單片機與C語言編程實用技術

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浙江省機電高級技工學校

上海歐蘭智能科技發(fā)展有限公司

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單片機與C語言編程實用技術

前S

近年來，隨著大規(guī)模集成電路的發(fā)展，單片機的發(fā)展異常迅猛。單片機芯片

的產量以每年27%以上的速度遞增。實際證明單片機技術已經成為90年后最活

躍的新一代電子應用技術。在隨著我國關于產業(yè)結構調整政策的出臺，傳統(tǒng)工業(yè)

向自動化、智能化、網絡化方向發(fā)展成為必然趨勢。在這種情況下很多學校在本

科生、大專生、中等專業(yè)、職業(yè)高中等不同層次上開設了單片機課程，在職技術

人員也由于工作需要，迫切希望掌握單片機的開發(fā)和應用技術。為此浙江省機電

高級技工學校相關老師根據(jù)多年的教學經驗，開發(fā)引進了這套Arduino單片機實

驗開發(fā)系統(tǒng)，重點面向教學，集實驗和開發(fā)于一體，為提高單片機原理、C語言

編程課程的教學質量，提供一種經濟、實用、方便的解決方案。

本書將藍牙小車作為教學組織引領，開展各章節(jié)、模塊的教學，在教學的過

程中把C語言編程、VC++軟件操作、單片機外圍電路搭建與調試、CAD機械制圖、

激光切割零件制作等知識、技能點串成知識、技能鏈，并以此涵蓋產品的設計、

安裝、調試，突出''產品引領法”的基本特征：產品引領、知識系統(tǒng)、激發(fā)興趣、

內容實用、突出能力、邊學邊用。

需要說明的是在Arduino單片機教學平臺開發(fā)過程中，得到了學校、學院領

導的大力支持以及課題組相關老師的大力幫助，在此，謹對他們致以衷心的感謝!

由于編者水平有限，錯誤和疏忽之處在所難免，敬請讀者批評指正。

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目錄

第一章標準C語言程序與VC6.0

1.1VC6.0軟件基本操作

第二章標準C語言程序入門

2.1標準C語言程序基本框架和語法

2.2庫函數(shù)調用

2.3基本數(shù)據(jù)類型

2.4常量與變量

2.4.1常量

2.4.2變量

2.5主函數(shù)main()

2.6順序結構及其應用

2.6.1格式輸出函數(shù)

2.6.2格式輸入函數(shù)

2.7運算符和表達式

2.7.1表達式

2.7.2賦值運算符及賦值表達式

2.7.3算術運算符及算術表達式

2.7.4關系運算符及關系表達式

2.7.5邏輯運算符及邏輯表達式

2.7.6自增自減運算符

2.7.7符號優(yōu)先級

2.8分支結構及其應用

2.8.1if語句

2.8.2switch語句

2.8.3分支結構應用實例

2.9循環(huán)結構及其應用

2.9.1for語句

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2.9.2while語句

2.9.3do?while語句

2.9.4循環(huán)結構及其應用實例

2.10數(shù)組及其應用

2.10.1一維數(shù)組

2.10.2字符串數(shù)組及其處理

2.10.3數(shù)組應用實例

2.11子函數(shù)及其應用

2.11.1函數(shù)的定義

2.11.2函數(shù)的調用

第三章Arduino單片機開發(fā)套件簡介

3.1Arduino單片機開發(fā)板硬件說明

3.2Sensorshield擴展板硬件說明

3.3數(shù)字量與模擬量

3.4ArduinoIDE編程軟件使用說明

第四章ArduinoC語言程序應用

4.1ArduinoC語言程序基本框架介紹

4.2ArduinoC語言程序與標準C語言程序的異同

4.3單片機外圍電路及其元器件

4.4常用庫函數(shù)介紹

4.5數(shù)字量輸出函數(shù)digitalWrite()

實驗一：LED閃爍實驗

實驗二：流水燈實驗

4.7數(shù)字量輸入函數(shù)digitalRead()

實驗三：開關控制實驗

4.7模擬量輸出函數(shù)analogWrite()

實驗四：呼吸燈實驗

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4.8模擬量輸入函數(shù)analogRead()

實驗五：環(huán)境光檢測實驗

實驗六：電位器調光實驗

4.9舵機驅動庫函數(shù)

實驗七：舵機驅動實驗

第五章機械設計與機械制圖基礎

5.1AutoCAD軟件基本操作

5.1.1AutoCAD的界面

5.1.2AutoCAD的文件操作

5.1.3AutoCAD的繪圖說明與設置

5.2機械設計中常見幾何特征的繪制

5.2.1繪制直線

5.2.2繪制矩形、正多邊形

5.2.3繪制圓、圓弧、橢圓、橢圓弧

5.2.4繪制圓角、倒角

5.2.5圖形操作

5.2.6繪制齒輪

5.3常用標準件簡介

5.4機器人常用結構設計方案

第六章激光切割機使用說明

6.1激光切割機軟件操作說明

6.2亞克力材料的切割

6.3亞克力材料的雕刻

第七章機器人綜合實驗一一藍牙小車

7.1藍牙小車結構設計及制作

7.2藍牙小車硬件搭建方案

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7.3藍牙通訊程序流程分析

7.4藍牙小車整體軟件編寫

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第一章標準C語言程序與VC6.0

c語言是一種計算機程序設計語言，它既具有高級語言的特點，又具有匯編

語言的特點。它由美國貝爾實驗室的DennisM.Ritchie于1972年推出，1978

年后，C語言已先后被移植到大、中、小及微型機上，它可以作為工作系統(tǒng)設計

語言，編寫系統(tǒng)應用程序，也可以作為應用程序設計語言，編寫不依賴計算機硬

件的應用程序。它的應用范圍廣泛，具備很強的數(shù)據(jù)處理能力，不僅僅是在軟件

開發(fā)上，而且各類科研都需要用到C語言，適于編寫系統(tǒng)軟件，三維，二維圖形

和動畫，具體應用比如單片機以及嵌入式系統(tǒng)開發(fā)。

自C語言誕生以來，從大型主機到小型微機，C語言被廣泛應用于系統(tǒng)軟件

和應用軟件的開發(fā)，隨之也衍生了很多個版本。1989年，美國國家標準局第一

次為C語言制定標準,被稱為ANSIX3.159T989aProgrammingLanguageCv,

俗稱ANSIC或C89標準。1990年后，國際標準化組織（簡稱ISO）為C語言多

次修訂標準，并于2011年12月8日最新修訂并公布的C語言標準時ISO/IEC

9899:2011,俗稱C11標準。本課程上機使用的MicrosoftVisualC++6.0正是

基于C11標準的C語言開發(fā)環(huán)境，因此本書將符合C11標準的C語言稱為“標準

C語言”，用于與Arduin。IDE開發(fā)環(huán)境下的C語言做區(qū)分。

1.1VC6.0軟件基本操作

1.打開VC6.0軟件。

打開"MicrosoftVisualC++6.0”,將出現(xiàn)如下窗口。

2.新建Win32控制臺工程

點擊一級菜單“文件”—“新建”一選擇彈出框的“工程”選項卡一

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選擇“Win32ConsoleApplication”一在“工程名稱”對話框內輸入工程名稱。

選擇“一個空工程”一點擊“完成”一點擊“確定”。

工程創(chuàng)建成功，如下圖。

3.新建C程序文件:

點擊一級菜單“文件”一“新建”一選擇彈出框的“文件”選項卡一選擇“C++

SourceFile"一在“文件名稱”對話框內輸入文件名稱。

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自rCK可3M

C程序文件創(chuàng)建成功，之后可以編寫程序。

J.d

?r住區(qū)，”j：i工&-

-S>IIlles

-<j|Sourc?FU??

hellnwwld.q^i

"jl<e?4e>FBes

口Re?28Hie(

?:CI”oW?J|j)HleVlew「|iT

?r

recfcoi!??■???

4.在程序編輯框內輸入如下程序。

€iftK'toir：ifw

voidMin<)

-Mes

-_jSourceFilesprlntf("hello.worldf\n-);

,1beRowtMld.cpp

口HeaderRies

口Reewfcem??

?1ClwVlewlHfBeVlew)I1A1：

而SitXWiKXSXffi^M^XSXff?___…/

tt6.fi2

#include<stdio.h>

voidmain()

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printf("hello,world!\n");

5.編譯、生成、運行程序。

編譯程序Compil叵：點擊之后，生成.obj文件，一般用于檢查程序中是否

存在語法錯誤。

*11

」HelloWorld.obj-0error(s),0warning(s)

FK組建乂調試4在文件1中查找,在文件＜1I

生成程序Bui點擊之后，生成.exe文件。

2d|

test_1.exe-0error(s),0uarning(s)

DD卜組建(調試X在文件1中查找;在文件《I

運行程序BuildExecuteE用于查看程序運行結果。

■-"C:\Users\acer\Dov/nloads\VClv\MyPrqjects\test_l\Debug\test_l.exe1

hello,world?

Pressanykeytocontinue.

6.保存程序

選擇“文件”菜單中的“保存”命令，將源程序保存到制定的文件夾中。

7.調試程序

調試程序是程序設計中一個很重要的環(huán)節(jié)。程序中的錯誤一般分為程序語法

錯誤和程序設計上的邏輯錯誤，VC6.0編譯器只能找出語法錯誤，而邏輯錯誤

則需要程序員手動查找。

如果程序中存在語法錯誤，那么編譯時會在輸出窗口中給出錯誤提示，如下

圖所示：

vch.cpp

C:\Users\9tzqa\Ootmloads\VClv\NyPro]ects\asdqw\vch.cpp(S):errorC21A3:syntaxerror:nissingbefore'>,

執(zhí)行cl.exe時出楮?

vch.obj-1?rror(s).0?Mrning(s)|

于上勒度k帆\春文件1中黛找\在文件2中去找、培聚7

行7.列班讀取

錯誤提示主要包括錯誤和警告及其個數(shù)、錯誤出現(xiàn)的行號及其原因。在輸出窗口

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中雙擊錯誤提示信息或按F4鍵，會出現(xiàn)一條醒目的藍色條帶突出提示信息，同

時通過一個箭頭符號定位產生錯誤的語句，如下圖所示。

|(Gli>b33|司(Allglob”member,.main弋.?盟,1

xljjBincliKle<stdio.h>

?國』罰痣一；old句似)

printf(-h?llo.Mrldt\n")〃打印修出?Fen。srl，牛杵

?：Cl”8V...[IinieVlew|,.j_____,

提示：程序中的一處錯誤往往會引出若干條錯誤提示信息，因此修改一個錯誤后最

好馬上編譯程序。通過反復的編譯，可使程序中的錯誤越來越少，指導所有的語法錯誤

都被修正。

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第二章標準C語言程序基礎

2.1C語言基本框架。

VC6.0中的C程序是標準C語言程序，基本包括三個部分:

1)庫函數(shù)頭文件包含部分；

2)常量、變量定義部分；

3)主函數(shù)main()；

^include<stdio.h>/嚏食桅!輸公纏中生X件*/

^include<nath.h>/咆含數(shù)學函數(shù)年頭文件*/

^definePI3.14/*定義常量PI,它的值是3.14*/

inta,b;嬉襄蠢嚏需熠非露基形外接圓周長*/

Floatc,circun;

uoidnain()八王函數(shù)關/

<度賦

a=2;

度*/H

b=3;賦

線

墓

算

長

c=sqrt((a*a+b*b));京*/

圓

算

周

circun=PI*c;*/

printf("矩形酉角線長度懸%/端出處角線長度*/

printf("直徑是交消長是名f\n”,c,circum);/茄出外接圓直徑和周長*/

>

2.2庫函數(shù)頭文件調用。

C語言中有許多已經編寫好的函數(shù)，可以直接調用，極大的減輕了程序員的

工作量，我們編程時應該利用這部分資源來簡化程序。

常用的庫函數(shù)頭文件有：

stido.h：標準輸入輸出函數(shù)庫。其中包含我們常用的scanf()輸入函數(shù),

printf()輸出函數(shù)。

math,h：數(shù)學計算函數(shù)庫。其中包含有三角函數(shù)、反三角函數(shù)、指數(shù)與對

數(shù)、取絕對值等數(shù)學運算函數(shù)。

string,h：字符串處理函數(shù)庫。其中包括字符串復制函數(shù)、拼接函數(shù)、查

找函數(shù)、比較函數(shù)等，詳情見《C語言入門》附錄。

2.3基本數(shù)據(jù)類型

數(shù)據(jù)類型是對數(shù)據(jù)的一種抽象描述，目的是告訴計算機需要為這部分數(shù)據(jù)開

辟多少存儲空間。在定義變量時必須定義數(shù)據(jù)類型。常見的數(shù)據(jù)類型有：

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數(shù)據(jù)類型類型標識符占有字節(jié)數(shù)據(jù)范圍

整型int2-32768—32767

長整型long4-231—231-1

浮點型float43.4X1038—3.4X1038

雙精度浮點型double81.7X10-i8—1.7X1038

字符型char1-128—127

字符串型string根據(jù)字符串長度

*以上數(shù)據(jù)類型的占有字節(jié)和數(shù)據(jù)范圍會隨計算機硬件的不同而有所變化。

1.整數(shù)類型

整數(shù)是諸如：-2、-1、0、1、2...的無小數(shù)部分的數(shù)。C語言提供了多種整

數(shù)類型數(shù)據(jù)，以適應不同場合的需求，其中經常用到的是整型(int)和長整型

(long)這兩種數(shù)據(jù)類型。

整型int在計算機內存中占據(jù)2字節(jié)的存儲空間，用16位二進制數(shù)表示，

數(shù)值范圍為-2'一2'5-1(-32768—32767)。

長整型long在計算機內存中占據(jù)4字節(jié)的存儲空間，用32位二進制數(shù)表示,

數(shù)值范圍為-2"-2"-1(-2147483648—2147483647)。

Z\

提示：當整型int或長整型long定義的數(shù)據(jù)超出允許數(shù)值范圍，會發(fā)生溢出錯誤。

同時:溢出錯誤不是語法錯誤，不會被編譯器指出，所以程序員在運算時應注意數(shù)據(jù)

的數(shù)值范圍，特別是在乘法運算和指數(shù)運算時。

\____________________________________________________________________________________________________/

2.實數(shù)類型

實型也叫浮點型，指有小數(shù)部分的非整數(shù)數(shù)值,比如像123.45和1.2X10%

它們在計算機內部也是以二進制的形式存儲和表示的。C語言提供了兩種表示實

數(shù)的類型：單精度型和雙精度型。

單精度型float在計算機內存中占據(jù)4字節(jié)，有效位為7位。

雙精度型double在計算機內存中占據(jù)8字節(jié)，有效位為16位。

3.字符類型

字符型數(shù)據(jù)包括兩種：單個字符和字符串，如：'A，是字符，“hello”是字

符串。

單個字符用char定義，在計算機中字符是以ASCH碼的形式存儲的，一個

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字符占用1字節(jié)的存儲空間。

字符串用String定義，在計算機中可以看做是以字符數(shù)組的形式存儲的，

其存儲空間依據(jù)字符串長度而定。

提示：字符與ASCII碼的對應關系可查閱附錄1

三4常量與變量

2.4.1常量

常量是不隨時間和程序變化而變化的值，如上述程序中PI,它的值是3.14,

程序中所有出現(xiàn)PI的地方，都相當于3.14,在這種情況下PI不能被賦值，即

不能出現(xiàn)"PI=...”這樣的賦值語句。

常量的定義有兩種方式：

1)^define〈常量名〉〈學量值》，如上述程序中的"#definePI3.14”，這

種定義方法，PI沒有數(shù)據(jù)類型，也不占有存儲單元，只是在編譯時，所有的字

符串PI都會被置換為3.15o語句結尾不需要加分號“；

2)const〈常量數(shù)據(jù)類型＞〈常量名＞=〈常量值＞，如"constfloatPI=3.14；”,

這種定義方法與變量定義類似，有數(shù)據(jù)類型，也占有存儲單元，在語句開頭加上

“const”字樣來表示常量定義。語句結尾必須加分號

定義常量時，必須給常量賦值，如：

#definePI3.14

constfloatPI=3.14；

1.整型常量

整型常量即整數(shù)。雖然C語言允許整數(shù)采用十進制、八進制和十六進制書寫。

但一般還是采用比較熟悉的十進制形式。注意，C語言不支持二進制形式。

2.實型常量

實型常量即實數(shù)。實數(shù)可以使用兩種方式書寫：一種是小數(shù)形式，例如：

123.45,-2.0,0.5；另一種是指數(shù)形式，其中用字母e或者E表示10的事次，

例如:1.2345E2和1.2E-9分別表示123.45和1.2X10%

提示：實型數(shù)據(jù)用指數(shù)形式表示時，E前必須要用

3.字符常量

字符常量即單個字符，書寫時要用單引號將這個字符括起來，例如：'A'、

'2'、等，它們屬于常規(guī)字符。另外，還有一些字符比較特殊，不可視或無

法通過鍵盤輸入，例如換行符、回車符，C語言的解決方法是用轉義字符表示它

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單片機與C語言編程實用技術

們。

轉義字符由一個反斜杠'\'后跟規(guī)定字符構成。常用轉義字符的定義如下:

轉義字符含義

\n換行符

\t橫向跳格符

\0空字符

\\反斜杠

單引號

雙引號

提示：轉義字符從書寫上看是一個字符序列，實際上是作為1個字符對

待的，存儲時只占1字節(jié)。

由于字符在計算機內是以ASCII碼的形式存儲的，實際上ASCII碼值是一個

0~127之間的整數(shù),因此字符常量也是可以參加運算，例如：

'a'+1字符'a'的ASCH碼值加1

'a'+32字符'a'的ASCH碼值減32,可用于大小寫字母的轉換

‘a'<'b'實際是比較兩個字符的ASCH碼值

4.字符串常量

字符串常量簡稱字符串，是用雙引號括起來的一串字符。例如：“china”、

“x”等。這里的雙引號只起定界的作用，它不屬于字符串中的字符，因此雙引

號之間的字符個數(shù)才是字符串的長度。但是，字符串在內存中占用的存儲字節(jié)數(shù)

要比字符串長度多1,因為C語言總是自動地在字符串尾部加上一個轉義字符

'\0'（空字符）

2.4.2變量

變量是程序設計語言的一個重要概念，它是指程序運行期間值可以發(fā)生變化

的量。

可以認為，變量是一個存儲數(shù)據(jù)的容器，機存儲單元，它的功能就是用來存

放程序中需要處理的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)可以是原始數(shù)據(jù)、中間結果或最終結果。

變量具有保持值的性質，但是當給變量賦值時，新值會取代舊值，這就是變

量的值發(fā)生變化的原因。

變量定義時，可以在定義數(shù)據(jù)類型時，同時賦值，也可以只定義數(shù)據(jù)類型，

在后續(xù)的程序中賦值，如果不賦值，默認為變量值為0。如下述兩種方式都是正

確的：

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1)inti；

i=3;

2)inti=3;

出于對程序穩(wěn)定性的考慮，不推薦使用默認值0來進行運算操作。如：

錯誤寫法：

inta,b；

b=a+l；

正確寫法：

inta=0；

intb=0；

b=a+l；

關鍵字：指C語言中已有明確含義的詞匯，如main,int,void等。在常量

名和變量名的選取時，不能使用這些詞匯。

2.5主函數(shù)main()

一個程序，無論復雜或簡單，總體上都是一個“函數(shù)”，這個函數(shù)就是主函

數(shù)main。，它是程序的運行的入口，一個C程序中有且只能有一個main函數(shù)。

程序的數(shù)據(jù)處理全部都在main函數(shù)中進行。

2.6順序結構及其應用

順序結構程序的執(zhí)行邏輯是按照先后順序，是三種基本結構中最簡單的一

種。

組成順序結構程序的語句，可以是表達式也可以是函數(shù)，這里將標準C語言

中最常用的輸入輸出函數(shù)做個介紹。

2.6.1格式輸出函數(shù)

printf()是標準C語言中的格式輸出函數(shù)，其功能是把計算機中的數(shù)據(jù)輸

出到顯示屏上，并且可以指定數(shù)據(jù)的格式。在使用前必須調用庫函數(shù)“stdio.h”,

示例程序如下：

ttinclude"stdio.h"

(

printf("Hello!\n");

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}

printfO函數(shù)調用的格式為：

printf（格式控制字符串，輸出項表）；

例如：printf（"a=%d,b=%d\n”,a,b）;

函數(shù)說明：

（1）格式控制字符串可以包含三類字符:

格式字符：由先打頭后跟格式符。其中格式符有C語言約定，作用是指定數(shù)

據(jù)輸出時的格式。在打印結果中“%格式符”會被輸出項表的值替換。格式符及

其功能說明如下：

常用格式符

格式符printf()scanf()

d輸出一個十進制整數(shù)（int型）輸入一個十進制整數(shù)（int型）

f輸出一個單精度實數(shù)（float型）輸入一個單精度實數(shù)（float型）

c輸出一個字符（char型）輸入一個字符（char型）

s輸出字符串輸入字符串

Id輸出一個十進制整數(shù)（long型）輸入一個十進制整數(shù)（long型）

If輸出一個雙精度實數(shù)（double型）輸入一個雙精度實數(shù)（double型）

轉義字符：'\n'是輸出函數(shù)中做常用的轉義字符，起回車換行的作用。轉

義字符含義詳見“字符常量”一節(jié)。

普通字符：格式控制字符串中除了格式字符和轉義字符以外，其余都是普通

字符，普通字符將原樣輸出。

（2）輸出項表

輸出項表列出要輸出的數(shù)據(jù)項，數(shù)據(jù)項可以是常量、變量或表達式，各輸出

項之間用逗號分隔。

通過以下5個程序段，觀察printf（）的輸出效果。

①printf（"Goodmorning!"）;

輸出結果為：

Goodmorning!Pressanykeytocontinue

說明：該語句中僅包括普通字符組成的字符串，所以Goodmorning!原樣輸出。

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VC6.0在打印結果后自動添加“Pressanykeytocontinue"，意為“按任意鍵繼續(xù)”。

②printf("Goodmorning!\nv);

輸出結果為：

Goodmorning?

Pressanykeytocontinue

說明：語句②與語句①不同的地方是在Goodmorning!后接了一個轉義字符\n,

所以在打印完“Goodmorning!”之后輸出了換行符，“Pressanykeytocontinue”則在

第二行打印。

③printf("Good\nmorning!w);

輸出結果為：

Good

tnorning*Pressanykeytocontinue

說明：有些同學會出現(xiàn)思維慣性，認為換行符只能出現(xiàn)在字符串結尾處。轉義字

符能出現(xiàn)字符串的任意位置。

④inta=2,b=5;

printf("%d,%d\n”,a,b);

printf(“a=%d,b=%d\nM,a,b);

printf(“小明有%d個蘋果，小紅有%d個蘋果”，a,b);

輸出結果為：

5,8

a=5,b=8

b=5,a=8

小明有5個蘋果，小紅有8個蘋果

Pressanykeytocontinue

說明：格式字符在打印時，其替換順序與輸出項表中的參數(shù)的順序一一對應，與字

符串中普通字符無關，第n個格式字符替換為輸出項表中的第n個參數(shù)。

⑤inta=65;

charch='C;

printf(〃%d,%c\n〃,a,ch);

printf(〃%c,%d\n〃，a,ch);

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單片機與C語言編程實用技術

輸出結果為:

65,C

A.67

Pressanykeytocontinue

說明：格式字符在打印時，輸出項表的參數(shù)輸出時，其格式由對應的格式字符而

定，與定義時的數(shù)據(jù)類型無關。

提示：ASCII表中字符'A'對應的是65,字符'C'對應的是67。

2.6.2格式輸入函數(shù)

scanf()是標準C語言中的格式輸入函數(shù)，其功能是按指定格式輸入各種

類型的數(shù)據(jù)，輸入的數(shù)據(jù)將存放在指定的變量中，在使用前必須調用庫函數(shù)

“stdio.h"。

scanf()函數(shù)調用格式為：

scanf(格式控制字符串，輸入降表)；

例如：scanf("%d,%d”,&a,&b)；

函數(shù)說明：

(1)輸入項必須是變量的地址。在C語言中用“&變量名”表示變量的地址,

比如：&a表示變量a的地址。所以在調用scanf函數(shù)之前，輸入項表中的參數(shù)

必須在事先進行定義。

(2)格式控制字符串中僅允許輸入格式字符，并用逗號隔開，不允許輸入

普通字符和轉義字符。格式字符的用法見

舉例:scanf("%d,%d",&a,&b)；

給變量a賦值12,給變量b賦值36,則正確的輸入操作為：

數(shù)字1-〉數(shù)字2-＞逗號“，”-》數(shù)字3-＞數(shù)字6-＞回車鍵"Enter”

2.7符號與表達式

2.7.1表達式

表達式是C程序中不可缺少的一部分。表達式是由運算符、操作數(shù)(變量、

常量或函數(shù)等)和標點符號，按照一定規(guī)則組成的一個有意義的語句。例如：

a=b;\\賦值表達式

c=a+b;\\算術表達式

i＜100&&i＞0;\\邏輯表達式

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單片機與C語言編程實用技術

C語言中的符號主要分為賦值運算符、算術運算符、邏輯運算符、關系運算

符、條件運算符和特殊運算符六個大類。

2.7.2賦值運算符及賦值表達式

賦值運算符是用于為變量或常量指定數(shù)值的運算體符。其操作符號為“=

示例代碼如：a=b；該表達式的意義是，把b的值賦值給a。其中，b可以是一個

單純的變量，也可以是一個表達式。

思考題：運行如下語句之后，a和b的值各是多少？

①inta=l；

intb=3；

a=b；

②inta=l；

intb=3

b=a；

2.7.3算術運算符及算術表達式

算術運算符是用于進行數(shù)學運算的運算符。例如，力口、減、乘、除等就是算

術運算符。操作完成后，返回一個數(shù)字型的值。算術運算符包括加法運算符（+）、

減法運算符（-）、乘法運算符（*）、除法運算符（/）、模運算符（％）。

上述算術運算符都是二元運算符，該運算符兩端的數(shù)據(jù)必須是數(shù)字。

2.7.4關系運算符及關系表達式

關系運算符，即用于比較兩個數(shù)據(jù)關系大小的運算符，并根據(jù)比較的結果返

回一個邏輯值。關系運算符包括大于運算符（＞）、大于等于運算符（＞=）、小于

運算符（＜）、小于等于運算符（＜=）、等于運算符（==）以及不等于運算符（！=）。

2.7.5邏輯運算符及邏輯表達式

邏輯運算符，即用于處理邏輯值的運算符。邏輯運算符通常用在條件判斷語

句或循環(huán)語句中，如if、while語句等。C++中的邏輯運算符包括邏輯與運算符

（&&）、邏輯或運算符（||）、邏輯非運算符（！）。由邏輯運算符構成的表達式，

稱為邏輯表達式。邏輯表達式的返回值為邏輯值（true或false）,一般情況下,

1代表true,0代表false。

邏輯運算符的運算規(guī)則如下：

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邏輯與（參數(shù)1&&參數(shù)2）運算真值表

參數(shù)1參數(shù)2結果

000

100

010

111

邏輯或（參數(shù)1II參數(shù)2）運算真值表

參數(shù)1參數(shù)2結果

000

101

011

111

邏輯非（！參數(shù)）運算真值表

參數(shù)結果

01

10

2.7.6自增自減運算符

C語言中還提供了一些特殊的運算符，如++、一、+=、-=等。

特殊運算符及其說明

特殊運算符說明示例

++自加運算符i++等價于i=i+l

一自減運算符i一等價于i=i-l

+=加賦值運算符i+=j等價于i=i+j

-=減賦值運算符i-=j等價于i=i-j

*二乘賦值運算符i*=j等價于i=i*j

/=除賦值運算符I/=j等價于i=i/j

2.7.7符號優(yōu)先級

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單片機與C語言編程實用技術

C程序中的符號同時出現(xiàn)在一個表達式時是有優(yōu)先順序的，如數(shù)學中的四則

運算乘除優(yōu)先于加減。常用符號的優(yōu)先級如下:

優(yōu)先級運算符名稱或含義使用形式結合方向說明

[]數(shù)組下標數(shù)組名［常量表達式］

1左到右

0圓括號（表達式）/函數(shù)名（形參表）

-負號運算符一表達式單目

（類型）強制類型轉換（數(shù)據(jù)類型）表達式

2++自增運算符++變量名/變量名++右到左單目

一一自減運算符一變量名/變量名一單目

!邏輯非運算符!表達式單目

/除表達式/表達式雙目

3*乘表達式*表達式左到右雙目

%取余整型表達式%整型表達式雙目

+加表達式+表達式雙目

4左到右

-減表達式-表達式雙目

>大于表達式〉表達式雙目

左到右

>=大于等于表達式>=表達式雙目

5

<小于表達式〈表達式雙目

左到右

<=小于等于表達式<=表達式雙目

==等「表達式==表達式雙目

6左到右

!=不等于表達式！=表達式雙目

7&&邏輯與表達式&&表達式左到右雙目

8II邏輯或表達式II表達式左到右?11

9?=條件運算符表達式1?=表達式2：表達式3右到左三目

=賦值運算符變量=表達式

/=除后賦值變量/=表達式

10*二乘后賦值變量*=表達式右到左

%=余后賦值變量臟表達式

+=加后賦值變量+=表達式

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單片機與C語言編程實用技術

-=減后賦值變量-=表達式

11>逗號運算符表達式，表達式，...左到右

讀者在使用符號時，大可不必強行記住所有符號的優(yōu)先級，因為正常的程序

在使用容易混淆優(yōu)先級的符號時，一般都會用優(yōu)先級最高的圓括號()來清晰的

劃分運算優(yōu)先順序。如：x=a+b&&c+d;一般會寫成x=(a+b)&&(c+d)；

總結一下，按運算符優(yōu)先級從高到低的順序是：

圓括號》單目運算符〉雙目運算符》三目運算符》賦值運算符》逗號運算符

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2.8分值結構及其應用

C語言中的控制語句主要用于完成分支結構程序和循環(huán)結構程序的控制。其

主要包括以下9個控制語句：if語句、switch語句、for語句、while語句、do~

while語句、continue語句、break語句和return語句。其中使用if語句和switch

語句實現(xiàn)分支結構程序。

2.8.1if語句

if語句有三種結構：

1)if...

2)if...else...

3)if...elseif...(else)…

第一種if...基本結構的語法如下:

if(表達式)

語句1：

}

執(zhí)行該if語句時，首先判斷表達式是否正確。如果正確，則執(zhí)行程序內容。

如果不正確，則不執(zhí)行任何操作，執(zhí)行if語句后的其他語句。該語句流程如下

圖所示:

if...語句流程

提示：if...語句的語言邏輯是：如果…那么…

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單片機與C語言編程實用技術

第二種if...else...基本結構的語法如下：

if（表達式）

（

程序內容1；

）

else

（

程序內容2；

）

執(zhí)行該if語句時，首先判斷表達式結果是否為真。如果判斷結果為真，則

執(zhí)行語句1。如果判斷結果為假，則執(zhí)行語句2。該語句流程如下圖所示：

if...else...語句流程

提示：if…else…語句的語言邏輯是：如果...那么…一＞否則那么...

第三種if...elseif...基本結構的語法如下:

if（表達式1）

（

程序內容1：

}

elseif（表達式2）

（

程序內容2；

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單片機與C語言編程實用技術

執(zhí)行該if語句時，首先對表達式1進行判斷。如果判斷結果為真，則執(zhí)行

程序內容1。如果判斷結果為假，則對表達式2進行判斷。如果表達式2的判斷

結果為真，則執(zhí)行程序內容2。該語句的流程圖如下圖所示。

if...elseif...語句流程

提示：if...elseif…語句的語言邏輯是：如果…那么…-＞否貝I如果…那

么…

if...elseif...結構可以進行多次選擇，即：

if（表達式1）

（

程序內容1：

}

elseif（表達式2）

（

程序內容2；

}

elseif（表達式n）

（

程序內容n；

}

此時流程圖如下：

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單片機與C語言編程實用技術

總結：

1）選擇語句是以if開頭的，else結尾，elseif在中間的語句結構；

2）省略elseif和else,則為if...語句結構；

3）省略elseif,則為if...else...語句結構；

4）省略esle,則為if...elseif...語句結構。

具體選用何種語句結構根據(jù)需求而定。試思考以下應用，各應該使用何種選

擇語句結構？并編寫出C語言程序。

1）如果a>b,則c=l。

2）如果a>b,則c=l,否則c=-lo

3）如果a>b,則c=L如果a=b,則c=0,如果a〈b,則c=T。

4）如果a=l,則c=3,如果a=2,則c=5,如果a=3,則c=ll,如果a=4,則

c=17o

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2.8.2switch語句結構

C語言中的另外一種選擇