關于單片機的C語言編程基礎知識（初學注意）

(1)學習過C語言的同學在對單片機有了基本了解之后，就可以開始試著寫一兩個基于單片機的C語言的程序了。C51語言繼承了ANSI C 的絕大部分的特性，基本的語法相同，同學們上手會比較快。但是，由于C51語言是對硬件進行控制的編程語言，其本身又在硬件結構上有所擴展以增強C語言對硬件的控制，如關鍵字sbit，data，code等(后面會講他們是做什么的)。

(2)因為單片機不是我們平時用的計算機，他的英文名為MCU(微控制器)，特點體現(xiàn)在這個“微”字。因而，它里面的硬件資源是非常少的，所以你在寫程序的時候就要注意對RAM(存儲數(shù)據(jù))和ROM(存儲程序)的使用。說白了，就是也程序的時候要盡量精簡，如各種算法，不要讓系統(tǒng)負擔太大。少用浮點運算，能夠使用unsigned的無符號型數(shù)據(jù)，就不要使用有符號的(當你寫程序時，你會發(fā)現(xiàn)很多位置都用的unsigned，不像我們在ANSI C里面不同，不太注意，C51里面就非常注意資源的控制)。避免乘除，多用移位運算(寫走馬燈程序時，會使用到，很有意思，不是我們想象的用循環(huán)控制)。

基本的特性了解之后，我們來講下，具體的東西：

首先，是C51針對硬件控制增加的一些關鍵字，數(shù)據(jù)類型。

(1)bit : 和我們平時用的int，char相同，只不過int是兩個字節(jié)(16位，16bit)，char是單字節(jié)(8位，8bit)，bit就是一位，取值范圍是0和1，類似windows編程里的BOOL。

(2)sbit : sbit是對應可位尋址空間的一個位，可位尋址區(qū)：20H～2FH。一旦用了sbit xxx = REGE^6這樣的定義(例如，sibt a = P0^0,定義P0口的第0位為變量a，此時對a賦值0或者1時，就是在對P0口的第0位進行控制，賦低電平或高電平)，這個sbit量就確定地址了。(sbit大部分是用在特殊功能寄存器中的，方便對寄存器的某位進行操作的。)

(3)sfr：用于定義特殊功能寄存器(8位的)(在程序中會寫頭文件#include,在Keil中右鍵點擊打開reg51.h，就可以看到很多sfr的定義)，如sfr P0 = 0x80，就定義了端口P0。

(4)sfr16：同上用于16位的

其次，C51還提供了對8051所有存儲區(qū)的訪問。

8051芯片的存儲區(qū)從邏輯上分為內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲區(qū)，外部數(shù)據(jù)存儲區(qū)和程序存儲區(qū)(內(nèi)外統(tǒng)一編址)。

80C51有4KB的內(nèi)部程序存儲區(qū)(片內(nèi)ROM)(0000H~0FFFH)，其中前43單元有特殊用處，0000H~0002H無條件跳轉(zhuǎn)，0003H~002AH用于存放中斷程序(中斷程序這里不解釋)

256B的內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲區(qū)(片內(nèi)RAM)，分為低128B和高128B，有不同作用(可見硬件資源有多小了吧，所以我們要節(jié)省使用)，低128B又分為為工作寄存器區(qū)，又稱通用寄存器(00H~1FH)，位尋址區(qū)(20H～2FH，之前的sbit就是對應位尋址空間中的一位)，數(shù)據(jù)緩沖區(qū)(30H~7FH,這個區(qū)域就是給用戶用得，沒有任何限制，一共80個單位)

高128B為特殊功能寄存器(就是上面說的sfr)，具體的內(nèi)容在很多書上面都有。

http://www.mytutorialcafe.com/Microcontroller%20Special%20Function%20Register.htm

給個英文的sfr的解釋的網(wǎng)址，不過沒必要看，看書就行了。

在這里講這么多的原因是因為C51中在對變量進行聲明的時候還可以明確的指定存儲空間。關鍵字有：DATA，IDATA，BDATA(RAM中高128B)，CODE等。

(1)DATA指定RAM中低128B，可以在一個機器周期內(nèi)直接尋址，尋址速度最快，所以應該把經(jīng)常使用的變量放在DATA區(qū)

例如：unsigned char data system_status = 0;

(2)BDATA指定的是RAM中的位尋址區(qū)，在這個區(qū)域定義的變量可以進行位操作，什么意思呢?舉例吧

unsigned char bdata status_byte,這里定義變量status_byte，是一個單字節(jié)(8位)的數(shù)據(jù)變量，我們可以對這個變量中的一位進行置0或置1的操作。我們把 status_byte=0x00,即變量里面的8位都置為了0，前面講過一個sbit，用于位尋址區(qū)域中的一位，sbit a = status_byte^2;a = 1,表示把變量 status_byte的第2位置為了1(0,1,2,3,4,5,6,7共八位)，于是變量 status_byte就等于了0x02;

(3)CODE 程序存儲區(qū)，他里面的內(nèi)容是不變的，我們要使用的一些固定數(shù)據(jù)存于這個里面就不用占用RAM的空間了，比如我們學習數(shù)碼管顯示程序時，數(shù)碼管上面的每一個數(shù)字都對應一個16進制的數(shù)字，我們可以把它存到程序存儲區(qū)中去，例如：

unsigned char code table[]={

0x3f,0x06,0x5b,0x4f,

0x66,0x6d,0x7d,0x07,

0x7f,0x6f,0x77,0x7c,

0x39,0x5e,0x79,0x71};

關于特殊功能寄存器sfr的使用，我們以一個簡單的程序為例，在80C51芯片的P0^0上接上一個發(fā)光二極管LED，一個電阻RES和一個電源VCC，三者串聯(lián)，電流方向是從電源流向P0^0口。給80C51接上電源，接地，晶振，復位電路。如果使用proteus仿真，則這些電路不用接。

在Keil軟件中寫程序

#include

sbit a = P0^0;

void main(){

a = 0;

while(1);

}

因為芯片剛剛上電，P0管教為高電位，我們在程序中把它置為0;電流就可以流過LED，于是LED燈就會發(fā)光。并用while(1)讓程序停在這里。

一個最簡單的單片機C語言程序就寫完了。講了這么多希望同學們了解，C51對C語言的擴展有所了解，知道可以通過C語言對硬件進行控制，學會常用的關鍵字。