本文主要是關(guān)于C語言的相關(guān)介紹，并著重對(duì)C語言與單片機(jī)的關(guān)系進(jìn)行了相近的闡述。

什么是單片機(jī)

單片機(jī)，全稱單片微型計(jì)算機(jī)（英語：Single-ChipMicrocomputer），又稱微控制器（Microcontroller），是把中央處理器、存儲(chǔ)器、定時(shí)/計(jì)數(shù)器（Timer/Counter）、各種輸入輸出接口等都集成在一塊集成電路芯片上的微型計(jì)算機(jī)。與應(yīng)用在個(gè)人電腦中的通用型微處理器相比，它更強(qiáng)調(diào)自供應(yīng)（不用外接硬件）和節(jié)約成本。它的最大優(yōu)點(diǎn)是體積小，可放在儀表內(nèi)部，但存儲(chǔ)量小，輸入輸出接口簡(jiǎn)單，功能較低。由于其發(fā)展非常迅速，舊的單片機(jī)的定義已不能滿足，所以在很多應(yīng)用場(chǎng)合被稱為范圍更廣的微控制器；從上世紀(jì)80年代，由當(dāng)時(shí)的4位、8位單片機(jī)，發(fā)展到現(xiàn)在的32位300M的高速單片機(jī)。

什么是單片機(jī)編程

單片機(jī)編程就是硬件是單片機(jī)，基于單片機(jī)進(jìn)行的程序開發(fā)，在有周圍外設(shè)支持的情況下，用軟件來控制的部分通過單片機(jī)編程來實(shí)現(xiàn)。單片機(jī)能識(shí)別的語言是硬件語言即匯編，因此編程就是圍繞匯編來實(shí)現(xiàn)，有直接用匯編程序來編寫的，但是較難調(diào)試的編寫，特別是一上規(guī)模就更不易實(shí)現(xiàn)，因此常用高級(jí)語言來寫然后通過編譯器轉(zhuǎn)化成匯編。

單片機(jī)的C語言

單片機(jī)軟件設(shè)計(jì)使用C語言作為編程開發(fā)軟件，采用模塊化的程序結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)了按鍵模塊程序、RFID模塊程序、日歷時(shí)鐘模塊程序、GPRS模塊程序、顯示存儲(chǔ)模塊程序等，并編寫系統(tǒng)主程序，將五個(gè)程序模塊組合在一起，實(shí)現(xiàn)單片機(jī)控制系統(tǒng)的整體功能。

51單片機(jī)支持三種高級(jí)語言，即PL/M，C和BASIC。C語言是一種通用的程序設(shè)計(jì)語言，其代碼率高，數(shù)據(jù)類型及運(yùn)算符豐富，并具有良好的程序結(jié)構(gòu)，適用于各種應(yīng)用的程序設(shè)計(jì)，是目前使用較廣的單片機(jī)編程語言。

單片機(jī)的C語言采用C51編譯器（簡(jiǎn)稱C51）。有C51產(chǎn)生的目標(biāo)代碼短，運(yùn)行速度高，所需存儲(chǔ)空間小，符合C語言的ANSI標(biāo)準(zhǔn)，生成的代碼遵循Intel目標(biāo)文件格式，而且可與A51匯編語言或PL/M51語言目標(biāo)代碼混合使用

如何將C語言程序置入單機(jī)片中

一、.H文件與.C文件的關(guān)系：

迄今為止，寫過的程序都是一些很簡(jiǎn)單的程序，從來沒有想到要自己寫.H文件，也不知道.H文件到底什么用，與.C文件什么關(guān)系。只是最近寫鍵盤程序，參考別人的程序時(shí)，發(fā)現(xiàn)別人寫的嚴(yán)格的程序都帶有一個(gè)“KEY.H”，里面定義了.C文件里用到的自己寫的函數(shù)，如Keyhit（）、Keyscan（）等。

經(jīng)過查找資料得知，.H文件就是頭文件，估計(jì)就是Head的意思吧，這是規(guī)范程序結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)的需要，既可以實(shí)現(xiàn)大型程序的模塊化，又可以實(shí)現(xiàn)根各模塊的連接調(diào)試。

1、.H文件介紹：

在單片機(jī)C程序設(shè)計(jì)中，項(xiàng)目一般按功能模塊化進(jìn)行結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)。將一個(gè)項(xiàng)目劃分為多個(gè)功能，每個(gè)功能的相關(guān)程序放在一個(gè)C程序文檔中，稱之為一個(gè)模塊，對(duì)應(yīng)的文件名即為模塊名。一個(gè)模塊通常由兩個(gè)文檔組成，一個(gè)為頭文件*.h，對(duì)模塊中的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和函數(shù)原型進(jìn)行描述;另一個(gè)則為C文件*.c ，對(duì)數(shù)據(jù)實(shí)例或?qū)ο蠖x，以及函數(shù)算法具體實(shí)現(xiàn)。

2、.H文件的作用

作為項(xiàng)目設(shè)計(jì)，除了對(duì)項(xiàng)目總體功能進(jìn)行詳細(xì)描述外，就是對(duì)每個(gè)模塊進(jìn)行詳細(xì)定義，也就是給出所有模塊的頭文件。通常H頭文件要定義模塊中各函數(shù)的功能，以及輸入和輸出參數(shù)的要求。模塊的具體實(shí)現(xiàn)，由項(xiàng)目組成根據(jù)H文件進(jìn)行設(shè)計(jì)、編程、調(diào)試完成。為了保密和安全，模塊實(shí)現(xiàn)后以可連接文件OBJ、或庫文件LIB的方式提供給項(xiàng)目其他成員使用。由于不用提供源程序文檔，一方面可以公開發(fā)行，保證開發(fā)人員的所有權(quán);另一方面可以防止別人有意或無意修改產(chǎn)生非一致性，造成版本混亂。所以H頭文件是項(xiàng)目的詳細(xì)設(shè)計(jì)和團(tuán)隊(duì)工作劃分的依據(jù)，也是對(duì)模塊進(jìn)行測(cè)試的功能說明。要引用模塊內(nèi)的數(shù)據(jù)或算法，只要用包含include指定模塊H頭文件即可。

3、.H文件的基本組成

/*如下為鍵盤驅(qū)動(dòng)的頭文檔*/

#ifndef _KEY_H_ //防重復(fù)引用，如果沒有定義過_KEY_H_，則編譯下句

#define _KEY_H_ //此符號(hào)唯一， 表示只要引用過一次，即#i nclude，則定義符號(hào)_KEY_H_

/////////////////////////////////////////////////////////////////

char keyhit（ void ）; //擊鍵否

unsigned char Keyscan（ void ）; //取鍵值

/////////////////////////////////////////////////////////////////

#endif

二、盡量使用宏定義#define

開始看別人的程序時(shí)，發(fā)現(xiàn)程序開頭，在文件包含后面有很多#define語句，當(dāng)時(shí)就想，搞這么多標(biāo)示符替換來替換去的，麻不麻煩啊，完全沒有理解這種寫法的好處。原來，用一個(gè)標(biāo)示符表示常數(shù)，有利于以后的修改和維護(hù)，修改時(shí)只要在程序開頭改一下，程序中所有用到的地方就全部修改，節(jié)省時(shí)間。

#define KEYNUM 65//按鍵數(shù)量，用于Keycode［KEYNUM］

#define LINENUM 8//鍵盤行數(shù)

#define ROWNUM 8//鍵盤列數(shù)

注意的地方：

1、宏名一般用大寫

2、宏定義不是C語句，結(jié)尾不加分號(hào)

三、不要亂定義變量類型

以前寫程序，當(dāng)需要一個(gè)新的變量時(shí)，不管函數(shù)內(nèi)還是函數(shù)外的，直接在程序開頭定義，雖然不是原則上的錯(cuò)誤，但是很不可取的作法。

下面說一下，C語言中變量類型的有關(guān)概念：

從變量的作用范圍來分，分為局部變量和全局變量：

1、全局變量：是在函數(shù)外定義的變量，像我以前定義在程序開頭的變量都是全局變量，這里我就犯了一個(gè)大忌，使用了過多的全局變量。

帶來的問題有兩個(gè)：一是，全局變量在程序全部執(zhí)行過程中都占用資源;二是，全局變量過多使程序的通用性變差，因?yàn)槿肿兞渴悄K間耦合的原因之一。

2、局部變量：在函數(shù)內(nèi)部定義的變量，只在函數(shù)內(nèi)部有效。

從變量的變量值存在的時(shí)間分為兩種：

1、靜態(tài)存儲(chǔ)變量：程序運(yùn)行期間分配固定的存儲(chǔ)空間。

2、動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)變量：程序運(yùn)行期間根據(jù)需要?jiǎng)討B(tài)地分配存儲(chǔ)空間。

具體又包括四種存儲(chǔ)方式：auto static register extern

1、局部變量，不加說明默認(rèn)為auto型，即動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)，如果不賦初值，將是一個(gè)不確定的值。而將局部變量定義為static型的話，則它的值在函數(shù)內(nèi)是不變的，且初值默認(rèn)為0。

static unsigned char sts;//按鍵狀態(tài)變量

static unsigned char Nowkeycode;//此時(shí)的鍵碼

static unsigned char Prekeycode;//上一次的鍵碼

static unsigned char Keydowntime;//矩形鍵盤按下去抖時(shí)間變量

static unsigned char Keyuptime;//矩形鍵盤釋放去抖時(shí)間變量

static unsigned char Onoffdowntime;//關(guān)機(jī)鍵按下去抖時(shí)間變量

static unsigned char Onoffuptime;//關(guān)機(jī)鍵釋放去抖時(shí)間變量

static unsigned char onoff_10ms; //判斷關(guān)機(jī)鍵中斷次數(shù)變量，累計(jì)150次大約為3S，因?yàn)榍昂筮M(jìn)了兩個(gè)10ms中斷

2、全局變量，編譯時(shí)分配為靜態(tài)存儲(chǔ)區(qū)，可以被本文件中的各個(gè)函數(shù)引用。如果是多個(gè)文件的話，如果在一個(gè)文件中引用另外文件中的變量，在此文件中要用extern說明。不過如果一個(gè)全局變量定義為static的話，就只能在此一個(gè)文件中使用。

四、特殊關(guān)鍵字const volatile的使用

1、const

const用于聲明一個(gè)只讀的變量

const unsigned char a=1;//定義a=1，編譯器不允許修改a的值

作用：保護(hù)不希望被修改的參數(shù)

const unsigned char Key_code［KEYNUM］={0x01，0x02，0x03，0x04，0x05，0x06，0x07，0x08，

0x09，0x0A，0x0B，0x0C，0x0D，0x0E，0x0F，0x10，

0x11，0x12，0x13，0x14，0x15，0x16，0x17，0x18，

0x19，0x1A，0x1B，0x1C，0x1D，0x1E，0x1F，0x20，

0x21，0x22，0x23，0x24，0x25，0x26，0x27，0x28，

0x29，0x2A，0x2B，0x2C，0x2D，0x2E，0x2F，0x30，

0x31，0x32，0x33，0x34，0x35，0x36，0x37，0x38，

0x39，0x3A，0x3B，0x3C，0x3D，0x3E，0x3F，0x40，

0x41

};//鍵碼

const unsigned char Line_out［LINENUM］={0xFE，0xFD，0xFB，0xf7，0xEF，0xDF，0xBF，0x7F};//行輸出編碼

const unsigned char Row_in［ROWNUM］={0xFE，0xFD，0xFB，0xf7，0xEF，0xDF，0xBF，0x7F};//列輸入編碼

2、volatile

一個(gè)定義為volatile的變量是說這變量可能會(huì)被意想不到地改變，這樣，編譯器就不會(huì)去假設(shè)這個(gè)變量的值了。精確地說就是，優(yōu)化器在用到這個(gè)變量時(shí)必須每次都小心地重新讀取這個(gè)變量的值，而不是使用保存在寄存器里的備份。

static int i=0;

int main（void）

{

。..

while （1）

{

if （i）

dosomething（）;

}

}

/* Interrupt service routine. */

void ISR_2（void）

{

i=1;

}

程序的本意是希望ISR_2中斷產(chǎn)生時(shí)，在main當(dāng)中調(diào)用dosomething函數(shù)，但是，由于編譯器判斷在main函數(shù)里面沒有修改過i，因此可能只執(zhí)行一次對(duì)從i到某寄存器的讀操作，然后每次if判斷都只使用這個(gè)寄存器里面的“i副本”，導(dǎo)致dosomething永遠(yuǎn)也不會(huì)被調(diào)用。如果將將變量加上volatile修飾，則編譯器保證對(duì)此變量的讀寫操作都不會(huì)被優(yōu)化（肯定執(zhí)行）。

一般說來，volatile用在如下的幾個(gè)地方：

1、中斷服務(wù)程序中修改的供其它程序檢測(cè)的變量需要加volatile；

2、多任務(wù)環(huán)境下各任務(wù)間共享的標(biāo)志應(yīng)該加volatile；

3、存儲(chǔ)器映射的硬件寄存器通常也要加volatile說明，因?yàn)槊看螌?duì)它的讀寫都可能由不同意義。

結(jié)語

關(guān)于C語言的相關(guān)介紹就到這了，如有不足之處歡迎指正。

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