單片機(jī)原理及接口技術(shù) 課件 第三章 51單片機(jī)C語言基礎(chǔ)知識(shí)

單原及接片理口技術(shù)機(jī)12第三章

51單片機(jī)C語言基礎(chǔ)知識(shí)01C語言變量與常量02定時(shí)器/計(jì)數(shù)器03中斷、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器應(yīng)用編程04習(xí)題PrincipleandinterfacetechnologyofMicrocomputer常量常量是指固定值，其數(shù)值在程序運(yùn)行過程中不改變，分為數(shù)值型常量（包括整型常量和實(shí)型常量）、字符型常量、符號(hào)常量三類。1、整型常量整型常量是指直接使用的整型常數(shù)，如0、128、-128等，有十進(jìn)制、八進(jìn)制、十六進(jìn)制三種類型的整數(shù)。2、實(shí)型常量實(shí)型常量是浮點(diǎn)型的常量，由整數(shù)和小數(shù)部分構(gòu)成，有兩種表示方式。3、字符型常量字符型常量有兩種，一種是字符常量，一種是字符串常量。1.1變量變量是在程序運(yùn)行過程中其值可以變化的量，可以存儲(chǔ)任意數(shù)據(jù)類型的值。在程序中一般用含有一定意義的方式來表示變量名。變量名是由字母開始的字母、數(shù)字、下劃線組成，且區(qū)分大小寫。C語言中的變量類型有整型變量、實(shí)型變量和字符型變量。1、整型變量整型變量是存儲(chǔ)整型數(shù)值的變量，分為基本整型（int），占4個(gè)字節(jié)；短整型（shortint）,占2個(gè)字節(jié)；長(zhǎng)整型（longint），占4個(gè)字節(jié)。2、實(shí)型變量實(shí)型變量是存儲(chǔ)實(shí)型數(shù)值的變量，實(shí)型數(shù)值由整數(shù)和小數(shù)兩部分組成。在C語言中又可分為單精度和雙精度兩種類型。3、字符型變量字符型變量是用來存儲(chǔ)字符常量的變量。將一個(gè)字符常量存儲(chǔ)到一個(gè)字符變量中，實(shí)際上是將該字符的ASCII碼值存儲(chǔ)到內(nèi)存單元中。字符型常量的關(guān)鍵字是char，占1個(gè)字節(jié)。1.2運(yùn)算符與表達(dá)式02運(yùn)算符2.1運(yùn)算符用于數(shù)據(jù)和變量的操作，包括算術(shù)運(yùn)算符、關(guān)系運(yùn)算符、邏輯運(yùn)算符、賦值運(yùn)算符、遞增遞減運(yùn)算符、條件運(yùn)算符、位運(yùn)算符以及特殊運(yùn)算符。表達(dá)式2.2C語言的表達(dá)式由操作符和操作數(shù)組成，通過運(yùn)算返回結(jié)果值。運(yùn)算順序是根據(jù)運(yùn)算符的優(yōu)先級(jí)別，較高優(yōu)先級(jí)的運(yùn)算符先計(jì)算，相同優(yōu)先級(jí)的運(yùn)算符根據(jù)級(jí)別按“從左到右”或“從右到左”的順序計(jì)算。C語言中運(yùn)算符的優(yōu)先級(jí)別從高到低排列情況如下：括號(hào)()、數(shù)組元素引用[]、成員運(yùn)算符->；一元加+、一元減-、遞增++、遞減--、邏輯非！、指針引用*、地址符&、長(zhǎng)度運(yùn)算符sizeof、類型轉(zhuǎn)換(type)；乘法×、除法／、取模％；加法+、減法-；小于<、小于等于<=、大于>、大于等于>=；等于==、不等于!=；邏輯與&&、邏輯或||；條件運(yùn)算符?:；賦值運(yùn)算符=；逗號(hào)運(yùn)算符,等。程序結(jié)構(gòu)03順序結(jié)構(gòu)3.1順序結(jié)構(gòu)是指程序中的語句是按照從上到下的順序逐行排列，程序的執(zhí)行是按語句的排列順序進(jìn)行，是最簡(jiǎn)單的程序設(shè)計(jì)。完成順序結(jié)構(gòu)程序設(shè)計(jì)的語句包括：賦值語句、復(fù)合語句、函數(shù)調(diào)用語句等。選擇結(jié)構(gòu)3.2選擇結(jié)構(gòu)的程序設(shè)計(jì)中使用了用于條件判斷的語句，增加程序功能，增強(qiáng)了程序的邏輯性和靈活性。實(shí)現(xiàn)選擇結(jié)構(gòu)的有if語句、if…else語句、switch語句、條件運(yùn)算符語句和goto語句等。switch語句3.3若選項(xiàng)很多的情況，多次嵌套使用if…else語句的層數(shù)就很多，程序比較冗余，代碼可讀性不好，此類情況可采用switch多路判斷語句輕松實(shí)現(xiàn)。循環(huán)結(jié)構(gòu)3.4程序除了在運(yùn)行時(shí)根據(jù)判斷、檢驗(yàn)條件做出相應(yīng)的選擇，還可以反復(fù)執(zhí)行某一段指令代碼，直到滿足某個(gè)條件為止。這種重復(fù)的執(zhí)行過程即成為循環(huán)。C語言的循環(huán)語句有while語句、do…while語句、for語句三種。一個(gè)完整的循環(huán)過程包括這樣幾個(gè)部分，一是需要設(shè)置并初始化條件變量，二是具體運(yùn)行的循環(huán)體中語句塊，三是用指定的值測(cè)試條件變量，以判斷是否再次運(yùn)行循環(huán)體，四是設(shè)置變量的改變值。數(shù)組04數(shù)組是C語言的一種常用構(gòu)造類數(shù)據(jù)類型，是指具有相同數(shù)據(jù)類型的數(shù)據(jù)的有序集合，數(shù)組中的一個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)稱為一個(gè)數(shù)組元素，每一個(gè)數(shù)組元素由數(shù)組名及下標(biāo)唯一表示，這是描述數(shù)組的基本要素。一維數(shù)組4.11、一維數(shù)組的定義：定義一維數(shù)組的一般形式為：類型名數(shù)組名[常量表達(dá)式]；其中，類型名指定了數(shù)組中每一個(gè)元素的類型，可以是int、char、float、double等基本數(shù)據(jù)類型，也可以是C語言中的構(gòu)造類型，比如結(jié)構(gòu)體類型、枚舉類型等，還可以是通過typedef定義的數(shù)據(jù)類型。2、一維數(shù)組的引用數(shù)組遵循先定義后引用的原則，C語言中只能逐個(gè)引用數(shù)組元素而不能一次引用整個(gè)數(shù)組。引用數(shù)組元素時(shí)要指明數(shù)組名和數(shù)組下標(biāo)，引用形式為：數(shù)組名[下標(biāo)]3、一維數(shù)組的初始化定義數(shù)組時(shí)給數(shù)組元素賦值，即為數(shù)組的初始化。其一般形式為：類型說明符數(shù)組名[整型常量或常量表達(dá)式]={初始化列表}二維數(shù)組4.2二維數(shù)組的定義二維數(shù)組定義的一般形式為：類型名數(shù)組名[常量或常量表達(dá)式1][常量或常量表達(dá)式2]；類型說明符、數(shù)組名和常量表達(dá)式的意義與一維數(shù)組相同；常量或常量表達(dá)式1稱為行下標(biāo)，常量或常量表達(dá)式2稱為列下標(biāo)。二維數(shù)組的引用二維數(shù)組也只能逐個(gè)引用元素，不能引用整個(gè)數(shù)組，其引用一般形式為：數(shù)組名[行下標(biāo)][列下標(biāo)]注意引用時(shí)行下表和列下標(biāo)的范圍，不能越界引用。二維數(shù)組的初始化（1）分行初始化初始化的一般形式為：類型名數(shù)組名[常量表達(dá)式1][常量表達(dá)式2]={{第0行元素初值表},{第1行元素初值表}…};其中每一對(duì)花括號(hào)內(nèi)的值賦給一行元素，并且數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)之間用逗號(hào)分隔。（2）按排列順序給各數(shù)組元素初始化初始化的一般形式為：類型名數(shù)組名[常量表達(dá)式1][常量表達(dá)式2]={初值表}；初值表中的數(shù)值按照二維數(shù)組中元素的排列順序直接給出，數(shù)據(jù)之間仍然用逗號(hào)分隔。（3）對(duì)部分元素初始化分行初始化和按排列順序初始化都可以實(shí)現(xiàn)對(duì)二維數(shù)組的部分元素進(jìn)行初始化。系統(tǒng)默認(rèn)將未被賦值的數(shù)組元素值置為0。多維數(shù)組4.3C語言支持多維數(shù)組，多維數(shù)組的定義與二維數(shù)組相同，只是下標(biāo)更多，n維數(shù)組定義的一般形式為：數(shù)據(jù)類型數(shù)組名[常量表達(dá)式1][常量表達(dá)式2]…[常量表達(dá)式n]；例如，inta1[3][4][10];floata1[3][6][4][5];其中a1是一個(gè)三維數(shù)組，共有120個(gè)整型數(shù)組元素；a2是一個(gè)四位數(shù)組，共含有360個(gè)浮點(diǎn)型數(shù)組元素。字符數(shù)組4.4字符數(shù)組的定義一般形式為：char數(shù)組名[常量表達(dá)式]；例如，charcArray[5];定義了一個(gè)字符數(shù)組cArray，包含5個(gè)字符型的元素，cArray[0]~cArray[4]。字符數(shù)組的引用字符數(shù)組的引用與其他類型數(shù)據(jù)的引用一樣，也是通過數(shù)組名加下標(biāo)的形式實(shí)現(xiàn)。例如，引用上面定義的數(shù)組cArray，cArray[0]、cArray[1]、cArray[2]、cArray[3]、cArray[4]。字符數(shù)組的初始化對(duì)字符數(shù)組的初始化操作有以下兩種方式。（1）逐個(gè)字符初始化一般形式為：char數(shù)組名[數(shù)組長(zhǎng)度]={字符初值表}；（2）利用字符串給字符數(shù)組初始化字符串是用雙引號(hào)括起來的一串字符，C語言中的字符串是看作字符數(shù)組來處理的，因此可以用字符串來給定義的字符數(shù)組初始化。其一般形式為：char數(shù)組名[數(shù)組長(zhǎng)度]={字符串常量}；或?yàn)椋篶har數(shù)組名[數(shù)組長(zhǎng)度]=字符串常量；函數(shù)05函數(shù)是C語言程序中的基本單元，是執(zhí)行某特定任務(wù)的代碼塊。函數(shù)的定義5.1函數(shù)要在定義中完成其特定的功能，才能被其他函數(shù)進(jìn)行調(diào)用。函數(shù)定義的基本形式如下：返回值類型函數(shù)名(參數(shù)列表){函數(shù)體；}其中第一行為函數(shù)頭，是函數(shù)的人口；返回值類型為函數(shù)最后返回的值的所屬類型，若函數(shù)沒有返回值可省略返回值類型或者用void表示；函數(shù)名為標(biāo)識(shí)符，用于表示該函數(shù)；函數(shù)名后面一對(duì)括號(hào)中的參數(shù)列表是這個(gè)函數(shù)的形式參數(shù)，可以是一個(gè)或多個(gè)參數(shù)構(gòu)成，多個(gè)形參之間用逗號(hào)分隔，也可以為空（括號(hào)不能省略）。函數(shù)的調(diào)用5.2對(duì)定義好的函數(shù)進(jìn)行使用的過程即為函數(shù)的調(diào)用。函數(shù)調(diào)用的基本形式為：函數(shù)名（實(shí)參列表）；實(shí)參列表中的參數(shù)個(gè)數(shù)、數(shù)據(jù)類型必須與函數(shù)對(duì)應(yīng)的形參一致，強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換除外。調(diào)用函數(shù)通過實(shí)參，實(shí)現(xiàn)與被調(diào)用函數(shù)之間的參數(shù)傳遞。函數(shù)的調(diào)用可以是函數(shù)語句調(diào)用，可以是在表達(dá)式中調(diào)用、也可以是函數(shù)參數(shù)的調(diào)用。函數(shù)的參數(shù)5.3函數(shù)的參數(shù)有形式參數(shù)和實(shí)際參數(shù)之分。在定義函數(shù)時(shí)，函數(shù)名后面括號(hào)中的變量名稱為形式參數(shù)；在調(diào)用函數(shù)時(shí)，函數(shù)名后面括號(hào)中的變量名為實(shí)際參數(shù)。函數(shù)的調(diào)用即為主調(diào)函數(shù)向被調(diào)用函數(shù)傳遞數(shù)據(jù)，并實(shí)現(xiàn)被調(diào)用函數(shù)的函數(shù)體功能。調(diào)用函數(shù)間參數(shù)的傳遞有兩種不同方式，一是值傳遞，一是地址傳遞。值傳遞是單向傳遞，當(dāng)函數(shù)形參的數(shù)據(jù)類型為基本數(shù)據(jù)類型，主調(diào)函數(shù)在調(diào)用時(shí)給形參分配存儲(chǔ)單元，把實(shí)參具體的值傳遞給形參，在調(diào)用結(jié)束后，形參的存儲(chǔ)單元被釋放，而形參值的任何變化都不會(huì)影響到實(shí)參的值，實(shí)參的存儲(chǔ)單元仍保留并維持?jǐn)?shù)值不變；當(dāng)函數(shù)形參的數(shù)據(jù)類型為地址類型時(shí)，如數(shù)組、指針等，函數(shù)參數(shù)傳遞為地址傳遞方式；此時(shí)，形參接收到的是實(shí)參變量的地址，即指向?qū)崊⒌拇鎯?chǔ)單元；形參在取得該首地址之后，與實(shí)參共同擁有一段內(nèi)存空間，形參的變化也就是實(shí)參的變化。函數(shù)的嵌套調(diào)用5.4函數(shù)的定義是互相獨(dú)立的，一個(gè)函數(shù)體內(nèi)不能包含另一個(gè)函數(shù)的定義，但是在一個(gè)函數(shù)體中允許調(diào)用另一個(gè)函數(shù)，即函數(shù)的嵌套調(diào)用。函數(shù)的遞歸調(diào)用5.5在函數(shù)內(nèi)直接或間接調(diào)用該函數(shù)本身稱為函數(shù)的遞歸調(diào)用。遞歸調(diào)用程序?qū)嶋H上是一種“大事化小，小事化了”的設(shè)計(jì)方法，是程序設(shè)計(jì)中的一種基本技術(shù)。將復(fù)雜問題一步步化簡(jiǎn)為能夠?qū)崿F(xiàn)的小問題，小問題與復(fù)雜問題有共同的特征或性質(zhì)，只是規(guī)模大大縮小了，這樣的問題都可以通過函數(shù)的遞歸調(diào)用來實(shí)現(xiàn)。局部變量與全局變量5.6前一節(jié)函數(shù)的遞歸調(diào)用之所以能夠?qū)崿F(xiàn)，是因?yàn)楹瘮?shù)在其每個(gè)執(zhí)行過程內(nèi)都有自己的形式參數(shù)和局部變量數(shù)據(jù)的副本，這些數(shù)據(jù)副本和函數(shù)的其他執(zhí)行過程不產(chǎn)生任何關(guān)系。那什么稱之為局部變量？局部變量和全局變量是根據(jù)代碼的作用域來區(qū)分的。作用域是在程序中可見性的范圍，包括局部作用域和全局作用域。局部變量具有局部作用域，全局變量具有全局作用域。結(jié)構(gòu)體06在解決具體問題時(shí)，經(jīng)常需要用一組關(guān)系密切但是類型不相同的數(shù)據(jù)來描述一個(gè)實(shí)體。比如要管理班級(jí)學(xué)生的成績(jī)，學(xué)生的信息數(shù)據(jù)包括學(xué)號(hào)、姓名、性別、成績(jī)等，這些信息的數(shù)據(jù)類型不完全相同，但是都屬于同一個(gè)學(xué)生的數(shù)據(jù)信息，是一個(gè)整體。C語言中構(gòu)造了一種結(jié)構(gòu)體類型，用來表示集不同數(shù)據(jù)類型于一體的一種數(shù)據(jù)類型。結(jié)構(gòu)體的聲明6.1結(jié)構(gòu)體類型聲明一般形式為：struct結(jié)構(gòu)體名{成員列表}；其中，struct是結(jié)構(gòu)體類型的關(guān)鍵字；結(jié)構(gòu)體名必須符合標(biāo)識(shí)符的命名規(guī)則；大括號(hào)內(nèi)的成員列表由多個(gè)成員的定義組成；大括號(hào)后以分號(hào)結(jié)束該結(jié)構(gòu)體類型的聲明。結(jié)構(gòu)體變量的定義6.2由于結(jié)構(gòu)體是根據(jù)具體問題自行定義的類型，因此結(jié)構(gòu)體類型變量的定義相比其他基本數(shù)據(jù)類型變量的定義，形式更加靈活，一般有以下三種定義方式。先聲明結(jié)構(gòu)體類型，再定義變量定義的形式如下：struct結(jié)構(gòu)體名變量名表；聲明結(jié)構(gòu)體類型的同時(shí)定義變量將結(jié)構(gòu)體類型的聲明和變量定義代碼結(jié)合在一起，一般形式如下：struct結(jié)構(gòu)體名{成員列表}變量名表；直接定義結(jié)構(gòu)體類型變量一般形式如下：struct{成員列表}變量名表；這是一種無名的結(jié)構(gòu)體類型變量定義方式，在結(jié)構(gòu)體聲明中不給出結(jié)構(gòu)體名，而是直接定義結(jié)構(gòu)體的變量。這種方式中沒有顯示給出結(jié)構(gòu)體名，所以除了形式中的變量名表外，不能再定義其他結(jié)構(gòu)體變量。結(jié)構(gòu)體變量的引用6.3結(jié)構(gòu)體變量在定義后可以直接引用，在引用時(shí)要注意以下幾點(diǎn)。 引用的是結(jié)構(gòu)體變量成員結(jié)構(gòu)體中各個(gè)成員的數(shù)據(jù)類型不一定相同，因此不能直接整體引用結(jié)構(gòu)體變量，一般是引用結(jié)構(gòu)體變量的成員。在沒有結(jié)構(gòu)體嵌套定義情況下，引用結(jié)構(gòu)體變量成員的一般形式為：結(jié)構(gòu)體變量名.成員名其中“.”為結(jié)構(gòu)體成員運(yùn)算符，它的優(yōu)先級(jí)別在所有運(yùn)算符中為最高。這樣引用的結(jié)構(gòu)體成員相當(dāng)于成員對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)類型的一個(gè)普通變量。結(jié)構(gòu)體嵌套定義的引用當(dāng)有結(jié)構(gòu)體嵌套定義，通過變量引用結(jié)構(gòu)體變量成員時(shí)要連用多個(gè)成員運(yùn)算符訪問到最底層成員（又叫基本成員），只有基本成員才能直接存放數(shù)據(jù)，其一般形式為：結(jié)構(gòu)體變量名.結(jié)構(gòu)體成員名.….結(jié)構(gòu)體成員名.基本成員名結(jié)構(gòu)體變量的運(yùn)算對(duì)結(jié)構(gòu)體變量的賦值只能對(duì)其成員進(jìn)行賦值，例外的是當(dāng)兩個(gè)結(jié)構(gòu)體變量所有成員的類型都完全一致時(shí)，也可以兩個(gè)結(jié)構(gòu)體變量之間整體賦值；結(jié)構(gòu)體變量的成員可以像普通變量一樣參與各種運(yùn)算。結(jié)構(gòu)體變量的初始化6.4結(jié)構(gòu)體類型和其他基本數(shù)據(jù)類型一樣，可以在定義結(jié)構(gòu)體變量時(shí)直接指定初始值，進(jìn)行初始化操作。例如：structstudentstu1={110036,”LiHua”,