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单片机C51程序设计教程与实验 主讲教师:董蕴华 实验指导教师:杨其锋 教学安排 本课程共45学时(理论25学时,实验20学时) 课程性质:考查 本课程考试以应用程序设计 作为考查的评分依据 学习本课应具备的基础知识 学习本课程应具备的基础知识 ☆ 单片机原理及应用 ☆ C语言程序设计 学习本课应具备的硬件 ☆ 实验板一块 ☆ 程序下载线一条 本课程主要内容 单片机基础知识(复习) C51编程语言及开发环境Keil uVision 功能模块的C语言编程实现 MCS-51系列单片机的结构 (1)面向控制的8位CPU; (2)128B的片内数据存储器; (3)可以寻址64KB的片外程序存储器; (4)可以寻址64KB的片外数据存储器; (5)32根双向和可单独寻址的I/O线; (6)一个全双工的异步串行口; (7)两个16位定时/计数器; (8)5个中断源,两个中断优先级; (9)有片内时钟振荡器; (10)采用高性能HMOS生产工艺生产; (11)有布尔处理(位操作)能力; (12)含基本指令111条,其中单机器周期指令64种。 MCS-51系列单片机的内部总体结构 第一讲 C51程序设计基础 主要内容: 单片机程序设计语言 单片机汇编语言与C语言的特点 C51语言程序设计知识 1.1 单片机程序设计语言 (1)机器语言 :机器可以识别的语言 如: 7401 0111010000000001 7802 0111100000000010 38 (2)汇编语言:由指令助记符书写的语言 如: MOV A, #01H MOV R0,#02H ADD A, R0 (3)C51:通用程序设计语言,由函数组成 如: void main( ) { int m; m=1+2; } 三种语言的特点 机器语言:计算机可以识别,直接面向硬件、程序代码短、可直接运行、运行速度快、但难懂、难记、开发慢; 汇编语言:必须“翻译”成机器语言,直接面向硬件、运行速度快、但通用性差、不易移植; C语言:使用了与人的思维更接近的关键字和操作函数,容易理解,通用性好、易移植。 应用C语言设计单片机程序可以大大加快开发速度,增强程序可读性,便于修改、扩充、移植,是目前开发人员用的最多的一种单片机开发语言。 C的优势 C语言作为一种方便语言得到广泛支持,多个硬件开发都用C,如单片机、DSP、ARM。 C本身不依赖于机器硬件系统,基本上不作修改就可将程序从不同单片机中移植过来。 C提供很多数学函数并支持浮点运算,开发效率高。 1.2 C51与ASM-51相比的优势 对单片机的指令系统不要求了解,仅要求对8051的存储结构有初步了解; 寄存器分配,不同存储器的寻址及数据类型等细节由编译器管理; 程序有规范的结构,可分成不同的函数,这种方式可使程序结构化; 提供的库包含多个标准子程序,具有较强的处理能力; 由于具有方便的模块化设计,便于移植。 汇编语言特点 代码执行效率高; 占用存储空间少; 可移植性差。 长度上比较:高级语言比汇编语言长15%~200%; 执行时间上比较:高级语言比汇编语言增长50%~300%。 C51用于编写复杂的大型程序,对要求反应灵敏、控制及时,实时检测等控制系统都是用汇编语言和C语言联合编写的。对时钟要求严格时,使用汇编语言是唯一的方法。 1.3 C语言程序设计知识 简单C程序举例 void main( ) { int b ,a=1; // a表示一个整型变量,变量名为a // ;为语句结束符号 b=++a; // a的值加一变为2,然后将a的值赋给b } 说明: C程序从main开始执行程序,前一个void表示无值返回; C程序中用到的变量一定要先定义变量的数据类型,只有定义了变量的数据类型后,变量才会在内存中按其数据类型长度给其分配空间。 1.3.1 C51的标识符 标识符是用来表示组成C51程序的常量、变量、语句标号以及用户自定义函数的名称等。简单的说标识符就是名字,需满足以下原则: (1)由字母、数字和下划线组成; (2)由字母或下划线开头; (3)大小写字母表示不同意义; (4)标识符不能使用C51的关键字。 如:smatr,Delay,FLOAT是正
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