第6章 C语言和Keil开发环境

最新推荐文章于 2025-02-21 09:56:43 发布

巴贝奇机器人

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通过上一章中的汇编例子可以看到：使用汇编语言编写程序需要对计算机硬件非常熟悉，并且一种计算机汇编语言的程序很难在另一种计算机中运行，再有汇编语言程序结构不是特别清晰，可阅读性比较差，因此人类又开发了高级语言与计算机打交道，比如C语言、BASIC语言等。

高级语言程序通常具有很好的可阅读性和可移植性，通过编译器把高级语言翻译成某一种汇编语言程序，汇编语言程序再由汇编器翻译成机器语言程序，计算机就可以执行这些机器语言程序了。

6.1 8051单片机仿真原理图

在讲解C语言之前，我们先用Proteus仿真一台8051计算机作为程序的运行平台，后面的C语言例子经过Keil开发环境生成可以在这台计算机上执行的程序，程序运行后可以在终端上直观的看到结果，仿真硬件如图6-1所示。

图6-1 单片机仿真原理图

6.2 Keil开发环境设置

Keil集成开发环境可以实现C源代码、汇编源代码的编写，以及源代码的编译和汇编，最终生成8051的机器语言程序。

下面以在终端上输出“hello world”为例进行说明。

打开Keil软件，并新建工程，命名为test.Uv2，如图6-2所示。

图6-2 新建Keil工程

选择目标单片机，如图6-3所示，这里选择常用的Ateml 公司的AT89C51，兼容8051指令集。

图6-3 选择单片机型号

file->New创建源代码文件，并输入：

/* 这是第一个例子程序 */

#include <reg51.h>

#include <stdio.h>

void main(void)

{

SCON = 0x50;

TMOD = 0x20;

PCON = 0x00;

TH1 = TL1 = 0xFD;//波特率设置为9600

TI = 1; //printf函数检测到TI=1才会输出

TR1 = 1; //启动定时器

printf ("Hello World!\r\n"); //显示Hello World

while(1);//死循环

}

保存文件到test工程目录，文件名可以用main.c，添加此文件到工程中，如图6-4所示。

图6-4 添加源文件

设置输出可执行程序的格式为Hex文件格式，如图6-5所示。

图6-5 设置输出HEX格式程序

编译程序，生成test.hex，如图6-6所示。

图6-6 编译生成可执行程序

双击Proteus仿真中的8051单片机，设置8051的可执行程序为test.hex，如图6-7所示。

图6-7 设置8051单片机程序路径

仿真执行，结果输出，如图6-8所示。

图6-8 程序执行结果

C程序要有并且仅有一个main函数，main函数中的C代码用大括号括起来。

上面例子程序中main函数可以分成三部分。第一部分完成串口初始化，这一部分与汇编程序里实现的串口初始化方法相似，等号相当于MOV指令的作用；第二部分调用printf库函数向终端输出“hello world”，终端是通过串口连接单片机的，printf函数在Keil开发环境提供的库函数里实现好了，这里只管调用就可以了，编译器会自动把printf的具体代码加进来；最后一个while死循环，为了不让程序马上退出，因为没有死循环，程序输出完“hello world”就立即退出了，我们就看不到结果了。

#include里的内容也是事先写好的，reg51.h主要是做了一些8051寄存器的定义，把特殊功能寄存器的名字和实际地址对应起来，stdio.h里有printf等函数的声明，C语言要求别的C文件里实现的函数在本文件声明一下才能使用。

程序注释说明可以使用“//”和“ /* */”，C语言使用分号作为一句话的结束标志。

6.3 基本数据类型

程序对数据进行加工处理，数据通常存储在内存单元中，但内存地址不方便记忆，所以C语言中就给内存地址起个名字，这个名字就是变量名。特殊功能寄存器也是个地址编号，所以在C语言里也是以变量的方式存在的。C语言变量支持的基本数据类型如表6-1所示。

表6-1 8051 C语言基本数据类型

数据类型	长度	范围
unsigned char	8位	0~255
char	8位	-128~127
unsigned int	16位	0~65535
int	16位	-32768~32767
unsigned long	32位	0~4294967295
long	32位	-2147483648~2147483647
float	32位	±1.175494E-38~±3.402823E+38
sfr	8位	0~255
sbit	1位	0或1

变量要先定义后使用，变量名可以用字母、数字和下划线排列组合，但第一个字符不能是数字，而且要区分大小写字母。变量的值在任何时候都不能超出变量类型表示的范围，否则可能会出现溢出错误，如果变量带有小数可以用float型。

例子1 变量的使用

#include <reg51.h>

#include <stdio.h>

void COM_INIT()

{

SCON = 0x50;

TMOD = 0x20;

PCON = 0x00;

TH1 = TL1 = 0xFD;

TI = 1;

TR1 = 1;

}

void main(void)

{

char var1, VAR1, sum1;

int var2, VAR2, sum2;

float var_3, VAR_3, sum_3;

COM_INIT();

var1 = 60;

VAR1 = 37;

var2 = 1000;

VAR2 = 10000;

var_3 = 3.14159;

VAR_3 = 1.414;

sum1 = var1 + VAR1;

sum2 = var2 + VAR2;

sum_3 = var_3 + VAR_3;

printf ("%c %d %f\r\n", sum1, sum2 ,sum_3);

while(1);

}

输出结果是：

a 11000 4.555590

例子1首先定义了6个变量，然后调用串口初始化代码，紧接着给变量赋值，再求和，最后通过printf函数打印输出sum1、sum2、sum_3，“%c”表示按字符类型输出sum1，“%d”表示按照int型输出sum2，“%f”表示按照float类型输出sum_3，输出类型和变量类型要保持一致，否则可能出错。

为什么sum1会输出字符a呢？其实sum1的值是97，内存里存储的也是97的二进制数，但printf里要求按照字符输出sum1，那么就是输出97在ASCII码表里对应的字符，也就是字符a，需要注意ASCII码表里的有些字符是不可见的，还要注意0字符和0不是一回事。计算机里存储的只是数据，至于这些数据代表什么意思，全在于观察者，比如float型的sum_3是一个32位的数，你可以认为它代表4个字符，也可以认为它代表2个int型的数，你还可以认为它代表2个汉字，你甚至还可以认为它代表4个灰度像素，当然这里只有代表float型的数才能得到想要的结果。

在reg51.h文件里，已经把8051单片机所有的特殊功能寄存器定义为变量了，所以在C语言程序中可以像使用普通变量一样使用特殊功能寄存器变量，想要P1口输出高电平，就可以用“P1=0xff”，等同于“MOV P1 #0FFH”汇编指令。C语言能读写特殊功能寄存器，特殊功能寄存器连接着计算机的各种硬件，因此C语言能控制计算机的硬件。

以后的例子，串口初始化直接用COM_INIT()代替，调试程序时请读者自行添加COM_INIT()的实现代码。

6.4 运算符

C语言支持主要运算符：

l 算数运算符：+、－、*、/、%，分别代表加、减、乘、除、求余；

l 位运算符：<<、>>、~、|、^、&，分别代表左移、右移、按位取反、按位或、按位异或、按位与。

“%”是求余数运算，比如5%3结果是2。注意区分逻辑运算的“与或非”和位运算的“与或非”。按位运算是两个数对应的位依次运算，比如（1010B）&（0101B），结果是（0000B），也就是结果是0。

例子2 已知三角形边长是a、b、c，那么三角形面积S就是

，其中

#include <reg51.h>

#include <stdio.h>

#include <math.h>

void main(void)

{

float a,b,c,s,S;

COM_INIT();

a = 3.5;

b = 2.3;

c = 4.1;//边长

s = (a + b + c)/2;

S = sqrt(s * (s - a) * (s - b) * (s - c));//面积

printf("%f\r\n", S);

while(1);

}

程序输出结果：

4.020862

代码中的sqrt()函数实现了求平方根的功能，是Keil C实现好的数学库函数中的一个，printf()函数需要stdio.h头文件，sqrt()函数需要math.h头文件，数学库函数中还包括三角函数、对数函数、指数函数等。

例子3 按键控制对应的LED灯亮灭

通过硬件图可知P1口的低4位连接4个LED灯，高4位连接4个按键，我们只需要读取P1口高4位并按位取反，把取反后的4位数写入P1口的低4位就行了。

#include <reg51.h>

#include <stdio.h>

void main(void)

{

char a;

P1 = 0xf0;//高4位置1，低4位置0，LED灯灭

while(1)//反复执行大括号内的代码

{

a = P1 & 0xf0;//读取P1口信号并保留高4位

a = ~a;//按键按下时，输入的是0，反之，输入的是1，所以按位取反

a = a >> 4;//高4位移位到低4位

P1 = 0xf0 | (a & 0x0f);// a的低4位输出到P1口的低4位，P1口高4位置1

}

运行结果，按下按键时，对应的LED灯亮起，抬起按键时，对应的LED灯灭。需要注意，8051的P1口需要先写入高电平，然后才能读出有效的输入信号。

6.5 if条件语句

C语言支持的条件运算符：

l 关系运算符：<、<=、>、>=、==、!=，分别代表小于、小于等于、大于、大于等于、等于、不等于；

l 逻辑运算符：！、&&、||，分别代表逻辑与、逻辑或、逻辑非。

“==”用来判断两个值是否相等，相等结果就是1，不相等结果就是0，注意和赋值的“=”区分开来。比如“a=3”是把3写入变量a所在的存储单元；而“a==3”是判断变量a是否等于3，如果等于3，则表达式结果是1，否则结果是0。

逻辑运算的结果只有0和1，参与运算的数非0即认为是1，比如（1010B）&&（0101B），相当于1&&1，结果是1，注意和按位运算的“&”区分开来。

if语句的语法：

if(条件1) 语句1

else if(条件2 ) 语句2

else if (条件3) 语句3

… …

else 语句n

else if的意思是进一步判断，else是所有其它情况，if语句可以没有else if和else，需要进一步判断时才需要。多个条件可以使用逻辑运算符连接。

例子4 把成绩转换成ABCD等级

#include <reg51.h>

#include <stdio.h>

void main(void)

{

int a=76; //成绩

COM_INIT();

if(a >= 90) printf("A\r\n");

else if(a >= 75) printf("B\r\n");

else if(a >= 60) printf("C\r\n");

else printf("D\r\n");

while(1);

}

运行结果：输出B，可以改变变量a的值，看输出的变化。

例子5 K1、K2按键控制D1、D2、D3、D4 LED灯。

#include <reg51.h>

#include <stdio.h>

sbit D1=P1^0;//一位变量D1代表P1口的0端口，硬件连接的是第一个LED灯

sbit D2=P1^1;

sbit D3=P1^2;

sbit D4=P1^3;

sbit K1=P1^4;// 一位变量K1代表P1口的4端口，硬件连接的是第一个按键

sbit K2=P1^5;

void main(void)

{

P1 = 0xf0;//高4位置1，低4位置0，LED灯灭

while(1)//反复执行while大括号内的代码

{

//如果K1、K2按键都抬起，那么4个灯全灭

if((K1 == 1) && (K2 == 1))

{

D1 = 0; D2 = 0; D3 = 0; D4 = 0;

}

//如果K1按下，K2抬起，D1、D2亮，D3、D4灭

if((K1 == 0) && (K2 == 1))

{

D1 = 1; D2 = 1; D3 = 0; D4 = 0;

}

//如果K2按下，K1抬起，D1、D2灭，D3、D4亮

if((K1 == 1) && (K2 == 0))

{

D1 = 0; D2 = 0; D3 = 1; D4 = 1;

}

//如果K1、K2按键都按下，那么4个灯全亮

if(K1 == 0)

{

if(K2 == 0)

{

D1 = 1; D2 = 1; D3 = 1; D4 = 1;

}

sbit可以用来定义一位变量，这个一位变量就代表8051某个可位寻址的地址，对变量的读写等同于对位寻址地址的读写。if语句的判断条件可以是多个关系表达式，表达式之间通过逻辑运算符连接。条件满足情况下，可以包含多条执行语句，多条语句用大括号括起来。执行语句还可以是另外的if语句，也就是说if语句可以多层嵌套，多层嵌套时，注意大括号的配对。

6.6 switch分支语句

switch分支语句语法：

switch(变量A)

{

case 值1：语句1；break；

case 值2：语句2；break；

… …

case 值n：语句n；break；

default：语句m；

}

swtich语句判断“变量A”等于哪一个“值”，就跳转到“值”对应的分支语句执行，执行完break则跳出swtich语句。如果没有相等的“值”，则执行default对应的语句。

例子6 通过终端输入命令控制LED灯亮灭，输入“1 1”代表打开D1，输入“2 0”代表关闭D2。

#include <reg51.h>

#include <stdio.h>

sbit D1=P1^0;

sbit D2=P1^1;

sbit D3=P1^2;

sbit D4=P1^3;

void main(void)

{

int num, value;

bit state;

COM_INIT();

while(1)//反复执行while大括号内的代码

{

printf("please input cmd:");

scanf("%d %d", &num, &value); //通过终端输入2个数给变量num和value

if(value == 0) state = 0;

else state = 1;

switch(num)

{

case 1: D1 = state; break;

case 2: D2 = state; break;

case 3: D3 = state; break;

case 4: D4 = state; break;

default: printf("LED num error\r\n");

}

scanf函数用于通过终端接收用户的输入，与printf正好相反，只是注意传入的参数是变量地址，“&num”代表变量num的地址。实际输入数据时，两个数据中间有空格，通过回车完成输入，如果没有回车，计算机会一直等待。

6.7 循环语句

1. while循环

while(条件)

{

语句1；

语句2；

}

只要条件满足，while循环会一直执行大括号内的语句。

例子7 计算1到100的和

#include <reg51.h>

#include <stdio.h>

void main(void)

{

int i, sum;

COM_INIT();

sum = 0; i = 1;

while(i <= 100)

{

sum = sum + i;

i = i + 1;

}

printf("sum: %d", sum);

while(1);

}

执行结果：

sum: 5050

2. for循环

for(变量初值;变量结束值;变量改变)

{

语句1；

语句2；

}

for循环先给变量赋初始值，下一步执行循环中的语句，下一步改变变量的值，下一步判断变量的值是否达到变量结束值，如果达到就跳出循环，如果没达到就继续下一次循环。

例子8 计算1到100的和

#include <reg51.h>

#include <stdio.h>

void main(void)

{

int i, sum;

COM_INIT();

sum = 0;

for(i=1; i<=100; i++)

sum = sum + i;

printf("sum: %d", sum);

while(1);

}

执行结果：

sum: 5050

例子9 LED灯闪烁

#include <reg51.h>

#include <stdio.h>

void main(void)

{

long i;

while(1)

{

for(i=0; i<10000; i++);

P1 = ~P1;

}

执行程序可以看到4个LED灯闪烁。

3. 循环嵌套

例子10 鸡兔同笼，上数共有35个头，下数共有94只脚，问鸡、兔各有几只？

#include <reg51.h>

#include <stdio.h>

void main(void)

{

int j, t;

COM_INIT();

for(j=0; j<100; j++)

for(t=0; t<100; t++)

if(((j + t) == 35) && ((2 * j + 4 * t) == 94))

printf("ji:%d tu:%d", j, t);

while(1);

}

执行结果：

ji:23 tu:12

4. break语句

例子11一筐鸡蛋，1个1个拿能拿完，2个2个拿剩1个，3个3个拿剩1个，4个4个拿剩1个，5个5个拿剩1个，6个6个拿剩1个，7个7个拿能拿完，这筐鸡蛋最少有多少个？

#include <reg51.h>

#include <stdio.h>

void main(void)

{

int i;

COM_INIT();

for(i=1; i<=10000; i++)

{

if((i%2==1)&&(i%3==1)&&(i%4==1)&&(i%5==1)&&(i%6)==1&&(i%7==0))

break;

}

printf("num: %d", i);

while(1);

}

结果输出：

num: 301

遇到break就会跳出循环，执行循环后面的语句。

从前面两个例子可以看出，计算机其实并不聪明，它只是机械的一个数一个数的比对，看哪一个数符合条件，但它却比最聪明的人算的还要快，原因就在于计算机的计算速度快，这也可以理解为“勤能补拙”吧。

5. continue语句

例子12 输出10以内的奇数

#include <reg51.h>

#include <stdio.h>

void main(void)

{

int i;

COM_INIT();

for(i=1; i<=10; i++)

{

if(i%2 == 0)

continue;//如果是偶数，则进行下一次循环，忽略后面的printf

printf("%d ", i);

}

while(1);

}

运行结果：

1 3 5 7 9

continue语句会结束本次循环，忽略continue后面的语句，直接进行下一次循环；而break语句则是直接退出循环。

6.8 数组

1. 一维数组

变量通常只是一个数，如果要存储一组数，可以使用数组。

一维数组的定义：类型数组名[个数]；

例如：int a[10];代表一组数，或一行数，共有10个元素，这10个元素分别是a[0]、a[1]... …a[9]，每个元素的类型都是int型，数组的名字是a，a也代表数组中第一个元素的地址。

例子13 打印输出5个数中的最大值和最小值

#include <reg51.h>

#include <stdio.h>

void main(void)

{

int i, max, min;

int a[5] = {12, 30, 69, 199, 488};//数组赋初值

COM_INIT();

max = a[0];

min = a[0];

for(i=0; i<5; i++)

{

if(a[i] > max)//只要a[i]大于max，那么a[i]就是当前最大

max = a[i];

if(a[i] < min)

min = a[i];

}

printf("Max value:%d\r\nMin value:%d", max, min);

while(1);

}

程序运行结果：

Max value:488

Min value:12

数组可以在定义时赋初始值，也可以不赋初始值，不赋初始值时，数组每个元素的初始值就是不确定的。另外，注意数组的最后一个元素，a[10]的最后一个元素是a[9]。

2. 二维数组

如果说一维数组是一行数，那么二维数组就是有行也有列，就像EXCEL表格里的数据一样。

二维数组的定义：类型数组名[行数][列数]；

例如：int a[3][4];代表有3行4列数，每个元素的类型都是int型，数组的名字是a，每个元素都通过行号和列号引用，如表6-2所示。

表6-2 二维数组元素存储示意

a[0][0]	a[0][1]	a[0][2]	a[0][3]
a[1][0]	a[1][1]	a[1][2]	a[1][3]
a[2][0]	a[2][1]	a[2][2]	a[2][3]

例子14 LED流水灯显示

#include <reg51.h>

#include <stdio.h>

sbit D1=P1^0;

sbit D2=P1^1;

sbit D3=P1^2;

sbit D4=P1^3;

void main(void)

{

int i;

long j;

char a[4][4] = {{1,0,0,0},{0,1,0,0},{0,0,1,0},{0,0,0,1}};

while(1)

{

for(i=0; i<4; i++)

{

D1 = a[i][0]; D2 = a[i][1]; D3 = a[i][2]; D4 = a[i][3];

for(j=0; j<10000; j++); //延时

}

运行结果：D1、D2、D3、D4轮流点亮

3. 字符串

字符串就是一串字符，结尾为0，比如“hello”字符串的存储方式如图6-9所示。

图6-9 字符串存储示意图

“hello”字符串占用6个字节的存储单元，分别存储每个字符对应的ASCII码值和结尾0（不是字符0）。由于内存地址不好记忆和使用，所以字符串可以使用字符类型的数组存放和引用。

例子15 打印输出字符串

#include <reg51.h>

#include <stdio.h>

void main(void)

{

char a[6] = "hello";//字符串是双引号

char b[6] = {'h','e','l','l','o', 0};//字符是单引号

char c[] = "hello";

COM_INIT();

printf("a: %s\nb: %s\nc: %s", a, b, c);//数组名代表第一个元素的存储地址

while(1);

}

运行结果：

a: hello

b: hello

c: hello

字符串赋值给字符数组有多种方式，程序中的第三种方式比较常用。printf函数中“%s”是指按照字符串方式输出a、b、c，printf会从给的地址（数组名代表首字符地址）开始一个一个的输出字符，直到遇到0结束。

注意区分字符串“A”和字符‘A’。“A”代表A字符加上0结尾，占用2个字节；‘A’仅代表字符A，占用一个字节。

6.9 指针

前面讲8051汇编语言时讲过“间接寻址”，比如“MOV A, @R1”，假设R1寄存器里的数是50H，那么这条汇编指令就是把50H存储单元里存储的数赋值给累加器A，我们可以认为R1就是一个指向50H存储单元的指针，在C语言里可以*R1表示间接寻址，作用类似于@R1。

一个指针就是一个地址编号，它可以指向计算机的任何地址，当然也就可以间接访问任何地址里的任何类型的数据。如果让指针指向一个变量的地址，那么就可以通过指针访问这个变量；如果让指针指向一个数组的首地址，那么就可以通过指针访问这个数组的任一个元素；如果让指针指向一个字符串的首地址，那么就可以通过指针访问这个字符串。

例子16 交换2个变量里的值

#include <reg51.h>

#include <stdio.h>

void main(void)

{

int a, b, temp;

int *p;

COM_INIT();

a = 3; b = 4;

temp = a;

//指针p指向变量a的地址，把b的值赋值给p指向的地址

p = &a; *p = b;

//指针p指向变量b的地址，把a的原值赋值给p指向的地址

p = &b; *p = temp;

printf("a:%d b:%d", a, b);

while(1);

}

例子17 打印输出数组里数

#include <reg51.h>

#include <stdio.h>

void main(void)

{

int a[5] = {1, 2, 3, 4, 5};

int *p, i;

COM_INIT();

p = a;

for(i=0; i<5; i++)

printf("%d ", *(p + i));

while(1);

}

例子18 打印输出字符串

#include <reg51.h>

#include <stdio.h>

void main(void)

{

char *p = "hello world";

COM_INIT();

printf("%s\n", p);

while(*p != 0)

{

printf("%c", *p);

p++;

}

while(1);

}

从前面的例子可以看出，指针的使用是很灵活的，一定要抓住“地址”这一条线去认识指针，不管指针指向了什么，它终究就是个地址。

指针数组就是这个数组里有多个指针，比如int *p[3]表示有3个指针，分别是p[0]、p[1]和p[2]。

6.10 结构体

前面介绍的数据类型都是简单的基本数据类型，现在介绍一种复合的数据类型，这种数据类型可以包含多个基本数据类型的成员，用来存储复杂的数据，比如存储一个学生的信息，包括姓名、年龄、性别、学号等数据。

struct student

{

char name[20];

int age;

char sex;

int num;

}

上面的struct student就是一种新的数据类型，这种数据类型就像基本的数据类型一样可以用来定义变量、数组、指针等，这种数据类型我们称之为结构体类型，结构体类型中包含若干成员。结构体类型用来描述复杂的数据，用户可以自己设计结构体包含哪些、哪种类型的成员。

例子19 打印输出学生的信息

#include <reg51.h>

#include <stdio.h>

void main(void)

{

struct student

{

char name[20];

int age;

char sex;

int num;

}; //声明struct student结构体类型

struct student lihu = {"lihu",12,'M',15};//定义结构体变量

struct student *p; //定义结构体指针，此时指针没有指向

p = &lihu;//指针指向结构体变量lihu

COM_INIT();

printf ("Name:%s Age:%d Sex:%c Num:%d\r\n", lihu.name, lihu.age, lihu.sex, lihu.num);

printf ("Name:%s Age:%d Sex:%c Num:%d\r\n", p->name, p->age, p->sex, p->num);

while(1);

}

运行结果：

Name:lihu Age:12 Sex:M Num:15

先声明一种结构体类型，然后这种类型就可以用来定义变量、指针。结构体变量成员的引用方式是“.”，比如“lihu.name”；结构体指针成员的引用方式可以用“->”，比如“p->name”，也可以用(*p).name。结构体指针需要设置具体的指向，否则是不能使用的。

结构体类型也可以用来定义数组，比如struct student stu[10]代表有10个struct student类型的元素，每一个元素就是一个结构体变量，引用成员方式是stu[0].name。

6.11 函数

把复杂问题分解成若干个容易的小问题是解决问题的有效途径，同样的道理，把大程序分解成若干个小程序，每个小程序实现起来比较容易，那么整个程序也就容易实现了，大程序可以用主函数来表示，小程序就可以用子函数来表示。

另外一方面，有些代码被重复使用，可以把重复使用的代码编写成一个一个的函数，使用的时候直接调用就可以了，比如printf等库函数。

1. 无参数函数

最简单的无参数函数可以使用如下形式：

void 函数名()

{

变量定义;

程序语句;

}

前面我们多次用过的COM_INIT()函数就是这样一个例子，函数只需要实现一次，就可以多次调用。

2. 有参数函数

有参数函数调用时，可以给子函数传入信息，子函数也可以传出信息，函数形式如下：

void 函数名(参数1，参数2，… …，参数n)

{

变量定义;

程序语句;

}

例子20 D1灯1秒钟闪烁

#include <reg51.h>

#include <stdio.h>

void delay_ms(int x)

{

unsigned char t;

while(x--)

for(t = 0; t<120; t++);

}

void main(void)

{

while(1)

{

P1 = ~P1;

delay_ms(1000); //延时1000ms

}

运行结果：4个LED灯每隔1秒钟亮灭一次，亮灭的时间可以通过传入的参数改变。

例子21 交换两个字符串的内容

#include <reg51.h>

#include <stdio.h>

void swap(char *p1, char *p2)

{

char temp;

while(*p1 != 0)

{

temp = *p1;

*p1 = *p2;

*p2 = temp;

p1 = p1 + 1;

p2 = p2 + 1;

}

void main(void)

{

char str1[] = "hello";

char str2[] = "world";

COM_INIT();

printf("str1:%s str2:%s\r\n", str1, str2);

swap(str1, str2);

printf("str1:%s str2:%s\r\n", str1, str2);

while(1);

}

运行结果：

str1:hello str2:world

str1:world str2:hello

调用swap(str1, str2)后，swap函数里执行：

char *p1=str1;

char *p2=str2;

等同于：

char *p1, *p2;

p1=str1;p2=str2

p1和p2分别指向了str1数组和str2数组的首地址，既然指向了数组存储的地址单元了，当然就可以改变数组存储的内容了。

例子22 输入两个数，输出两数中较大的数

#include <reg51.h>

#include <stdio.h>

int max(int num1, int num2)//有返回值

{

if(num1 > num2)

return num1;

else return num2;

}

void main(void)

{

int a, b;

COM_INIT();

while(1)

{

printf("please input two num:");

scanf("%d %d", &a, &b);

printf("max num:%d\r\n", max(a, b));

}

运行结果：输入两个数，中间空格隔开，程序输出两个数中的大值。

这个max函数是带返回值的，所以调用max函数执行完，函数的值就是返回的值。

读者需要注意，函数调用传过去的参数只是数值，这个数值既可以是普通的数，也可以是地址。要想在子函数里改变主函数变量的值，只能传变量的地址，子函数根据传过来的地址改变地址里存储的值，进而改变主函数变量的值。如果主函数只是把变量的值传给子函数，子函数无法改变主函数变量的值。

3. 函数的声明和定义

如果函数的实现（定义）在调用前面，那么就不用声明；如果函数的实现在调用后面，那么需要在前面声明一下。

例子23 比较两个字符串是否相等

#include <reg51.h>

#include <stdio.h>

int str_cmp(char *p1, char *p2);//函数声明

void main(void)

{

char *str1 = "hello";

char *str2 = "hello world";

COM_INIT();

if(str_cmp(str1, str2) == 0)

printf("=");

else printf("!=");

while(1);

}

//函数定义、实现

int str_cmp(char *p1, char *p2)

{ //挨个字符比较，一直到字符不相等，或者任一字符串到结尾，退出

while(*p1 && *p2 && (*p1 == *p2))

{

p1++; p2++;

}

return (*p1 - *p2); // 如果字符串相等返回0，否则非0

}

运行结果：

注意函数声明结尾需要分号，函数实现结尾不需要分号。还要注意程序中的两个字符串都是存在程序存储区的，可以通过指针读取，但不可以通过指针修改，因为程序存储区是只读的，如果想要修改字符串内容，可以定义为字符数组。

如果一个函数在另外一个.c文件中实现，本文件中只需要用extern把函数声明一下就可以调用，实际#include的头文件里就有很多库函数的extern声明，只有extern声明后，才能调用库函数。

4. 局部变量和全局变量

函数中定义的变量为局部变量，只在本函数中有效，并且函数调用结束后，局部变量占用的存储单元一般（除非static修饰）会释放。全局变量是在函数外定义的变量，全局变量一般在所有函数中都有效，但如果全局变量和局部变量重名，则局部变量有效。因为全局变量是多个函数之间共享的，所以可用于多个函数之间传递数据。

例子23 输入5个数，输出最大值

#include <reg51.h>

#include <stdio.h>

int a[5], maxdata;//全局变量

void max()

{

char i;//局部变量，调用结束则释放

maxdata = a[0]; //全局变量引用

for(i=0; i<5; i++)

{

if(a[i] > maxdata)

maxdata = a[i];

}

void main(void)

{

COM_INIT();

while(1)

{

scanf("%d %d %d %d %d", &a[0],&a[1],&a[2],&a[3],&a[4]);

max();

printf("max data:%d\n", maxdata); //全局变量引用

}

5. 常用库函数

Keil C开发环境提供了有很多常用的库函数，用户只需要把相应的头文件#include进来就可以调用，像常用的数学函数、字符串处理函数等，详细信息请读者查看Keil C的用户手册。

6.12 中断处理程序

上一章中介绍了8051单片机支持的中断源，并提供了一个通过定时器控制LED闪烁的汇编小例子，如果用C语言实现又该怎样做呢？

例子24 定时中断实现LED灯闪烁

#include <reg51.h>

unsigned char count = 0;

void main()

{

TMOD = 0x00;//方式0,13位计数器,计满8192溢出

TH0 = (8192-5000)/32;

TL0 = (8192-5000)%32;//设置计数器初始值

IE = 0x82; //允许定时器0中断

TR0 = 1; //开始计数

while(1);

}

//定时器溢出中断处理函数，interrupt后面的数字指出中断源

void timer0() interrupt 1

{

TH0 = (8192-5000)/32;

TL0 = (8192-5000)%32;//重设初始值

count++;

//12M时钟频率，机器周期是1us，计一个数1us，中断一次5000us

//中断100次是0.5s，LED灯每0.5秒反转一次

if(count == 100)

{

P1 = ~P1;//LED灯反转

count = 0;

}

运行结果：LED灯每0.5秒亮灭一次。

从例子中可以看出，Keil C语言使用中断只需要在中断处理子程序后指出中断源序号，编译器会自动生成相应的跳转指令并写入中断入口，编译器还会自动生成中断返回指令。此外，如果中断子程序中使用了R0~Rn中的寄存器，则编译器会先保存使用的寄存器的值到栈，中断返回前再恢复寄存器的值，当然还可以使用using来指定使用哪一个工作寄存器组。

6.13 预处理命令

一个C语言源文件经过预处理->编译->汇编->链接等一系列流程后才能生成可执行程序。预处理本身不是C语言的一部分，只是编译之前由开发环境识别并处理的特殊命令，主要包括宏定义、文件包含和条件编译。

1. 宏定义

“#define NUM 100”代表编译前把源代码中所有的NUM替换成100。

“#define MAX(a,b) (a>b)?a:b”则不是直接替换，还包括参数展开。

例子25 输入5个数，输出5个数中最大值、最小值和平均值

#include <reg51.h>

#include <stdio.h>

#define MAX(a,b) (a>b)?a:b

#define MIN(a,b) (a<b)?a:b

#define NUM 5

void main(void)