单片机中常用的C语言编程

  单片机内部集成了CPU、RAM、ROM、定时器、中断系统、通讯接口等一系列电脑的常用硬件功能，其任务是信息采集（依靠传感器）、处理（依靠CPU）和硬件设备（例如电机，LED等）的控制。在给单片机输入灵魂时常使用C语言进行编程，本文以keil uVision5的编译过程为例作个人在编程过程中的总结。

一、进制换算

  通过了解单片机的使用手册，可以发现每个寄存器有特定的地址编号，如C51中P0引脚的地址编号是0x80，SCON(Serial Control)的地址编号是0x98。在电平触发式发送指令或者数据时，用与运算可以实现十六进制转换成二进制一位位地传送，如定义变量Data,i，则可以用for(i=0;i<8;i++){Data&(0x80>>i);}进行传送，0x80用二进制表示是1000 0000，Data也是十六进制数据，把1进行移位，若Data对应位是1则为1，否则是0。

下面是进制间的数据转换：

1. 十进制转二进制是除以2取余，即除以2取余后的商重复步骤，将余数倒序写就是结果；
2. 二进制转十进制是从右到左按2的n次幂（n=0，左移一位n加1）乘以二进制对应位上的0或1，将积相加；
3. 二进制转十六进制是取四合一法，即从二进制数据向左每四位取成一位，按二进制转十进制的方法算出，从右到左组合即可；
4. 十六进制转二进制反之。

e、BCD码（Binary Coded Decimal‎），用4位二进制数来表示1位十进制数。BCD码转十进制：DEC=BCD/16*10+BCD%16（2位BCD）；十进制转BCD码：BCD=DEC/10*16+DEC%10（2位BCD）。与二进制转十六进制相似，但是二进制换算结果超过10是不合法的，如0001 0001表示11，0001 1010不合法。与八进制有关的换算就不赘述了，在单片机编译过程中很少涉及。

二、数据类型

类型	符号	关键字	所占位数	数的表示范围
整 型	有	(signed) int	16	-32768~32767
		(signed) short	16	-32768~32767
		(signed) long	32	-2147483648~2147483647
	无	unsigned int	16	0~65535
		unsigned short int	16	0~65535
		unsigned long int	32	0~4294967295
实 型	有	float	32	3.4e-38~3.4e38
		double	64	1.7e-308~1.7e308
字 符 型	有	char	8	-128~127
	无	unsigned char	8	0~255

注意：

’a’表示字符常量，”a”表示字符串常量。每个字符串结尾，编译器会自动的添加一个结束标志位’\0’，即”a”包含两个字符’a’和’\0’。

  在函数外定义的变量是全局变量，所有函数都可以调用；加上static（静止的）是静态全局变量，如果不赋初值，它的值是0。在函数内定义的变量是局部变量，只能在函数内部调用；加上static是静态局部变量，如果不赋初值，它的值是0；定义普通局部变量，如果不赋初值，它的值是随机的。

三、数据运算符

类别	运算符	意义	类别	运算符	意义
算术	+	加	判断	!=	不等于
	-	减
	*	乘	逻辑	&&	逻辑与
	/	除		||	逻辑或
	%	取余		!	逻辑非
	=	赋值	位运算	<<	按位左移
	++	i++(先用后加) ++i(先加后用)		>>	按位右移
	--	i--(先用后减) --i(先减后用)		&	按位与
判断	>	大于		|	按位或
	>=	大于等于		^	按位异或
	<	小于		~	按位取反
	<=	小于等于	变量	【】	数组下标
	==	等于		*	定义指针，指针取值

注意：/是整除；逻辑是判断真假的，0即为假，非0即为真；按位是对位数据进行运算。

补充：

四、常用基本语句

语句	解释	语句	解释
if(逻辑表达式) {     语句体1; } else {     语句体2; }	如果逻辑表达式成立   执行语句体1 否则 执行语句体2 (else可以不写)	for(初始化;逻辑表达式;更改条件) {     循环体; }	先执行初始化 再判断逻辑表达式 若成立则执行循环体 执行后更改条件 再判断逻辑表达式 直到表达式不成立
while(逻辑表达式) {     循环体; }	如果逻辑表达式成立   执行循环体 执行后再次判断 若还成立则继续执行 直到表达式不成立	switch(变量) { case 常量1:语句体1;break; case 常量1:语句体2;break; (...) default:语句体1;break; }	将变量与case后的各个变量对比 若有相等，则执行相应的语句体 若没有一个相等，则执行default后的语句体 (default可以不写)

注意：所有需要运行的程序都只能放在main()函数中执行，Project只能有一个main()函数。

五、数组

  数组是若干个相同类型的变量在内存中有序存储的集合，可以通过数组名+索引号简单快捷的操作大量数据。如

int i[3];     //定义一组变量（3个）

i[0] //引用数组的第0个变量

i[1] //引用数组的第1个变量

i[2] //引用数组的第2个变量

int i[]={1,2,3}; //定义一组变量并初始化，此定义方法可以省去统计定义的变量个数。

引用i[3]时，数组越界，读出的数值不确定，应避免这种操作。

六、模块化函数

  模块化函数是把不同模块的函数放在不同的源文件里，在头文件里声明外部可调用函数，其它源文件可以通过头文件使用其中的代码，使用模块化函数可极大的提高代码的可阅读性、可维护性、可移植性等。以C语言编程为例，main()函数所在的.c文件除外的其他.c文件中可以定义和编写不同功能的函数，建立相应的.h文件，在.h文件中声明自定义的函数，其他.c文件可以通过#include “~~~.h”进行函数调用。

注意：

a、任何自定义的变量、函数在调用前必须有定义或声明，即函数名+()+;

b、使用到的自定义函数的.c文件必须添加到Project参与编译

c、使用的.h文件必须放在编译器可寻找到的地方,如工程文件夹根目录、安装目录、自定义

预编译：（以C语言编译为例）

预编译	意义
#include <~~~.H> #include “~~~.h”	头文件的内容替换预编译的语句，从而展开头文件
#define PI 3.1415926	定义PI,PI替换2.1415926
#define A	定义A
#ifndef __~~_h_	如果没有定义__~~_h_
#endif	与#ifndef,#if匹配，组成“括号”

为防止头文件重复定义，造成代码错乱，可以使用以下的方法：

#ifndef _DS1302__h_     //如果没有宏定义_DS1302__h_，则执行下面的语句

#define _DS1302__h_     //宏定义_DS1302__h_ 

外部可调用函数声明     //函数声明

如（void DS1302_Init(void);）

#endif                 //与#ifndef,#if匹配，组成“括号”