概念变量的概念对设备变量的几点说明：对设备变量的几点说明：设备变量是通过设备端口获得数据和赋值的变量，设备变量是通过设备端口获得数据和赋值的变量，与与一般
46、数据型变量不同。一般数据型变量不同。设备变量是无符号字符型变量设备变量是无符号字符型变量（因总线数据是（因总线数据是8位、位、从设备的读取一般是无符号数）。从设备的读取一般是无符号数）。设备变量有确定的端口地址设备变量有确定的端口地址（公式（公式4-2中的地址常数，中的地址常数，其值决定于电路中其值决定于电路中P0、P2口与设备的连接），口与设备的连接），通过总线读写操通过总线读写操作对设备进行数据输入作对设备进行数据输入/输出。输出。对设备变量赋值，是单片机对设备写数据，单片机是对设备变量赋值，是单片机对设备写数据，单片机是输出；把设备变量的值赋给其它变量，是单片机从设备读取数输出；把设备变
47、量的值赋给其它变量，是单片机从设备读取数据，单片机是输入。据，单片机是输入。一个设备可以有多个意义不同的设备变量一个设备可以有多个意义不同的设备变量，其数量决，其数量决定于设备的特性（与设备的端口对应，见定于设备的特性（与设备的端口对应，见9.1节）。节）。设备变量的定义使用设备变量的定义使用“绝对定位绝对定位”方式较好。方式较好。4.3.7 C514.3.7 C51设备设备变量的概念变量的概念二、设备变量定义举例二、设备变量定义举例1）定义端口在）定义端口在xdata区域、地址为区域、地址为0 x1fff的无符的无符号字符型设备变量号字符型设备变量8255PA：unsigned char x
48、data 8255PA _at_ 0 x1fff;该设备变量实际上是定义了并行接口芯片该设备变量实际上是定义了并行接口芯片8255的的A口，口，A口地址是口地址是0 x1fff（见例（见例9-1）。）。2）定义端口在）定义端口在xdata区域、地址为区域、地址为0 x7fff的无符的无符号字符型设备变量号字符型设备变量ADC0809：unsigned char xdata ADC0809 _at_ 0 x7fff;该设备变量实际上是定义了该设备变量实际上是定义了A/D转换器转换器ADC0809，其端口地址是，其端口地址是0 x7fff。4.3.7 C514.3.7 C51设备设备变量的概念变量
49、的概念二、设备变量定义举例（续）二、设备变量定义举例（续）3）定义端口在）定义端口在xdata区域、地址为区域、地址为0 xbfff的无符的无符号字符型设备变量号字符型设备变量DAC0832：unsigned char xdata DAC0832 _at_ 0 xbfff;该设备变量实际上是定义了该设备变量实际上是定义了D/A转换器转换器DAC0832，其端口地址是，其端口地址是0 xbfff。4.4 C514.4 C51特殊功能寄存器的定义特殊功能寄存器的定义主要内容主要内容4.4.1 8位特殊功能寄存器的定义位特殊功能寄存器的定义4.4.2 16位特殊功能寄存器的定义位特殊功能寄存器的定义
50、4.4.1 84.4.1 8位特殊功能寄存器的定义位特殊功能寄存器的定义特殊功能寄存器也是一种数据类型特殊功能寄存器也是一种数据类型8位特殊功能寄存器定义的一般格式为：位特殊功能寄存器定义的一般格式为：sfr特殊功能寄存器名特殊功能寄存器名 地址常数地址常数地址常数范围：地址常数范围：0 x800 xff。特殊功能寄存器定义例子（可以参见特殊功能寄存器定义例子（可以参见reg51.h、reg52.h等文件）：等文件）：sfrP0=0 x80;/定义定义P0寄存器寄存器sfrP1=0 x90;/定义定义P1寄存器寄存器sfrPSW=0 xd0;/定义定义PSWsfrIE=0 xa8;/定义定义I
