单片机c语言指针作用,单片机C语言指针意义浅析—Keil-C51
通常认为，C语言之所以强大，以及其自由性，很大部分体现在其灵活的指针运用上，甚至认为指针是C语言的灵魂。这里说通常，是广义上的，因为随着编程语言的发展，指针也饱受争议，并不是所有人都承认指针的“强大”和“优点”。在单片机领域，指针同样有着应用，本章节针对Keil C-51环境下的指针意义做简要分析。
1 指针与变量
指针是一个变量，它与其他变量一样，都是RAM中的一个区域，且都可以被赋值，如程序①所示。
#include "REG52.H"
unsigned int j;
unsigned char *p;
void main()
{
while(1)
{
j=0xabcd;
p=0xaa;
}
}
在Debug Session模式下，将鼠标指针移到到变量“j”“p”位置，可以显示变量的物理地址，如图1-1、1-2所示。
图中箭头所指处即为变量在RAM中的“首地址”，为什么是“首地址”呢？变量根据类型可分为8位(单字节)、16位(双字节)，程序中变量“j”是无符号整型，所占物理空间应为2字节，而在8位单片机中，RAM的一个存储单元大小是8位，即1字节，因此需2个存储单元才满足变量“j”长度。所以实际上变量“j”的物理地址为“08H”“09H”。同理，“p(D:0x0A)”即变量“p”的首地址为“0AH”。
下面通过单步执行程序来观察RAM内的数据变化，打开两个Memory Windows窗口，在Keil软件下方显示为Memory1和Memory2，在两个窗口中，分别做如图2-1、2-2所示的设置。
两个Address填写的内容分别是：D:0x08、D:0x0A，即变量“j”和变量“p”的首地址，输入后回车，便可监视RAM中该地址下的数据。设置好后，准备调试。
在Debug Session模式中，箭头所指处即为即将执行的语句，单击“Step”功能按钮(或按F11键)，让程序运行，如图3所示。
第一次单击“Step”按钮后，Memory1窗口内数据如图4所示。
由调试结果可知，08H数据由00H变为ABH，09H数据由00H变为CDH，出现这种变化是因为执行了语句j=0xabcd;08H为变量“j”高八位，存储“AB”，09H为变量“j”低八位，存储“CD”。
第二次单击“Step”按钮，执行语句：p=0xaa;此时需观察Memory2窗口内数据，如图5所示。
由调试结果可知，0CH处值由00变为“AAH”，程序相吻合。这里需要注意，在Keil C-51编译环境下，指针变量，不管长度是单字节或是双字节，指针变量所占字节数为3字节。故此处“AAH”不是存储在0AH而存储在0CH(0A+2)地址中。
综上所述，指针实际上是变量，都是映射到RAM中的一段存储空间，区别是，指针占用3字节，而其他变量可根据需要设定其所占RAM是1字节(char)、2字节(int)、4字节(long)。
2 指针作用
指针的作用是什么呢？先来看下面的程序：
程序②
#include "REG52.H"
unsigned chartab1[8]={0x01,0x02,0x03,0x04,0x05,0x06,0x07,0x08};
unsigned char codetab2[8]={0x10,0x20,0x30,0x40,0x50,0x60,0x70,0x80};
unsigned char N1,N2;
void main()
{
N1=tab1[0];
N2=tab2[0];
}
显然，程序执行的结果是N1=0x01，N2=0x10。这里都是讲数组内的数据赋值给变量，但存在区别，tab1数组使用的是单片机RAM空间，而tab2数组使用的是单片机程序存储区(ROM)空间。尽管使用C语言为变量赋值时语句相同，但编译结果并不相同，此程序编译后的结果如图6所示。
由编译结果可知，N1=tab1[0]语句实际上是直接寻址，而N2=tab2[0]是寄存器变址寻址。不管是何种寻址方式，都是将一个物理地址内的数据取出来使用：tab1数组中，tab[0]对应的RAM地址是0x0A，tab[1]对应的RAM地址是0x0B……以此类推；tab2数组中，tab[0]对应的ROM地址是0x00A5，tab[1]对应的ROM地址是0x00A6……以此类推。不管这些数组或变量所在的RAM或ROM地址如何，用户最终需要的是数组或变量的数据，而指针，就是通过变量或数组的物理地址访问数据，也就是说，通过指针，同样可以访问数组或变量数据。现将程序②做出调整，得到程序③如下：
#include "REG52.H"
unsigned chartab1[8]={0x01,0x02,0x03,0x04,0x05,0x06,0x07,0x08};
unsigned char code tab2[8]={0x10,0x20,0x30,0x40,0x50,0x60,0x70,0x80};
unsigned char N1,N2;
unsigned char *p;
void main()
{
unsignedchar i;
p=tab1;
for(i=0;i<8;i++,p++)
N1=*p;
p=tab2;
for(i=0;i<8;i++,p++)
N2=*p;
}
程序执行结果：tab1数组内的8个数值依次被赋值给N1；tab2数组内的8个数值依次被赋值给N2；
程序③执行Debug Session功能后，打Watch Windows窗口，在Watch1窗口下添加需要监视的变量，此处为“p”和“N1”，如图7所示。
Value为当前变量数值，程序为运行前，p值为0x00，单击Step按键功能后，执行p=tab1;p值变为0x0A，如图8所示。
0x0A是什么值呢？将鼠标移至tab1数组位置，可显示出数组所在的物理地址，0x0A就是数组tab1的首地址，如图9所示。
p=tab1就是将tab1数组的首地址赋值给变量p，执行p++即地址值加1；*p则是此物理地址内的具体数据，因此for循环中，N1=*p是依次将tab1数组中的数据赋值给变量N1。由此可见，指针是作为一个变量，指向某一个地址。
那么指针到底是如何将某个地址内的数据“拿”出来的？下面通过N1=*p语句做演示说明，N1=*p编译后的汇编代码如图10所示。
C：0x00A0至C：0x00A9的汇编代码即是C程序中的N1=*p。程序先将变量p的值赋值给R3、R2、R1三个通用寄存器，程序为：
MOV R3,p(0x12)
MOV R2,0x13
MOV R1,0x14
然后调用了一个子函数：LCALL C?CLDPTR(C:00E4)，而C程序中，未定义或使用任何子函数，那么这个子函数是哪里来的？作用是什么？根据标号C:00E4可找到该子函数，程序代码如下：
C:0x00E4 BB0106 CJNE R3,#0x01,C:00ED
C:0x00E7 8982 MOV DPL(0x82),R1
C:0x00E9 8A83 MOV DPH(0x83),R2
C:0x00EB E0 MOVX A,@DPTR
C:0x00EC 22 RET
C:0x00ED 5002 JNC C:00F1
C:0x00EF E7 MOV A,@R1
C:0x00F0 22 RET
C:0x00F1 BBFE02 CJNE R3,#0xFE,C:00F6
C:0x00F4 E3 MOVX A,@R1
C:0x00F5 22 RET
C:0x00F6 8982 MOV DPL(0x82),R1
C:0x00F8 8A83 MOV DPH(0x83),R2
C:0x00FA E4 CLR A
C:0x00FB 93 MOVC A,@A+DPTR
C:0x00FC 22 RET
此程序功能是：先用R3寄存器的值与0x01比较，当R3的值大于0x01时，再和0xFE做比较，比较的结果有如下情况：
(1)R3的值等于0x01时，执行如下程序：
C:0x00E7 8982 MOV DPL(0x82),R1
C:0x00E9 8A83 MOV DPH(0x83),R2
C:0x00EB E0 MOVX A,@DPTR
C:0x00EC 22 RET
程序功能：读取扩展RAM内的数据并赋值给A，寻址范围0～65535。当数组用xdata定义时，会跳转到此处。
(2)R3的值小于0x01即等于0x00时，执行如下程序：
C:0x00EF E7 MOV A,@R1
C:0x00F0 22 RET
程序功能：读取单片机内部256字节RAM内的数据并赋值给A，寻址范围0～255。当数组用data或idata定义时，会跳转到此处。如执行N1=*p语句时，即跳转到自处，读取内部RAM地址内的数据。
(3)R3的值不等于0x00或0x01时，通过JNC指令跳转到C:0x00F1处，开始与0xFE做比较。R3的值等于0xFE时，执行如下程序：
C:0x00F4 E3 MOVX A,@R1
C:0x00F5 22 RET
程序功能：读取单片机片外RAM内的数据并赋值给A，寻址范围0～255。当数组用pdata定义时，会跳转到此处。通常8051单片机不使用pdata定义变量或数组。
(4)R3的值不等于0xFE时，即R3的值等于0xFF时，跳转到C:0x00F6处执行如下程序：
C:0x00F6 8982 MOV DPL(0x82),R1
C:0x00F8 8A83 MOV DPH(0x83),R2
C:0x00FA E4 CLR A
C:0x00FB 93 MOVC A,@A+DPTR
C:0x00FC 22 RET
关键字：单片机 C语言 指针 Keil-C51