代码收藏家 单片机原理与技术（四篇系列）——C51语言程序设计入门与基础编程实践
目录
一、C51语言中的数据类型与存储类型
1.1 数据类型
1.2 C51语言的扩展数据类型
1.3 数据存储类型
1.4 数据存储模式
二、C51语言的特殊寄存器及变量定义
2.1 特殊功能寄存器的C51语言定义
2.1.1 使用关键字定义sfr
2.1.2 使用头文件访问SFR
2.1.3 特殊功能寄存器中的位定义
2.2 位变量的C51语言定义
2.2.1 C51语言的位变量定义，"bit"数据类型可用来定义位变量
2.2.2 C51的函数可包含数据类型为"bit"的参数，也可将其作为返回值
2.2.3 位变量定义的限制，位变量不能用来定义指针和数组
三、C51语言的绝对地址访问
3.1 绝对宏
3.2 _at_关键字
四、C51语言的基本运算
五、C51语言的分支结构与循环结构
5.1 分支结构
5.2 循环结构
一、C51语言中的数据类型与存储类型
1.1 数据类型
C51支持的基本数据类型：
| 数据类型 | 位数 | 字节数 | 值域 |
|---|---|---|---|
| unsigned char | 8 | 1 | 0到255，无符号字符变量 |
| signed char | 8 | 1 | -128到127，有符号字符变量 |
| unsigned int | 16 | 2 | 0到65535，无符号整型数 |
| signed int | 16 | 2 | -32768到32767，有符号整型数 |
| unsigned long | 32 | 4 | 0到4294967295，无符号长整型数 |
| signed long | 32 | 4 | -2147483648到+2147483647，有符号长整型数 |
| float | 32 | 4 | ±1.175494E-38到±3.402823E+38 |
| double | 32 | 4 | ±1.175494E-38到±3.402823E+38 |
| * | 8到24 | 1到3 | 对象指针 |
| bit | 1 | 0或1 | |
| sfr | 8 | 1 | 0到255 |
| sfr16 | 16 | 2 | 0到65535 |
| sbit | 1 | 可进行位寻址的特殊功能寄存器的某位的绝对地址 |
1.2 C51语言的扩展数据类型
在C51语言中，有几种常用的扩展数据类型，它们是bit、sfr、sfr16和sbit。
- bit： bit是C51中的一种特殊数据类型，用于表示一个位（bit）。它可以取0或1的值，用于对单个位进行操作。
- sfr： sfr（Special Function Register）是C51的一个关键字，用于定义特殊功能寄存器。特殊功能寄存器是用于控制外设和特定功能的寄存器。
- sfr16： sfr16是sfr的扩展形式，用于定义16位宽的特殊功能寄存器。
- sbit： sbit（Special Bit）是C51的一个关键字，用于定义特殊位（bit）。特殊位可以用于表示一个特定寄存器中的某个位。通过使用sbit关键字，可以为特殊位定义一个变量，并对其进行操作。
注意：
1.3 数据存储类型
C51数据存储类型与8051存储空间的对应关系：
| 存储区 | 存储类型 | 存储空间 |
|---|---|---|
| CODE | Code | 程序存储区，使用DPTR寻址 |
| DATA | data | 片内RAM直接寻址区，位于片内RAM的低128字节 |
| XDATA | xdata | 片外64KB的RAM空间，使用 @DPTR 间接寻址 |
| IDATA | Idata | 片内RAM的256字节，必须间接寻址的存储区 |
| PDATA | pdata | 片外RAM的256字节，使用 @Ri 间接寻址 |
| BDATA | Bdata | 片内RAM位寻址区，位于20H到2FH空间 |
1.4 数据存储模式
在C51语言中，数据存储模式指定了变量在8051单片机的内存中的存储方式。这些模式包括Small、Compact和Large。
Small存储模式是默认的模式，用于存储小型变量，这些变量包括char和short类型的变量。Small存储模式下，默认所有变量在8051单片机的片内数据存储器中，这与使用data指定存储器类型的方式一样，通过直接寻址方式访问。但是，所有数据对象和堆栈必须使用内部RAM。
Compact存储模式用于存储大型变量，包括int和long类型的变量。在Compact存储模式下，默认所有变量在片外数据存储器中，这与使用pdata指定存储器类型的方式一样，通过间接寻址方式访问，相当于使用数据指针@Ri 进行寻址。这种存储模式可以使得代码尺寸更小，但会增加访问这些变量的开销。
Large存储模式用于存储非常大的变量，包括数组和结构体。在Large存储模式下，默认所有变量在片外数据存储器中，通过间接寻址方式访问，相当于使用数据指针@DPTR 进行寻址。这种存储模式可以存储更大的数据，但同样会增加访问这些变量的开销。
二、C51语言的特殊寄存器及变量定义
2.1 特殊功能寄存器的C51语言定义
C51语言允许通过使用sfr、sbit、或直接引用编译器提供的头文件来对特殊功能寄存器（SFR）进行访问，8051单片机的特殊功能寄存器分布在片内RAM的高128字节中，对SFR的访问只能采用直接寻址方式。
2.1.1 使用关键字定义sfr
关键字sfr用于定义一个8位的特殊功能寄存器。语法如下：
sfr <sfr_name> = <address>;<sfr_name>是你想要定义的寄存器的名称，可以根据需要自定义。而<address>是该寄存器在内存中的地址。
以下是一个示例，使用关键字sfr来定义P0端口寄存器：
sfr P0 = 0x80;定义了一个名为P0的特殊功能寄存器，并将其地址设置为0x80。
2.1.2 使用头文件访问SFR
头文件包含了对SFR的定义和访问方法。
在C51语言程序中，使用头文件的一般步骤如下：
- 导入所需要的头文件。对于STC单片机系列，可以使用
#include <reg51.h>来导入头文件。 - 使用头文件中定义的宏或函数来访问SFR。
下面是一个例子，如何通过头文件访问STC90C52RC单片机的P0口的数据寄存器：
#include <reg51.h>
void main() {
P0 = 0xFF; // 向P0口写入0xFF
while(1) {
P0 = 0x00; // 向P0口写入0x00
}
}
2.1.3 特殊功能寄存器中的位定义
特殊功能寄存器中的位定义。对SFR中的可寻址位的访问，要使用关键字sbit来定义可寻址位，定义方法共有以下三种。
sbit PSW = 0xd0; //定义PSW寄存器的字节地址 0xd0
sbit CY = PSW^7; //定义CY位为PSW.7，地址 0xd7
sbit OV = PSW^2; //定义OV位为PSW.2，地址 0xd2sbit CY = 0xd0^7; //CY位地址 0xd7
sbit OV = 0xd0^2; //OV位地址 0xd2这种方法将位的绝对地址赋给变量，位地址必须在0x80到0xff。
sbit CY = 0xd0^7; //CY位地址 0xd7
sbit OV = 0xd0^2; //OV位地址 0xd22.2 位变量的C51语言定义
2.2.1 C51语言的位变量定义，"bit"数据类型可用来定义位变量
由于8051单片机能够进行位操作，因此C51语言可以使用关键字bit来定义位变量。位变量只占用1位内存，并可以进行位操作。
位变量的定义语法如下：
bit bit_name; //bit_name 位变量的名称
注意：
2.2.2 C51的函数可包含数据类型为"bit"的参数，也可将其作为返回值
以下是一个将两个位变量进行逻辑与运算的函数示例：
bit logical_and(bit arg1, bit arg2) {
return arg1 & arg2;
}
在上述示例中，函数logical_and接受两个bit类型的参数arg1和arg2，并将它们进行逻辑与运算后作为结果返回。
函数的调用示例：
bit result = logical_and(bit1, bit2);
在上述示例中，函数logical_and被调用，并将返回值赋给变量result。
注意：
2.2.3 位变量定义的限制，位变量不能用来定义指针和数组
位变量只占用1位内存空间，而指针和数组需要使用连续的内存空间来存储多个元素或地址。
例如，以下是一个错误的示例，试图使用位变量定义指针和数组：
bit *ptr; // 错误，位变量不能用来定义指针
bit array[10]; // 错误，位变量不能用来定义数组
三、C51语言的绝对地址访问
3.1 绝对宏
在C51语言中，绝对宏（Absolute Macro）主要用于定义常量或字符串，它们通常表示固定不变的数值或地址，不需要经过编译器的解析过程。使用绝对宏可以避免在链接阶段由于目标文件位置改变而导致的问题，因为它们的值在编译时就已经确定下来了。
定义一个绝对宏：
#define REG_ADDRESS 0x80 // 硬件寄存器的绝对地址
// 在代码中使用宏
MOV A, @REG_ADDRESS;3.2 _at_关键字
使用关键字 _at_ 可对指定的存储器空间的绝对地址进行访问，格式如下：
存储器类型 数据类型说明符 变量名 _at_ 地址常数注意：
四、C51语言的基本运算
C51语言与标准C语言类似，这里就不赘述了：（可以参照下面篇文章）
https://love-xin.blog.csdn.net/article/details/132058546https://love-xin.blog.csdn.net/article/details/132058546
五、C51语言的分支结构与循环结构
在C51语言中，分支结构和循环结构是两种基本的程序控制结构。
5.1 分支结构
分支结构用于根据不同的条件选择执行不同的代码块。C51语言中的分支结构主要有if语句和switch语句两种形式。
if (条件表达式) {
// 如果条件成立执行的代码块
} else {
// 如果条件不成立执行的代码块
}
switch (表达式) {
case 值1:
// 代码块1
break;
case 值2:
// 代码块2
break;
case 值3:
// 代码块3
break;
default:
// 代码块4
}
5.2 循环结构
循环结构用于重复执行一段代码，直到满足特定的条件才停止。C51语言中的循环结构主要有for循环、while循环和do-while循环三种形式。
for (初始化表达式; 循环条件表达式; 循环控制表达式) {
// 循环体中的代码块
}
while (循环条件表达式) {
// 循环体中的代码块
}
do {
// 循环体中的代码块
} while (循环条件表达式);
C51语言（分支结构、循环结构）与标准C语言类似（可以参照下面篇文章） ：
https://love-xin.blog.csdn.net/article/details/132076296https://love-xin.blog.csdn.net/article/details/132076296
作者：慕卿扬
