51系列單片機(jī)學(xué)習(xí)5—C編程程序語(yǔ)句
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#include
本文引用地址：http://m.butianyuan.cn/article/201611/321140.htm#include
void main(void)
{
unsigned int a,b,c,d; //這個(gè)定義會(huì)在整個(gè) main 函數(shù)中?
SCON = 0x50; //串行口方式 1,允許接收 TMOD = 0x20; //定時(shí)器 1 定時(shí)方式 2
TH1 = 0xE8; //11.0592MHz 1200 波特率 TL1 = 0xE8;
a = 5; b = 6; c = 7; d = 8; //這會(huì)在整個(gè)函數(shù)有效
printf("0: %d,%d,%d,%d",a,b,c,d);
{ //復(fù)合語(yǔ)句 1
unsigned int a,e; //只在復(fù)合語(yǔ)句 1 中有效
printf("1: %d,%d,%d,%d,%d",a,b,c,d,e);
{ //復(fù)合語(yǔ)句 2
unsigned int b,f; //只在復(fù)合語(yǔ)句 2 中有效
b = 11,f = 200;
}//復(fù)合語(yǔ)句 2 結(jié)束
printf("1: %d,%d,%d,%d,%d",a,b,c,d,e);
}//復(fù)合語(yǔ)句 1 結(jié)束
printf("0: %d,%d,%d,%d",a,b,c,d);
while(1);
}
運(yùn)行結(jié)果：
0：5,6,7,8
1: 10,6,7,8,100
2: 10,11,7,8,100,200
1: 10,6,7,8,100
0：5,6,7,8 結(jié)合以上的說(shuō)明想想為何結(jié)果會(huì)是這樣。
讀完前面的文章大家都會(huì)大概對(duì)條件語(yǔ)句這個(gè)概念有所認(rèn)識(shí)吧?是的，就如學(xué)習(xí)語(yǔ)文中 的條件語(yǔ)句一樣，C 語(yǔ)言也一樣是“如果 XX 就 XX”或是“如果 XX 就 XX 不然 XX”。也就是當(dāng)條件符合時(shí)就執(zhí)行語(yǔ)句。條件語(yǔ)句又被稱為分支語(yǔ)句，也有人會(huì)稱為判斷語(yǔ)句，其關(guān)鍵字 是由 if 構(gòu)成，這大眾多的高級(jí)語(yǔ)言中都是基本相同的。C 語(yǔ)言供給了 3 種形式的條件語(yǔ)句:
1: if (條件表達(dá)式) 語(yǔ)句 當(dāng)條件表達(dá)式的結(jié)果為真時(shí)，就執(zhí)行語(yǔ)句，不然就跳過(guò)。 如 if (a==b) a++; 當(dāng) a 等于 b 時(shí)，a 就加 1
2: if (條件表達(dá)式) 語(yǔ)句 1
else 語(yǔ)句 2
當(dāng)條件表達(dá)式成立時(shí)，就執(zhí)行語(yǔ)句 1，不然就執(zhí)行語(yǔ)句 2 如 if (a==b)
a++;
else
a--;
當(dāng) a 等于 b 時(shí)，a 加 1，不然 a-1。
3：if (條件表達(dá)式 1) 語(yǔ)句 1
else if (條件表達(dá)式 2) 語(yǔ)句 2
else if (條件表達(dá)式 3) 語(yǔ)句 3
else if (條件表達(dá)式 m) 語(yǔ)句 n else 語(yǔ)句 m
這是由 if else 語(yǔ)句組成的嵌套，用來(lái)實(shí)現(xiàn)多方向條件分支，使用應(yīng)注意 if 和 else 的配對(duì)使用，要是少了一個(gè)就會(huì)語(yǔ)法出錯(cuò)，記住 else 總是與最臨近的 if 相配對(duì)。一般條件語(yǔ)句只會(huì)用作單一條件或少數(shù)量的分支，如果多數(shù)量的分支時(shí)則更多的會(huì)用到下一篇中的開(kāi) 關(guān)語(yǔ)句。如果使用條件語(yǔ)句來(lái)編寫超過(guò) 3 個(gè)以上的分支程序的話，會(huì)使程序變得不是那么清晰易讀。
switch (表達(dá)式)
{
case 常量表達(dá)式 1: 語(yǔ)句 1; break;
}
運(yùn)行中 switch 后面的表達(dá)式的值將會(huì)做為條件，與 case 后面的各個(gè)常量表達(dá)式的值相 對(duì)比，如果相等時(shí)則執(zhí)行 case 后面的語(yǔ)句，再執(zhí)行 break(間斷語(yǔ)句)語(yǔ)句，跳出 switch 語(yǔ)句。如果 case 后沒(méi)有和條件相等的值時(shí)就執(zhí)行 default 后的語(yǔ)句。當(dāng)要求沒(méi)有符合的條 件時(shí)不做任何處理，則能不寫 default 語(yǔ)句。
在上面的章節(jié)中我們一直在用 printf 這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的 C 輸出函數(shù)做字符的輸出，使用它當(dāng)然會(huì)很方便，但它的功能強(qiáng)大，所占用的存儲(chǔ)空間自然也很大，要 1K 左右字節(jié)空間，如果 再加上 scanf 輸入函數(shù)就要達(dá)到 2K 左右的字節(jié)，這樣的話如果要求用 2K 存儲(chǔ)空間的芯片時(shí) 就無(wú)法再使用這兩個(gè)函數(shù)，例如 AT89C2051。在這些小項(xiàng)目中，通常我們只是要求簡(jiǎn)單的字符輸入輸出，這里以筆者發(fā)表在本人網(wǎng)站的一個(gè)簡(jiǎn)單的串行口應(yīng)用實(shí)例為例，一來(lái)學(xué)習(xí)使用開(kāi) 關(guān)語(yǔ)句的使用，二來(lái)簡(jiǎn)單了解 51 芯片串行口基本編程。這個(gè)實(shí)例是用 PC 串行口通過(guò)上位機(jī)程序 與由 AT89c51 組成的下位機(jī)相通信，實(shí)現(xiàn)用 PC 軟件控制 AT89c51 芯片的 IO 口，這樣也就可 以再通過(guò)相關(guān)電路實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的控制。為了方便實(shí)驗(yàn)，在此所使用的硬件還是用回以上課程中做好的硬件，以串行口和 PC 連接，用 LED 查看實(shí)驗(yàn)的結(jié)果。原代碼請(qǐng)到在筆者的網(wǎng)站 下載，上面有 單片機(jī)c語(yǔ)言 下位機(jī)源碼、PC 上位機(jī)源碼、電路圖等資料。
代碼中有多處使用開(kāi)關(guān)語(yǔ)句的，使用它對(duì)不一樣的條件做不一樣的處理，如在 CSToOut 函數(shù) 中根據(jù) CN[1]來(lái)選擇輸出到那個(gè) IO 口，CN[1]=0 則把 CN[2]的值送到 P0，CN[1]=1 則送到 P1， 這樣的寫法比起用 if (CN[1]==0)這樣的判斷語(yǔ)句來(lái)的清晰明了。當(dāng)然它們的效果沒(méi)有太大 的差別(在不考慮編譯后的代碼執(zhí)行效率的情況下)。
在這段代碼主要的作用就是通過(guò)串行口和上位機(jī)軟件進(jìn)行通信，跟據(jù)上位機(jī)的命令字串， 對(duì)指定的 IO 端口進(jìn)行讀寫。InitCom 函數(shù)，原型為 void InitCom(unsigned char BaudRate)，其作用為初始化串行口。它的輸入?yún)?shù)為一個(gè)字節(jié)，程序就是用這個(gè)參數(shù)做為開(kāi)關(guān)語(yǔ)句的選擇 參數(shù)。如調(diào)用 InitCom(6),函數(shù)就會(huì)把波特率設(shè)置為 9600。當(dāng)然這段代碼只使用了一種波特率，能用更高效率的語(yǔ)句去編寫，這里就不多討論了。
看到這里，你也許會(huì)問(wèn)函數(shù)中的 SCON，TCON，TMOD，SCOM 等是代表什么?它們是特殊 功能寄存器。
SBUF 數(shù)據(jù)緩沖寄存器這是一個(gè)能直接尋址的串行口專用寄存器。有朋友這樣問(wèn)起 過(guò)“為何在串行口收發(fā)中，都只是使用到同一個(gè)寄存器 SBUF?而不是收發(fā)各用一個(gè)寄存器。” 實(shí)際上 SBUF 包含了兩個(gè)獨(dú)立的寄存器，一個(gè)是發(fā)送寄存，另一個(gè)是接收寄存器，但它們都共同使用同一個(gè)尋址地址-99H。CPU 在讀 SBUF 時(shí)會(huì)指到接收寄存器，在寫時(shí)會(huì)指到發(fā)送寄存器，而且接收寄存器是雙緩沖寄存器，這樣能避免接收中斷沒(méi)有及時(shí)的被響應(yīng)，數(shù)據(jù)沒(méi)有被取走，下一幀數(shù)據(jù)已到來(lái)，而造成的數(shù)據(jù)重疊問(wèn)題。發(fā)送器則不需要用到雙緩沖，一般情況下我們?cè)趯懓l(fā)送程序時(shí)也不必用到發(fā)送中斷去外理發(fā)送數(shù)據(jù)。操作 SBUF 寄存器的方法 則很簡(jiǎn)單，只要把這個(gè) 99H 地址用關(guān)鍵字 sfr 定義為一個(gè)變量就能對(duì)其進(jìn)行讀寫操作了，
如 sfr SBUF = 0x99;當(dāng)然你也能用其它的名稱。通常在標(biāo)準(zhǔn)的 reg51.h 或 at89x51.h 等頭文件中已對(duì)其做了定義，只要用#include 引用就能了。
SCON 串行口控制寄存器 通常在芯片或設(shè)備中為了監(jiān)視或控制接口狀態(tài)，都會(huì)引用 到接口控制寄存器。SCON 就是 51 芯片的串行口控制寄存器。它的尋址地址是 98H，是一個(gè) 能位尋址的寄存器，作用就是監(jiān)視和控制 51 芯片串行口的工作狀態(tài)。51 芯片的串行口能 工作在幾個(gè)不一樣的工作模式下，其工作模式的設(shè)置就是使用 SCON 寄存器。它的各個(gè)位的具 體定義如下：
(MSB) (LSB) SM0 SM1 SM2 REN TB8 RB8 TI RI
表 8-1 串行口控制寄存器 SCON
SM0、SM1 為串行口工作模式設(shè)置位，這樣兩位能對(duì)應(yīng)進(jìn)行四種模式的設(shè)置?？幢?8
-2 串行口工作模式設(shè)置。
SM0SM1模 式功能波特率
000同步移位寄存器fosc/12
0118 位 UART可變
1029 位 UARTfosc/32 或 fosc/64
1139 位 UART可變
表 8-2 串行口工作模式設(shè)置
在這里只說(shuō)明最常用的模式 1，其它的模式也就一一略過(guò)，有興趣的朋友能找相關(guān)的 硬件資料查看。表中的 fosc 代表振蕩器的頻率，也就是晶體震蕩器的頻率。UART 為(Universal Asynchronous Receiver)的英文縮寫。
SM2 在模式 2、模式 3 中為多處理機(jī)通信使能位。在模式 0 中要求該位為 0。
REM 為允許接收位，REM 置 1 時(shí)串行口允許接收，置 0 時(shí)禁止接收。REM 是由軟件置位或 清零。如果在一個(gè)電路中接收和發(fā)送引腳 P3.0,P3.1 都和上位機(jī)相連，在軟件上有串行口中斷處理程序，當(dāng)要求在處理某個(gè)子程序時(shí)不允許串行口被上位機(jī)來(lái)的控制字符產(chǎn)生中斷，那么可 以在這個(gè)子程序的開(kāi)始處加入 REM=0 來(lái)禁止接收，在子程序結(jié)束處加入 REM=1 再次打開(kāi)串行口 接收。大家也能用上面的實(shí)際源碼加入 REM=0 來(lái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
TB8 發(fā)送數(shù)據(jù)位 8，在模式 2 和 3 是要發(fā)送的第 9 位。該位能用軟件根據(jù)需要置位或清除，通常這位在通信協(xié)議中做奇偶位，在多處理機(jī)通信中這一位則用于表示是地址幀還是 數(shù)據(jù)幀。
RB8 接收數(shù)據(jù)位 8，在模式 2 和 3 是已接收數(shù)據(jù)的第 9 位。該位可能是奇偶位，地址/ 數(shù)據(jù)標(biāo)識(shí)位。在模式 0 中，RB8 為保留位沒(méi)有被使用。在模式 1 中，當(dāng) SM2=0，RB8 是已接 收數(shù)據(jù)的停止位。
TI 發(fā)送中斷標(biāo)識(shí)位。在模式 0，發(fā)送完第 8 位數(shù)據(jù)時(shí)，由硬件置位。其它模式中則是在 發(fā)送停止位之初，由硬件置位。TI 置位后，申請(qǐng)中斷，CPU 響應(yīng)中斷后，發(fā)送下一幀數(shù)據(jù)。 在任何模式下，TI 都必須由軟件來(lái)清除，也就是說(shuō)在數(shù)據(jù)寫入到 SBUF 后，硬件發(fā)送數(shù)據(jù)，
中斷響應(yīng)(如中斷打開(kāi))，這個(gè)時(shí)候 TI=1，表明發(fā)送已完成，TI 不會(huì)由硬件清除，所以這個(gè)時(shí)候必須用軟件對(duì)其清零。
RI 接收中斷標(biāo)識(shí)位。在模式 0，接收第 8 位結(jié)束時(shí)，由硬件置位。其它模式中則是在接收停止位的半中間，由硬件置位。RI=1，申請(qǐng)中斷，要求 CPU 取走數(shù)據(jù)。但在模式 1 中，SM2=1 時(shí)，當(dāng)未收到有效的停止位，則不會(huì)對(duì) RI 置位。同樣 RI 也必須要靠軟件清除。
常用的串行口模式 1 是傳輸 10 個(gè)位的，1 位起始位為 0,8 位數(shù)據(jù)位，低位在先，1 位停止 位為 1。它的波特率是可變的，其速率是取決于定時(shí)器 1 或定時(shí)器 2 的定時(shí)值(溢出速率)。 AT89c51 和 AT89C2051 等 51 系列芯片只有兩個(gè)定時(shí)器，定時(shí)器 0 和定時(shí)器 1，而定時(shí)器 2是 89C52 系列芯片才有的。
波特率 在使用串行口做通信時(shí)，一個(gè)很重要的參數(shù)就是波特率，只有上下位機(jī)的波特率一樣時(shí)才能進(jìn)行正常通信。波特率是指串行端口每秒內(nèi)能傳輸?shù)牟ㄌ匚粩?shù)。有一些開(kāi)始學(xué)習(xí) 的朋友認(rèn)為波特率是指每秒傳輸?shù)淖止?jié)數(shù)，如標(biāo)準(zhǔn) 9600 會(huì)被誤認(rèn)為每秒種能傳送 9600 個(gè)字節(jié)，而實(shí)際上它是指每秒能傳送 9600 個(gè)二進(jìn)位，而一個(gè)字節(jié)要 8 個(gè)二進(jìn)位，如用串口模式 1 來(lái)傳輸那么加上起始位和停止位，每個(gè)數(shù)據(jù)字節(jié)就要占用 10 個(gè)二進(jìn)位，9600 波特 率用模式 1 傳輸時(shí)，每秒傳輸?shù)淖止?jié)數(shù)是 9600÷10=960 字節(jié)。51 芯片的串行口工作模式 0 的波特率是固定的，為 fosc/12，以一個(gè) 12M 的晶體震蕩器來(lái)計(jì)算，那么它的波特率能達(dá)到 1M。 模式 2 的波特率是固定在 fosc/64 或 fosc/32，具體用那一種就取決于 PCON 寄存器中的 SMOD 位，如 SMOD 為 0，波特率為 focs/64,SMOD 為 1，波特率為 focs/32。模式 1 和模式 3 的波 特率是可變的，取決于定時(shí)器 1 或 2(52 芯片)的溢出速率。那么我們?cè)趺慈ビ?jì)算這兩個(gè)模 式的波特率設(shè)置時(shí)相關(guān)的寄存器的值呢?能用以下的公式去計(jì)算。
波特率=(2SMOD÷32)×定時(shí)器 1 溢出速率
上式中如設(shè)置了 PCON 寄存器中的 SMOD 位為 1 時(shí)就能把波特率提升 2 倍。通常會(huì)使用 定時(shí)器 1 工作在定時(shí)器工作模式 2 下，這個(gè)時(shí)候定時(shí)值中的 TL1 做為計(jì)數(shù)，TH1 做為自動(dòng)重裝值 ， 這個(gè)定時(shí)模式下，定時(shí)器溢出后，TH1 的值會(huì)自動(dòng)裝載到 TL1，再次開(kāi)始計(jì)數(shù)，這樣能不用軟件去干預(yù)，使得定時(shí)更準(zhǔn)確。在這個(gè)定時(shí)模式 2 下定時(shí)器 1 溢出速率的計(jì)算公式如下：
溢出速率=(計(jì)數(shù)速率)/(256-TH1)
11.0592M
9600=(2÷32)×((11.0592M/12)/(256-TH1))
TH1=250 //看看是不是和上面實(shí)例中的使用的數(shù)值一樣?
12M
9600=(2÷32)×((12M/12)/(256-TH1)) TH1≈249.49
上面的計(jì)算能看出使用 12M 晶體的時(shí)候計(jì)算出來(lái)的 TH1 不為整數(shù)，而 TH1 的值只能取整數(shù)，這樣它就會(huì)有一定的誤差存在不能產(chǎn)生精確的 9600 波特率。當(dāng)然一定的誤差是能 在使用中被接受的，就算使用 11.0592M 的晶體振蕩器也會(huì)因晶體本身所存在的誤差使波特率產(chǎn)生誤差，但晶體本身的誤差對(duì)波特率的影響是十分之小的，能忽略不計(jì)。
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goto 語(yǔ)句
void main(void)
{
start: a++;
if (a==10) goto end;
goto start;
end:;
}
上面一段程序只是說(shuō)明一下 goto 的使用方法，實(shí)際編寫很少使用這樣的手法。這段程序的意思是在程序開(kāi)始處用標(biāo)識(shí)符“start:”標(biāo)識(shí)，表示程序這是程序的開(kāi)始，“end:”標(biāo)識(shí)程序的結(jié)束，標(biāo)識(shí)符的定義應(yīng)遵循前面所講的標(biāo)識(shí)符定義原則，不能用 C 的關(guān)鍵字也不能和其它變 量和函數(shù)名相同，不然就會(huì)出錯(cuò)了。程序執(zhí)行 a++,a 的值加 1，當(dāng) a 等于 10 時(shí)程序會(huì)跳到 end 標(biāo)識(shí)處結(jié)束程序，不然跳回到 start 標(biāo)識(shí)處繼續(xù) a++,直到 a 等于 10。上面的示例說(shuō)明 goto 不但能無(wú)條件的轉(zhuǎn)向,而且能和 if 語(yǔ)句構(gòu)成一個(gè)循環(huán)結(jié)構(gòu)，這些在 C 程序員的程序中都不太常見(jiàn)，常見(jiàn)的 goto 語(yǔ)句使用方法是用它來(lái)跳出多重循環(huán)，不過(guò)它只能從內(nèi)層循環(huán)跳到外層循環(huán)，不能從外層循環(huán)跳到內(nèi)層循環(huán)。在下面說(shuō)到 for 循環(huán)語(yǔ)句時(shí)再略為提一提。 為何大多數(shù) C 程序員都不喜歡用 goto 語(yǔ)句？那是因?yàn)檫^(guò)多的使用它時(shí)會(huì)程序結(jié)構(gòu)不清晰，過(guò)多的跳轉(zhuǎn)就使程序又回到了匯編的編程風(fēng)格，使程序失去了 C 的模塊化的優(yōu)點(diǎn)。
while 語(yǔ)句
while 語(yǔ)句的意思很不難理解，在英語(yǔ)中它的意思是“當(dāng)…的時(shí)候…”，在這里我們可以理解為“當(dāng)條件為真的時(shí)候就執(zhí)行后面的語(yǔ)句”，它的語(yǔ)法如下：
while (條件表達(dá)式) 語(yǔ)句;
使用 while 語(yǔ)句時(shí)要注意當(dāng)條件表達(dá)式為真時(shí)，它才執(zhí)行后面的語(yǔ)句，執(zhí)行完后再次回到 while 執(zhí)行條件判斷，為真時(shí)重復(fù)執(zhí)行語(yǔ)句，為假時(shí)退出循環(huán)體。當(dāng)條件一開(kāi)始就為假時(shí)， 那么 while 后面的循環(huán)體（語(yǔ)句或復(fù)合語(yǔ)句）將一次都不執(zhí)行就退出循環(huán)。在調(diào)試程序時(shí)要注意 while 的判斷條件不能為假而造成的死循環(huán)，調(diào)試時(shí)適當(dāng)?shù)脑?while 處加入斷點(diǎn)，也許會(huì)使你的調(diào)試工作更加順利。當(dāng)然有時(shí)會(huì)使用到死循環(huán)來(lái)等待中斷或 IO 信號(hào)等，如在第一 篇時(shí)我們就用了 while(1)來(lái)不停的輸出“Hello World！”。下面的例子是顯示從 1 到 10 的累 加和，讀者能修改一下 while 中的條件看看結(jié)果會(huì)如果，從而體會(huì)一下 while 的使用方法。
評(píng)論