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C51语言是指51单片机在编程时使用的C语言，它的语法与C语言大部分相同，但由于编程对象不同，故两者在个别处略有区别。本节主要介绍C51语言的基础知识，若在学习时无法理解某些知识也没关系，在后续章节中还会有大量的C51编程实例，在学习那些实例时再回到本节查看、理解有关内容即可。
常量是指程序运行时其值不会变化的量。常量类型有整型常量、浮点型常量、字符型常量和符号型常量。
1.整型常量
①十进制数：编程时直接写出，如0、18、-6。
②八进制数：编程时在数值前加“0”表示八进制数，如“012”为八进制数，相当于十进制数的“10”。
③十六进制数：编程时在数值前加“0x”表示十六进制数，如“0x0b”为十六进制数，相当于十进制数的“11”。
2.浮点型常量
浮点型常量又称实数或浮点数，可以用小数形式或指数形式来表示。
①小数形式表示：由数字和小数点组成的一种实数表示形式，如0.123、.123、123.、0.0等都是合法的浮点型常量。用小数形式表示的浮点型常量必须要有小数点。
②指数形式表示：这种形式类似于数学中的指数形式。在数学中，浮点型常量可以用幂的形式来表示，如2.3026可以表示为0.23026×10^1、2.3026×10^0、23.026×10^-1等形式。在C51语言中，则以“e”或“E”后跟一个整数来表示以“10”为底的幂数。2.3026可以表示为0.23026E1、2.3026e0、23.026e-1。C51语言规定，字母e或E之前必须要有数字，且e或E后面的指数必须为整数，如e3、5e3.6、.e、e等都是非法的指数形式。在字母e或E的前后及数字之间不得插入空格。
3.字符型常量
字符型常量是用单引号括起来的单个普通字符或转义字符。
①普通字符常量：用单引号括起来的普通字符，如'b'、'xyz'、'？'等。字符型常量在计算机中是以其代码形式（一般采用ASCII代码）存储的。
②转义字符常量：用单引号括起来的前面带反斜杠的字符，如'\n'、'\xhh'等，其含义是将反斜杠后面的字符转换成其他含义。表1-8列出了一些常用的转义字符及含义。
表1-8 一些常用的转义字符及含义
4.符号型常量
在C51语言中，可以用一个标识符来表示一个常量，称为符号型常量。符号型常量在程序开头定义后，可以在程序中直接调用，在程序中其值不会更改。符号型常量在使用之前必须先定义，其一般形式为：
例如，在程序开头编写“#define PRICE 25”，就将PRICE定义为符号型常量，在程序中，PRICE就代表25。
变量是指程序运行时其值可以改变的量。每个变量都有一个变量名，变量名必须以字母或下画线“_”开头。在使用变量前需要先声明，以便程序在存储区域为该变量留出一定的空间。例如，在程序中编写“unsigned char num=123”，就声明了一个无符号字符型变量num，程序会在存储区域留出一个字节的存储空间，将该空间命名（变量名）为num，在该空间存储的数据（变量值）为123。
变量类型有位变量、字符型变量、整型变量和浮点型变量（也称实型变量）。
①位变量（bit）：占用的存储空间为1位，位变量的值为0或1。
②字符型变量（char）：占用的存储空间为1个字节（8位），无符号字符型变量的数值范围为0～255，有符号字符型变量的数值范围为-128～+127。
③整型变量：可分为短整型变量（int或short）和长整型变量（long），短整型变量的长度（即占用的存储空间）为2个字节，长整型变量的长度为4个字节。
④浮点型变量：可分为单精度浮点型变量（float）和双精度浮点型变量（double），单精度浮点型变量的长度（即占用的存储空间）为4个字节，双精度浮点型变量的长度为8个字节。由于浮点型变量会占用较多的空间，故编程时尽量少用浮点型变量。
C51变量的类型、长度和取值范围如表1-9所示。
表1-9 C51变量的类型、长度和取值范围
C51的运算符可分为算术运算符、关系运算符、逻辑运算符、位运算符和复合赋值运算符。
1.算术运算符
C51的算术运算符如表1-10所示。在进行算术运算时，按“先乘除模，后加减，括号最优先”的原则进行，即乘、除、模运算优先级相同，加、减优先级相同且最低，括号优先级最高，优先级相同的运算按先后顺序进行。
表1-10 C51的算术运算符
在C51语言编程时，经常会用到加1符号“++”和减1符号“--”，这两个符号使用比较灵活。常见的用法如下：
y=x++（先将x赋给y，再将x加1）
y=x--（先将x赋给y，再将x减1）
y=++x（先将x加1，再将x赋给y）
y=--x（先将x减1，再将x赋给y）
x=x+1可写成x++或++x。
x=x-1可写成x--或--x。
%为模运算，即相除取余数运算，如9%5，结果为4。
^为乘幂运算，如2^3表示2的3次方（2 3 ），2^表示2的平方（2 2 ）。
2.关系运算符
C51的关系运算符如表1-11所示。＜、＞、＜=和＞=运算优先级高且相同，==、！=运算优先级低且相同，如“a＞b！=c”相当于“（a＞b）！=c”。
表1-11 C51的关系运算符
用关系运算符将两个表达式（可以是算术表达式、关系表达式、逻辑表达式或字符表达式）连接起来的式子称为关系表达式，关系表达式的运算结果为一个逻辑值，即真（1）或假（0）。
例如，a=4、b=3、c=1，则：
a＞b的结果为真，即值为1；
b+c＜a的结果为假，即值为0；
（a＞b）==c的结果为真，即值为1；
d=a＞b，d的值为1；
f=a＞b＞c，由于关系运算符的结合性为左结合，a＞b的值为1，而1＞c的值为0，所以f的值为0。
3.逻辑运算符
C51的逻辑运算符如表1-12所示。&&和||为双目运算符，要求有两个运算对象，！为单目运算符，只需要有一个运算对象。&&和||运算优先级低且相同，！运算优先级高。
表1-12 C51的逻辑运算符
与关系表达式一样，逻辑表达式的运算结果也为一个逻辑值，即真（1）或假（0）。
例如，a=4、b=5，则：
！a的结果为假，因为a=4为真（a值非0即为真），所以！a为假（0）；
a||b的结果为真（1）；
！a&&b的结果为假（0），因为！的优先级高于&&，故先运算！a，结果为0，0&&b的结果也为0。
在进行算术、关系、逻辑和赋值混合运算时，其优先级从高到低依次为：！（非）→算术运算符→关系运算符→&&和||→赋值运算符（=）。
4.位运算符
C51的位运算符如表1-13所示。位运算的数据类型必须是位型、整型或字符型，不能为浮点型。
表1-13 C51的位运算符
位运算举例如下：
5.复合赋值运算符
复合赋值运算符就是在赋值运算符“=”前面加上其他运算符，C51常用的复合赋值运算符如表1-14所示。
表1-14 C51常用的复合赋值运算符
复合赋值运算就是变量与表达式先按运算符运算，再将运算结果赋给参与运算的变量。凡是双目运算（两个对象运算）都可以用复合赋值运算符去简化表达。
复合赋值运算的一般形式为：
例如，a+=28相当于a=a+28。
在C51语言中，会使用一些具有特定含义的字符串，称为“关键字”，这些关键字已被软件使用，编程时不能将其定义为常量、变量和函数的名称。C51语言关键字分为两大类：由ANSI标准定义的关键字和由Keil C51编译器扩充的关键字。
1.由ANSI标准定义的关键字
由ANSI标准定义的关键字有char、double、enum、float、int、long、short、signed、struct、union、unsigned、void、break、case、continue、default、do、else、for、goto、if、return、switch、while、auto、extern、register、static、const、sizeof、typedef、volatile等。这些关键字可分为以下几类：
①数据类型关键字，用来定义变量、函数或其他数据结构的类型，如unsigned char、int等。
②控制语句关键字，在程序中起控制作用的语句，如while、for、if、case等。
③预处理关键字，表示预处理命令的关键字，如define、include等。
④存储类型关键字，表示存储类型的关键字，如static、auto、extern等。
⑤其他关键字，如const、sizeof等。
2.由Keil C51编译器扩充的关键字
由Keil C51编译器扩充的关键字可分为以下两类：
①用于定义51单片机内部寄存器的关键字，如sfr、sbit。
sfr用于定义特殊功能寄存器，如“sfr P1=0x90；”是将地址为0x90的特殊功能寄存器名称定义为P1；sbit用于定义特殊功能寄存器中的某一位，如“sbit LED1=P1^1；”是将特殊功能寄存器P1的第1位名称定义为LED1。
②用于定义51单片机变量存储类型关键字。这些关键字有6个，如表1-15所示。
表1-15 用于定义51单片机变量存储类型关键字
数组也常称为表格，是指具有相同数据类型的数据集合。在定义数组时，程序会将一段连续的存储单元分配给数组，存储单元的最低地址存放数组的第一个元素，最高地址存放数组的最后一个元素。
根据维数不同，数组可分为一维数组、二维数组和多维数组；根据数据类型不同，数组可分为字符型数组、整型数组、浮点型数组和指针型数组。在用C51语言编程时，最常用的是字符型一维数组和整型一维数组。
1.一维数组
（1）数组定义
一维数组的一般定义形式如下：
方括号（又称中括号）中的下标也称为常量表达式，表示数组中的元素个数。
一维数组定义举例如下：
unsigned int a［5］；
以上定义了一个无符号整型数组，数组名为a，数组中存放5个元素，元素类型均为整型。由于每个整型数据占2个字节，故该数组占用了10个字节的存储空间。该数组中的第1～5个元素分别用a［0］～a［4］表示。
（2）数组赋值
在定义数组时，也可同时指定数组中的各个元素（即数组赋值），比如：
unsigned int a［5］=｛2，16，8，0，512｝；
unsigned int b［8］=｛2，16，8，0，512｝；
在数组a中，a［0］=2，a［4］=512；在数组b中，b［0］=2，b［4］=512，b［5］～b［7］均未赋值，全部自动填0。
在定义数组时，要注意以下几点：
①数组名应与变量名一样，必须遵循标识符命名规则，在同一个程序中，数组名不能与变量名相同。
②数组中的每个元素的数据类型必须相同，并且与数组类型一致。
③数组名后面的下标表示数组的元素个数（又称数组长度），必须用方括号括起来，下标是一个整型值，可以是常数或符号型常量，不能包含变量。
2.二维数组
（1）数组定义
二维数组的一般定义形式如下：
下标1表示行数，下标2表示列数。
二维数组定义举例如下：
unsigned int a［2］［3］；
以上定义了一个无符号整型二维数组，数组名为a，数组为2行3列，共6个元素，这6个元素依次用a［0］［0］、a［0］［1］、a［0］［2］、a［1］［0］、a［1］［1］、a［1］［2］表示。
（2）数组赋值
二维数组赋值有两种方法：
①按存储顺序赋值。例如：
unsigned int a［2］［3］=｛1，16，3，0，28，255｝；
②按行分段赋值。例如：
unsigned int a［2］［3］=｛｛1，16，3｝，｛0，28，255｝｝；
3.字符型数组
字符型数组用来存储字符型数据。字符型数组可以在定义时进行初始化赋值。例如：
char c［4］=｛ 'A'，'B'，'C'，'D'｝；
以上定义了一个字符型数组，数组名为c，数组中存放4个字符型元素（占用了4个字节的存储空间），分别是A、B、C、D（实际上存放的是这4个字母的ASCII码，即0x65、0x66、0x67、0x68）。如果对全体元素赋值，则数组的长度（下标）可省略，即上述数组定义也可写成：
如果要在字符型数组中存放一个字符串＂good＂，可采用以下三种方法：
如果要在二维字符型数组中存放多个字符串，则二维字符型数组的下标1为字符串的个数，下标2为每个字符串的长度。下标1可以不写，下标2必须写，并且其值至少较最长字符串的字符数（空格也算一个字符）多出一个。例如：
上例中的“\n”是一种转义符号，其含义是换行，用于将当前位置移到下一行开头。
在编程时，如果需要某段程序反复执行，则可使用循环语句。C51的循环语句有三种：while语句、do while语句和for语句。
1.while语句
while语句的格式为“while（表达式）｛语句组；｝”，一般按以下方式编写：
while语句在执行时，先判断表达式是否为真（非0即为真）或表达式是否成立，若为真或表达式成立则执行大括号（也称花括号）内的语句组（也称循环体），否则不执行大括号内的语句组，直接跳出while语句，执行大括号之后的内容。
在使用while语句时，要注意以下几点：
①当while语句的大括号内只有一条语句时，可以省略大括号，但使用大括号可使程序更安全可靠。
②当while语句的大括号内无任何语句（空语句）时，应在大括号内写上分号“；”，即“while（表达式）｛；｝”，简写就是“while（表达式）；”。
③如果while语句的表达式是递增或递减表达式，则while语句每执行一次，表达式的值就增1或减1，如“while（i++）｛语句组；｝”。
④如果希望某语句组无限次循环执行，则可使用“while（1）｛语句组；｝”。如果希望程序停在某处等待，待条件（即表达式）满足时往下执行，则可使用“while（表达式）；”。如果希望程序始终停在某处不往下执行，则可使用“while（1）；”，即让while语句无限次执行一条空语句。
2.do while语句
do while语句的格式如下：
do while语句在执行时，先执行大括号内的语句组（也称循环体），然后用while判断表达式是否为真（非0即为真）或表达式是否成立，若为真或表达式成立，则执行大括号内的语句组，直到while表达式为0或不成立，直接跳出do while语句，执行之后的内容。
do while语句是先执行一次语句组，再判断表达式的真假以确定是否再次执行语句组，而while语句是先判断表达式的真假，以确定是否执行语句组。
3.for语句
for语句的格式如下：
for语句的执行过程：先用初始化表达式（如i=0）给变量赋初值，然后判断条件表达式（如i＜8）是否成立，若不成立则跳出for语句，若成立则执行大括号内的语句组，执行完语句组后再执行增量表达式（如i++），接着再次判断条件表达式是否成立，以确定是否再次执行大括号内的语句组，直到条件表达式不成立才跳出for语句。
C51常用的选择语句有if语句和switch…case语句。
1.if语句
if语句有三种形式：基本if语句、if…else…语句和if…else if…语句。
（1）基本if语句
基本if语句格式如下：
if语句执行时，首先判断表达式是否为真（非0即为真）或表达式是否成立，若为真或表达式成立则执行大括号（也称花括号）内的语句组（执行完后跳出if语句），否则不执行大括号内的语句组，直接跳出if语句，执行大括号之后的内容。
（2）if…else…语句
if…else…语句格式如下：
if…else…语句执行时，首先判断表达式是否为真（非0即为真）或表达式是否成立，若为真或表达式成立则执行语句组1，否则执行语句组2，执行完语句组1或语句组2后跳出if…else…语句。
（3）if…else if…语句（多条件分支语句）
if…else if…语句格式如下：
if…else if…语句执行时，首先判断表达式1是否为真（非0即为真）或表达式是否成立，若为真或表达式成立则执行语句组1，否则判断表达式2是否为真或表达式是否成立，若为真或表达式2成立则执行语句组2……最后判断表达式 n 是否为真或表达式是否成立，若为真或表达式 n 成立则执行语句组 n ，如果所有的表达式都不成立或为假，则跳出if…else if…语句。
2.switch…case语句
switch…case语句格式如下：
switch…case语句执行时，首先计算表达式的值，然后按顺序逐个与各case后面的常量表达式的值进行比较，当与某个常量表达式的值相等时，执行该常量表达式后面的语句组，并执行break，跳出switch…case语句，如果表达式与所有case后面的常量表达式的值都不相等，则执行default后面的语句组，并跳出switch…case语句。