C51程序设计基本知识总结.docx
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C51程序设计基本知识总结
C51程序设计
第1节C51对标准C语言的扩展
一、C51关键字
序号
关键字
序号
关键字
序号
关键字
序号
关键字
序号
关键字
序号
关键字
序号
关键字
1
_at_
4
alien
7
bdata
10
bit
13
code
16
compact
19
data
2
idata
5
interrupt
8
large
11
pdata
14
_priority_
17
reentrant
20
sbit
3
sfr
6
sfr16
9
small
12
_task_
15
using
18
xdata
21
----
二、存储区域
存储区域
说明
备注
程序存储区
由code关键字进行说明，该种类型的存储器最多可达64KB。
该存储区是只读的，内容为所有的用户程序及库函数，程序中的一些常量也存放在这个区域
内部数据存储区
内部数据存储器在51系列CPU的内部，可以进行读写操作。
根据51系列单片机的不同型号，最多由256Byte的内部数据存储区可使用。
其中，前128Byte既可被直接寻址，也可被间接寻址，这其中还包括从20H开始的16个可位寻址的字节，剩下的128Byte可被间接寻址。
在C51中可用以下关键字对变量进行内部数据存储区的定位：
•data：
直接寻址区，为内部RAM的低128字节00H~7FH
•idata：
间接寻址区，包括整个内部RAM区00H~FFH
•bdata：
可位寻址区，20H~2FH
由于使用8bit地址，内部存储区的访问速度会比外部存储器的速度块
外部数据存储区
外部数据存储区是可以进行读写操作的区域，该区域一般由硬件上外挂RAM或映射内存的I/O来实现，有两个关键字是专门为外部数据存储区准备的：
•xdata：
可指定多达64KB的外部直接寻址区，地址范围0000H~0FFFFH
•pdata：
能访问1页（256Bytes）的外部RAM，主要用于紧凑模式
由于需使用16位的数据指针DPTR寄存器，对外部RAM的访问会慢很多，不过外部数据存储区大小可达到64KB
特殊寄存器区
8051提供128Bytes的SFR寻址区，该区域可位寻址、字节寻址，用以控制定时器、计数器、串口、I/O及其它部件，可由以下几种关键字说明：
•sfr：
字节寻址
•sfr16：
字寻址，在比较新的一些51系列芯片中，会使用连续的2个寄存器
•sbit：
位寻址
三、数据变量分类（C51中扩展了若干数据类型）
类型
说明
备注
bit型变量
该种类型的变量可用于变量的定义和声明、函数的参数传递和函数的返回值。
所有比特类型的变量都被存放在51系列单片机的一片内部数据存储区中，该区域通常被称为比特寻址区，由于该区域只有16Byte（20H~2FH），故比特类型的变量只可以有128个。
比特类型的变量也可以进行存储区域的定位，由于该类型变量只可能存在于内部数据存储区中，所以只有data和idata型的定义是有效的。
使用比特型的变量还有如下3种限制：
•如果在函数中禁止使用中断（即有#pragmadisable的函数）以及使用了现式的registerbank的函数，那么函数将不允许返回比特类型的值。
•比特类型的值不能被声明为指针。
•比特类型不可以声明为数组。
定义方式与C语言中的其它数据类型一样
可按位寻址的数据
比特可寻址的对象也可以被按照字节的方式被访问，在C51中使用bdata关键字来定义这种变量，使用关键字sbit就可以在已经定义的idata变量的基础上声明新的变量。
使用sbit定义新的变量的时候除非是对sfr，否则必须要先使用bdata关键字定义一个变量后才能在该变量的基础上使用sbit
特殊寄存器
SFR在程序中被用来控制定时器、计数器、串口、输入输出端口以及各种外设。
SFR在51单片机中储在地址80H~FFH，并可以按照比特、字节或者字的方式来访问。
C51对SFR寄存器提供了sfr、sfr16、sbit这几种关键字。
并不是所有的SFR都可以位寻址，因此并不是所有的SFR都可以使用sbit（51有11个，52有12个）
四、存储器模式（在C51编译器选项中选定的，它决定了没有明确指定存储类型的变量、函数等数据的默认存储区域）
模式
说明
备注
small模式
所有缺省变量参数均装入内部RAM（与使用显式的data关键字来定义是一样的结果）。
优点是访问速度快，缺点是空间有限，且是对堆栈的空间分配比较少
只适用于小程序
compact模式
所有缺省变量均位于外部RAM区的一页（与显式的使用关键字pdata来定义效果是相同的）最大变量数为256Byte，优点是空间较small宽裕、速度较small慢、较large要快，是一种中间状态
large模式
所有缺省变量可放在多达64KB的外部RAM区（与显式的使用xdata关键词来定义是相同的），均使用数据指针DPTR来寻址。
优点是空间大，可存变量多，缺点是速度较慢，尤其对于2个以上的多字节变量的访问速度来说更是如此
五、绝对地址的访问
在一些情况下，可能希望把一些变量定位在51单片机的某个固定的地址空间上。
C51为此专门提供了一个关键字_at_。
关于该关键字，有两点在使用时需要注意：
•绝对地址的变量是不可以被初始化的
•函数或类型为bit的的变量是不可以被定为成绝对地址的
六、指针
类型
说明
备注
通用指针
通用指针和一般的C语言中的指针定义相同，通常用3个字节来存储：
第一个字节为存储器的类型，第二个为高字节偏移地址，第三个则是低字节偏移地址。
通用指针可以被用来指示51单片机存储器中的任何类型的变量，所以在C51库函数中通常使用这种指针类型
存储器专用指针
这种指针一般来说在定义的时候包含了数据类型和数据空间的说明。
存储器专用指针只需要一个字节（当数据类型为idata、data、bdata或者pdata时）或两个字节（当数据类型为code或xdata类型时）
由于专用指针对比通用指针来说少了一个字节来指示类型，故在程序执行的时候会块一些
指针变换
抽象指针
抽象指针类型能够访问存储器的任何空间的内容，甚至可以通过这种类型的指针来访问定位在某个地址的函数
七、函数
在C51中，函数的定义与ANSIC中是相同的，唯一不同的就是可能在函数的后面需要带若干的C51专用的关键字。
函数定义格式：
[return_type]funcname（[args]）[{small|compact|large}][reentrant][interruptn][usingn]
return_type：
返回值类型；funcname：
函数名；args：
函数参数列表；{small|compact|large}：
函数模式选择；reentrant：
重入函数；interruptn：
中断函数；usingn：
有codebanking是究竟使用哪一块空间。
第2节C51函数库
函数库
函数原型
再入属性
功能
备注
字符函数CTYPE.H
externbitisalpha（unsignedchar）
reentrant
检查参数字符是否为英文字符，是则返回1，否则返回0
externbitisalnum（unsignedchar）
reentrant
检查参数字符是否位应为字母或数字字符，是则返回1，否则返回0
externbitiscntrl（unsignedchar）
reentrant
检查参数值是否在0x00~0x1F之间或者等于0x7F，是则返回1，否则返回0
externbitisdigit（unsignedchar）
reentrant
检查参数值是否为数字字符，是则返回1，否则返回0
externbitisgraph（unsignedchar）
reentrant
检查参数是否为可打印字符，可打印字符的值域为0x21~0x7E。
为真时返回值为1，否则返回值为0
externbitisprint（unsignedchar）
reentrant
除了还接受空格符（0x20）以外，其余与isgraph相同
externbitispunct（unsignedchar）
reentrant
检查字符参数是否为标点、空格或格式字符
externbitislower（unsignedchar）
reentrant
检查参数字符的值是否为小写字母，是则返回1，否则返回0
externbitisupper（unsignedchar）
reentrant
检查参数字符的值是否为大写字母，是则返回1，否则返回0
externbitisspace（unsignedchar）
reentrant
检查参数是否为下列之一：
空格、制表符、回车、换行、垂直制表符和送纸符号，是则返回1，否则返回0
externbitisxdigit（unsignedchar）
reentrant
检查参数字符是否为十六进制数字字符，是则返回1，否则返回0
externunsignedchartolower（unsignedchar）
reentrant
将大写字符转换成小写形式，如果字符不在“A”到“Z”之间，则不做变换而直接返回这个字符
externunsignedchartoupper（unsignedchar）
reentrant
将小写字符转换成大写形式，如果字符不在“a”到“z”之间，则不做变换而直接返回这个字符
externunsignedchartoint（unsignedchar）
reentrant
将ASCII字符的0~9，A~F（大小写无关）转换为十六进制数字，返回值0H~9H由ASCII字符的0~9得到，返回值0AH~0FH由ASCII字符A~F（大小写无关）得到
#define_tolower（c）（（c）-‘A’+‘a’）
reentrant
该宏将字符c与常数0x20逐位相减
#define_toupper（c）（（c）-‘A’+‘a’）
reentrant
该宏将字符c与常数0x20逐位相与
#definetoascii（c）（（c）&0x7F）
reentrant
该宏将任何整型数值缩小到有效的ASCII字符范围之内，它将变量和~0x7F相与从而去掉第7位以上的所有位
函数库
函数原型
再入属性
功能
备注
一般I/O函数
STDIO.H
externchar_getkey（void）
reentrant
从8051串口读入一个字符，然后等待字符输入。
该函数是改变整个输入端口机制时应作修改的唯一一个函数
externchargetchar（void）
reentrant
该函数使用_getkey（）函数从串口读入字符，并将读入的字符马上传给putchar（）函数输出，其它与_getkey（）函数相同
externcharungetchar（void）
reentrant
将输入的字符回送输入缓冲区，因此下次gets或getchar可以使用该字符。
externcharputchar（void）
reentrant
通过51单片机的串口输出字符，与_getkey（）函数相同
externintprintf（constchar*，•••）
non-reentrant
以一定的格式通过8051串口输出数值和字符，返回值为实际输出的字符数。
格式控制串总是以%开始
externintsprintf（char*，constchar*，•••）
non-reentrant
功能与printf相似，但数据不是输出到串行口，而是通过一个指针s送入可寻址的内存缓冲区，并以ASCII码的形式存储
externintvprintf（constchar*，char*）
reentrant
功能与printf基本相同，但该函数使用指针作为参数列表
externintvsprintf（char*，constchar*，char*）
reentrant
功能与printf基本相同，但该函数使用指针作为参数列表
externchar*gets（char*，intn）
non-reentrant
该函数通过getchar（）函数从串口中读入一个长度为n的字符串并存入由“s”指向的数组。
externintscanf（constchar*，•••）
non-reentrant
该函数在格式控制串的控制下，利用getchar函数从串行口中读入数据，每遇到一个符合格式控制串规定的值，就将它按顺序存入由参数指针指向的存储单元。
externintsscanf（char*，constchar*，•••）
non-reentrant
该函数与scanf的输入方式相似，但是字符串的输入不是通过串行口，而是通过另一个以空结束的指针。
externintputs（constchar*）
reentrant
将字符串和换行符写入串行口，错误是返回EOF，否则返回一个非负数
字符串函数STRING.H
void*memccpy（void*dest，void*src，charc，intlen）
non-reentrant
从src开始的字节复制到dest所指向的位置。
该函数可以复制0个或多个字节。
调用该函数以后，字符串会被复制，指导c字符被复制，或者复制了len个字节为止。
void*memchr（void*buf，charc，intlen）
reentrant
该函数将从buf开始，长度为len的字符串中查找字符c
void*memcmp（void*buf1，void*buf2，intlen）
reentrant
该函数将比较从buf1和buf2开始，长度为len的两个字符串的大小
void*memcpy（void*dest,void*src,intlen）
reentrant
该函数将把长度为len，起始地址为src的字符串复制到起始地址为dest的地方
void*memmove（void*dest,void*src,intlen）
reentrant
该函数将把长度为len，起始地址为src的字符串移动到起始地址为dest的地方
void*memset（void*buf,charc,intlen）
reentrant
该函数将把长度为len，起始地址为buf的所有字符的内容写为c
void*strcat（char*dest,char*src）
reentrant
该函数将src指向的字符串复制到dest指向的字符串之后
void*strchr（constchar*string,charc）
reentrant
该函数将从起始地址为string的字符串中查找出现的第一个c字符。
void*strcmp（char*string1,char*string2）
reentrant
该函数将比较字符串string1和string2的大小
void*strcpy（char*dest,char*src）
reentrant
该函数将把src指向的字符串复制到dest
intstrcspn（char*src,char*set）
reentrant
该函数在字符串src中查找是否由字符数组set中的任何一个元素
intstrlen（char*src）
reentrant
该函数返回字符串src的长度
char*strncat（char*dest,char*src,intlen）
non-reentrant
该函数将把最长为len，起始地址为src的字符串复制到dest字符串之后
char*strncmp（char*string1,char*string2,intlen）
reentrant
该函数比较字符串string1和string2的前len个字符的大小
char*strncpy（char*dest,char*src,intlen）
reentrant
将src字符串中最多len字节长度的字符复制到dest中
char*strpbrk（char*string,char*set）
non-reentrant
该函数在string中查找是否有字符数组set中的任何一个元素
int*strpos（constchar*string,charc）
reentrant
该函数在字符串string中查找字符c，返回查找到的字符的符号
char*strrchr（constchar*string,charc）
reentrant
该函数与strchr相同，只不过是反向查找
char*strrpbrk（char*string,char*set）
non-reentrant
功能与strpbrk基本相同，只不过是反向查找
int*strrpos（constchar*string,charc）
reentrant
与strpos基本相同，只不过是反向查找
int*strspn（char*src,char*set）
non-reentrant
与strcspn基本相同，只不过查找额是set中没有的字符
标准函数
STDLIB.H
floatatof（void*string）
non-reentrant
将字符串转换成浮点数
floatatoi（void*string）
non-reentrant
将字符串转换成整数
floatatol（void*string）
non-reentrant
将字符串转换成长整数
unsignedlongstrtod（constchar*string,char**ptr）
non-reentrant
将字符串转换成整数
longstrtol（constchar*string,char**ptr,unsignedcharbase）
non-reentrant
将字符串转换成长整数
unsignedlongstrtoul（constchar*string,char**ptr）
non-reentrant
将字符串转换成无符号长整数
void*calloc（unsignedintnum,unsignedintlen）
non-reentrant
申请由num个元素的，每个元素的大小为len的数组
void*calloc（unsignedintsize）
non-reentrant
申请一块大小为size的内存
void*realloc（voidxdata*p,unsignedintsize）
non-reentrant
重新申请一块大小为size的内存
voidfree（voidxdata*p）
non-reentrant
释放一块被申请的内存
voidinit_mempool（voidxdata*p,unsignedintsize）
non-reentrant
初始化内存
intrand（void）
reentrant
取一个0~32767之间的随机数
voidsrand（intseed）
non-reentrant
根据种子seed的值取随机数
数学函数
MATH.H
intabs（intval）、charcabs（charval）、floatfabs（floatval）、longlabs（longval）
reentrant
计算并返回val的绝对值，这4个函数除了变量和返回值类型不同以外，没有太大区别
floatexp（floatx）、floatlog（floatx）、floatlog10（floatx）
non-reentrant
exp返回以e为底x的幂。
Log返回自然对数，log10返回以10为底的对数
floatsqrt（floatx）
non-reentrant
返回x的正平方根
floatcos（floatx）、floatsin（floatx）、floattan（floatx）
non-reentrant
返回相应的三角函数值
floatacos（floatx）、floatasin（floatx）、floatatan（floatx）、floatatan2（（floaty,floatx）
non-reentrant
返回相应的反三角函数值
floatcosh（floatx）、floatsinh（floatx）、floattanh（floatx）
non-reentrant
返回相应的双曲函数值
voidfpsave（structFPBUF*p）、voidfprestore（structFPBUF*p）
reentrant
fpsave保存浮点子程序的状态，fprestore恢复浮点子程序的原始状态，当中断程序中需要执行浮点运算的时候，这两个函数是很有用的
floatceil（floatx）
non-reentrant
ceil返回一个不小于x的最小整数（作为浮点数）
floatfloor（floatx）
non-reentrant
返回一个不大于x的最大整数（作为浮点数）
floatmodf（floatx,float*ip）
non-reentrant
将浮点数x分为整数和小数两个部分，两者都含有与x相同的符号，整数部分放入*ip，小数部分作为返回值
floatpow（floatx,floaty）
non-reentrant
计算
绝对地址访问
ABSACC.H
#defineCBYTE（（unsignedcharvolatilecode*）0）
#defineDBYTE（（unsignedcharvolatileidata*）0）
#definePBYTE（（unsignedcharvolatilepdata*）0）
#defineXBYTE（（unsignedcharvolatilexdata*）0）
---------
用来对8051系列单片机的存储器空间进行绝对地址访问，可作为字节寻址。
CBYTE寻址CODE区，DBYTE寻址DATA区，PBYTE寻址分页XDATA区，XBYTE寻址XDATA区
#defineCWORD（（unsignedintvolatilecode*）0）
#defineDWORD（（unsignedintvolatileidata*）0）
#definePWORD（（unsignedintvolatilep
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