任务1

C51程序组成的识读

C语言是国际上广泛流行的计算机高级语言，它是一种源于编写UNIX操作系统的结构化语言，编写的程序具有清晰的层次结构。

1．C51程序结构

C51程序结构具有以下特点：

● 一个C语言源程序由一个或多个源文件组成，主要包括一些C源文件（即后缀名为“.c”的文件）和头文件（即后缀名为“.h”的文件），对于一些支持C语言的汇编语言混合编程的编译器而言，还可能包括一些汇编源程序（即后缀名为“.asm”的文件）。

● 每个源文件至少包含一个main（）函数，也可以包含一个main（）函数和其他多个函数。头文件中声明一些函数、变量或预定义一些特定值，而函数的实现是在C源文件中。

● 一个C语言程序总是从main（）函数开始执行的，而不论main（）函数在整个程序中的位置如何。

● 源程序中可以有预处理命令（如include命令），这些命令通常放在源文件或源程序的最前面。

● 每个声明或语句都以分号结尾，但预处理命令、函数头和花括号“｛｝”后不能加分号。

● 标识符、关键字之间必须加一个空格以示间隔。若已有明显的间隔符，也可不再加空格来间隔。

● 源程序中所用到的变量都必须先声明，然后才能使用，否则编译时会报错。

C源程序的书写格式自由度较高，灵活性很强，有较大的随意性，但是这并不表示C源程序可以随意乱写。为了书写清晰，并便于阅读、理解、维护，在书写程序时最好遵循以下规则。

● 通常情况下，一个声明或语句占用一行。在语句的后面可适量添加一些注释，以增强程序的可读性。

● 不同结构层次的语句从不同的起始位置开始，即在同一结构层次中的语句缩进同样的字数。

● 用“｛｝”括起来的部分，表示程序的某一层次结构。“｛｝”通常写在层次结构语句第一字母的下方，与结构化语句对齐，并占用一行。

【例3－1】在此以P＿test程序为例，进一步说明C51的程序结构特点及书写规则，程序清单如下：

该程序的作用在项目二中可以通过仿真看出来，下面分析这个C51源程序代码。

第1行至第5行为注释部分。传统的注释定界符使用斜杠—星号（即“／*”）和星号—斜杠（即“*／”）。斜杠—星号用于注释的开始。编译器一旦遇到斜杠—星号（即“／*”），就忽略后面的文本（即使是多行文本），直到遇到星号—斜杠（即“*／”）。简而言之，在此程序中第1行至第5行的内容不参与编译。在程序中还可使用双斜杠（即“／／”）来作为注释定界符。若使用双斜杠（即“／／”）时，编译器忽略该行语句中双斜杠（即“／／”）后面的文本。

第6行和第7行，分别是两条不同的预处理命令。在程序中，凡是以“＃”开头的均表示这是一条预处理命令语句。第6行为文件包含预处理命令，其意义是把双引号（即“”）或尖括号（＜＞）内指定的文件包含到本程序，使其成为本程序的一部分。第7行为宏定义预处理命令语句，表示uint为无符号整数类型。被包含的文件通常是由系统提供的，也可以由程序员自己编写，其后缀名为“.h”。C语言的头文件中包括了各个标准库函数的函数原型。因此，在程序中调用一个库函数时，都必须包含函数原型所在的头文件。对于标准的MCS—51单片机而言，头文件为“reg51.h”，而STC89系列单片机的头文件应为“reg52.h”。

第8行定义了一个BZ的bit（位变量）；第9行定义了一个key的bit（位变量）。

第10行定义了一个带参数调用的延时函数，其函数名为“delayms”，调用参数为“uintms”函数的参数为“uinti”。该函数采用了两个层次结构和单循环语句。第11行至第17行表示外部层次结构，其中第11行表示延时函数从此处开始执行；第17行表示延时函数的结束。第14行至第16行表示内部层次结构，其中第15行为执行语句部分。

第18行定义了main主函数，函数的参数为“void”，意思是函数的参数为空，即不用传递给函数参数，函数即可运行。该函数采用了3个层次结构，第19行至第36行为第1层结构；第21行至第35行为第2层结构；第23行至第29行以及第31行至第34行同属于第3层结构，其中第1层为最外层，第3层为最内层。

2．C51的数据类型

C51支持的数据类型有位变量型（bit）、字符型（char）、无符号字符型（unsigned char）、有符号字符型（signed char）、无符号整数型（unsigned int）、有符号整数型（signed int）、无符号长整数型（unsigned long int）、有符号长整数型（signed long int）、单精度浮点型（float）、双精度浮点型（double）等，如图3－1所示。

基本类型就是使用频率最高的数据类型，其值不可以再分解为其他类型。C51基本数据类型的长度和范围见表3－1。

3．C51的标识符和关键字

C语言的标识符是用于标志源程序中变量、函数、标号和各种用户定义的对象的名字。C51中的标识符只能是由字母（A～Z、a～z）、数字（0～9）、下划线组成的字符串。其中第1个字符必须是字母或下划线，随后只能取字母、数字或下划线。标识符区分大小写，其长度不能超过32个字符。标识符在命名时，应简单、含义清晰，这样有助于阅读、理解程序，但还要注意，标识符不能用中文。

关键字是由C语言规定的具有特定意义的特殊标识符，有时又称为保留字，这些关键字应当以小写形式输入。在编写C语言源程序时，用户定义的标识符不能与关键字相同。表3－2列出了C51中的一些关键字。

4．C51的常量和变量

1）常量 所谓常量就是在程序运行过程中，其值不能改变的数据。根据数据类型的不同，常量可分为整型常量、字符常量、字符串常量、实数常量、位标量等。

（1）整型常量：整型常量可以用二进制、八进制、十进制和十六进制数表示。表示二进制数时，在数字的前面加上“0b”的标志，其数码取值只能是0和1，如“0b10110010”表示二进制的“10110010”，其值为十制数的1×2 ⁷ ＋1×2 ⁵ ＋1×2 ⁴ ＋1×2 ¹ ＝178；表示八进制数时，在数字的前面加上“O”的标志，其数码取值只能是0～7，如“O517”表示八进制的“517”，其值为十进制数的5×8 ² ＋1×8 ¹ ＋7×8 ⁰ ＝335；表示十六进制时，在数字的前面加上“0x”或“0X”的标志，其数码取值是数字0～9、字母a～f或字母A～F，如“0x3a”和“0X3A”均表示相同的十六进制数值，其值为十进制数的3×16 ¹ ＋10×16 ⁰ ＝58。

无符号整数常量在一个数字后面加上“u”或“U”，如“6325U”；长整数型常量在一个数字后面加上“l”或“L”，如“97L”。无符号长整数型常量在一个数字后面加上“ul”或“UL”，如“25UL”；实数型常量在一个数字后面加上“f”或“F”，如“3.146F”。

（2）字符常量：字符常量是单引号内的字符，如‘a’，‘f’等。不可以显示的控制字符，可以在该字符前加一个反斜杠“＼”组成专用转义字符。

（3）字符串常量：字符串常量是由双引号内的字符组成，如“Good”，“P＿test”等。当引号内没有字符时，为空字符串。在使用特殊字符时，同样要使用转义字符如双引号。在C语言中，字符串常量是作为字符类型数组来处理的，在存储字符串时，系统会在字符串尾部加上转义字符“＼o”，以作为该字符串的结束符。

（4）实数常量：实数常量有十进制和指数两种表示形式。十进制表示的实数由数字和小数点组成，如0.123，32.123，0.0等。整数或小数部分为0时，可以省略但必须有小数点。指数表示的实数为“［±］数字［.数字］e［±］数字”，［］中的内容为可选项，其中内容根据具体情况可有可无，但其余部分必须有，如12e2，8e3，－3.5e－2等。

（5）位标量：位标量的值是一个二进制数。

2）变量 所谓变量就是在程序运行过程中，其值可以改变的数据。要在程序中使用变量，必须先用标识符作为变量名，并指出所用的数据类型和存储模式，这样编译系统才能为变量分配相应的存储空间。定义一个变量的格式：

［＜存储模式＞］＜类型定义＞［存储器类型］＜标识符＞；

在定义格式中，除了类型定义和标识符是必要的，其他都是可选项。存储模式有4种，即自动（auto）、外部（extern）、静态（static）和寄存器（register），默认类型为自动（auto）。

存储器类型与MCS—51单片机实际存储空间的对应关系及其大小见表3－3。

如果在变量定义时省略了存储类型标识符，则编译器会自动选择默认的存储类型。默认的存储类型进一步由SMALL、COMPACT的LARGE存储模式指令限制。

存储模式决定了变量的默认存储类型、参数传递区和无明确存储类型说明变量的存储类型。在SMALL模式下，参数传递是在片内数据存储区中完成的。COMPACT和LARGE模式允许参数在外部存储器中传递。存储器的详细说明见表3－4。