單片機C程序設計1

1、單片機C程序設計 (C Programming for MCU)第一章 概述2 2本課程總成績成績組成考核/評價環(huán)節(jié)分值平時成績60%考勤10平時作業(yè)20上機測試30期末考試40%卷面成績40教材：教材：C程序設計（第四版）程序設計（第四版），譚浩強，譚浩強 著著, 清華大學出版社清華大學出版社參考：參考：Arduino C語言編程實戰(zhàn)語言編程實戰(zhàn)，美美Jack Purdum 著，人民郵電出版社著，人民郵電出版社3本章目標本章目標n了解了解C語言的歷史及現狀；語言的歷史及現狀；n初步了解初步了解C程序的結構及其開發(fā)調試環(huán)境；程序的結構及其開發(fā)調試環(huán)境；n了解什么是單片機，與計算機有哪些差異；了

2、解什么是單片機，與計算機有哪些差異；n了解了解Arduino單片機硬件及開發(fā)工具；單片機硬件及開發(fā)工具；n寫第一寫第一個程序個程序Hello World。41.1 C語言概述語言概述51.1 C語言概述語言概述n程序設計程序設計(Programming): 為計算機解決問題所需的分析、設計、編寫及調試程序過程。n程序設計語言程序設計語言(Programming Language): 用來表達程序的計算機能夠執(zhí)行的人工語言，用于人與計算機之間通訊的語言。61.1 C語言概述語言概述n信息交流（地位平等）信息交流（地位平等）有思維和推理有思維和推理n人機交流（命令方式）人機交流（命令方式）無思維和

3、推理，有計算與邏輯判斷無思維和推理，有計算與邏輯判斷n語法、句法規(guī)則靈活語法、句法規(guī)則靈活可省略可顛倒可省略可顛倒n語法、句法規(guī)則固定語法、句法規(guī)則固定一般不可省略、顛倒，必須按部就班一般不可省略、顛倒，必須按部就班n表達方式多種多樣表達方式多種多樣n算法多樣算法多樣7為什么要學為什么要學C程序設計程序設計nC語言仍是目前廣泛使用的編程語言，主要特點：語言仍是目前廣泛使用的編程語言，主要特點：l表達能力強，支持結構化程序設計；l語言簡潔、緊湊、靈活；l代碼效率高： C編寫的程序僅比用匯編語言編寫的程序相差20%；l可移植性好；l特別適合編寫操作系統(tǒng)、編譯程序、數據庫系統(tǒng)、嵌入式軟件嵌入式軟件及

4、圖形/圖象處理等對性能要求高的軟件；nC語言是目前廣泛流行的面向對象語言語言是目前廣泛流行的面向對象語言C+、C#及及Java的基礎的基礎8C語言歷史語言歷史Dennis Ritchie C語言之父語言之父K.Thompson UNIX之父之父CPL1963 英國劍橋英國劍橋BCPL1967 M.Richards馬丁馬丁理查德理查德B1970 K.Thompson肯肯湯普遜湯普遜C1972 Dennis Ritchie丹尼斯丹尼斯里奇里奇C+1983 B.Stroustrup本賈尼本賈尼斯特勞斯特盧普斯特勞斯特盧普9一個簡單的一個簡單的C程序：在屏幕上顯示一行正文程序：在屏幕上顯示一行正文例1

5、-1/* file: hello.c */ #include main( )printf(This is a C program.n);/* */ 為注釋注釋，不可嵌套#include為一條預處理預處理指令，當程序中用到輸入/輸出函數時，應在文件開始處加上該指令。 main為一函數名函數名。 由 括起來的部分為函數體函數體。函數名為一標識符標識符。 printf為一條輸出語句語句，在C語言中分號（；）為語句的結束符。 printf為標準I/O庫中標準輸出函數。 為一字符串常量常量。 n為C語言轉義字符轉義字符，表示回車。10標識符標識符n在C語言中標識符定義為：由字母、數字、下劃線（_）組成，

6、必須以字母或下劃線開頭。n標識符在C語言中可作為變量名變量名、常量名常量名、函數名函數名、參數名參數名、類型名類型名、枚舉名枚舉名和標號標號等。11C程序結構程序結構n一個C程序程序由一系列外部說明外部說明和函數函數組成；n一個函數函數則由局部變量說明變量說明及語句語句序列組成；n一個C程序可由一個或多個函數組成，但其中必有一個（也只能有一個）命名為main（主函數），其它函數可由用戶任取名字。程序運行時必需從main開始，但main函數在程序中的前后位置沒有關系 ；n組成C程序的各個函數可在一個源文件源文件上，也可以分放在多個文件上（函數不能跨文件），每個源文件可單獨編譯。C源文件必須以.c

7、作后綴（.h為C程序的頭文件） ；12C程序的編輯、編譯和運行13在在Windows下使用下使用VC編寫及運行編寫及運行C程序程序項目名項目名14創(chuàng)建一個控制臺的空項目創(chuàng)建一個控制臺的空項目15右鍵菜單右鍵菜單16輸入輸入C源源文件名文件名17編譯及連接編譯及連接Build編譯及連編譯及連接信息接信息運行運行Execute編輯編輯C程程序序18運行結果運行結果19一個簡單的一個簡單的C程序：在屏幕上顯示一行正文程序：在屏幕上顯示一行正文例1-2#include stdio.h /頭文件void main() /*主函數*/int a,b,sum; /*定義變量*/a=123;b=456; /*

8、變量賦值*/sum=a+b; /*求和表達式*/printf(sum is %dn,sum); /*輸出結果*/getchar(); /*輸入任意字符關閉調試窗口*/20一個簡單的一個簡單的C程序：在屏幕上顯示一行正文程序：在屏幕上顯示一行正文練習1-1* Very Good!*#include stdio.hvoid main()printf(*nn); printf( Very Good! nn); printf(*nn); getchar(); 1.2 單片機概述21n單片機（Single-chip Microcomputer）：在在一個集成芯片中，集成有微處理器一個集成芯片中，集成有微

9、處理器CPUCPU、存儲器、存儲器RAMRAM和和ROMROM、基本的、基本的I IO O接口以及定時計數部件，接口以及定時計數部件，即在一個芯片上實現一臺微型計算機的基本功能。即在一個芯片上實現一臺微型計算機的基本功能。 微型計算機微型計算機單片機單片機計算機基本結構22匈牙利匈牙利籍數學家籍數學家馮馮諾依曼諾依曼在方案的設計上做出了重要的在方案的設計上做出了重要的貢獻。貢獻。1946年年6月，他又月，他又提出提出了了程序存儲程序存儲和和二進制運二進制運算算的的思想，進一步構建了思想，進一步構建了計算機由運算器、控制器、存計算機由運算器、控制器、存儲器、輸入設備和輸出設備組成儲器、輸入設備和

10、輸出設備組成這一計算機的經典結構。這一計算機的經典結構。計算機基本結構計算機基本結構單片機的發(fā)展23l 19711971年，年，IntelIntel的的特德特德霍霍夫研制出第一個夫研制出第一個4 4位微處理器，位微處理器，Intel 4004Intel 4004。l 19761976年，年，IntelIntel研制研制出出MCS-48MCS-48系列系列8 8位的單片機，這也是單片機的問世。位的單片機，這也是單片機的問世。 80488048頻率為頻率為6MHz6MHz，64Byte RAM64Byte RAM，1KB ROM1KB ROM。l 19801980年年，IntelIntel在在MC

11、S-48MCS-48系列單片機的基礎上，推出了系列單片機的基礎上，推出了MCS-51MCS-51系列系列8 8位高檔單位高檔單片機片機。奠定了嵌入式應用的單片微型計算機的經典奠定了嵌入式應用的單片微型計算機的經典體系結構。體系結構。l 19811981年年后后，IntelIntel開放了開放了80518051核心技術，核心技術，PhilipsPhilips著力發(fā)展著力發(fā)展80C5180C51的控制功能及的控制功能及外圍單元。外圍單元。迅速迅速將將MCS-51MCS-51單片機推進到單片機推進到80C5180C51時代，形成了可以滿足大量嵌入時代，形成了可以滿足大量嵌入式應用的單片機系列產品。式

12、應用的單片機系列產品。Intel 4004Intel 80C51Arduino單片機24Arduino是一款便捷靈活、方便上手的開源電子原型平臺。包含硬件（是一款便捷靈活、方便上手的開源電子原型平臺。包含硬件（各種型號的各種型號的Arduino板）和軟件（板）和軟件（Arduino IDE)。由一個歐洲開發(fā)團隊。由一個歐洲開發(fā)團隊于于2005年冬季開發(fā)年冬季開發(fā)。馬西莫馬西莫班茲班茲Arduino硬件硬件25Arduino Uno采用采用ATmega328 8位位AVR 處理器，具有處理器，具有14個數個數字字IO接口，其中接口，其中3/5/6 /9/10/11引腳可作為引腳可作為6路路PWM輸出，具有輸出，具有6個模擬量接口，一個個模擬量接口，一個16MHz晶體振蕩器晶體振蕩器，SRAM 2K，Flash 32KbArduino MEGA 2560采用采用ATmega2560 8位位AVR 處理器，具有處理器，具有54路路數字輸入數字輸入/輸出口（輸出口（16路可作為路可作為PWM輸出），輸出），16路模擬輸入，路模擬輸入，4路路UART接口，一個接口，一個16MHz晶體晶體振蕩器振蕩器， SRAM 8K，Flash 256KbArduino硬件硬件26Arduino IDE27Arduino