C語言,，沒接觸過計算機編程語言的人會把它看的很神秘，感覺非常難,，而在有些人看來,，C語言的邏輯和運算，就是小學(xué)水平,，所以大家不要怕它,，我們盡可能的從小學(xué)數(shù)學(xué)邏輯方式帶著大家學(xué)習(xí)C語言。

　　這里先簡單介紹一些注意事項,，然后還是從實驗中講解會比較深刻。

　　1,、十進(jìn)制就不多說了,，逢十進(jìn)位，一個位有十個值：0～9,，我們的生活中到處都是它的身影,。二進(jìn)制就是逢二進(jìn)位，它的一個位只有兩個值：0和1,，但它卻是實現(xiàn)計算機系統(tǒng)的最基本的理論基礎(chǔ),，計算機（包括單片機）芯片是基于成萬上億個的開關(guān)管組合而成的，他們每一個都只能有開和關(guān)兩種狀態(tài),，再難找出第三個狀態(tài)了（不要辯解半開半關(guān)這個狀態(tài),，它是不穩(wěn)定態(tài)，是極力避免的）,，所以他們只能對應(yīng)于二進(jìn)制的1和0兩個值,，而沒有2、3,、4……,，理解二進(jìn)制對于理解計算機的本質(zhì)很有幫助。書寫二進(jìn)制數(shù)據(jù)時需加前綴0b,，每一位的值只能是0或1,。十六進(jìn)制就是把4個二進(jìn)制位組合為一位來表示，于是它的每一位有0b0000～0b1111共16個值,，用0～9再加上A～F（或a～f）表示,，那么它自然就是逢十六進(jìn)位了，它本質(zhì)上同二進(jìn)制是一樣的,，是二進(jìn)制的一種縮寫形式,，也是我們程序編寫中常用的形式,。書寫十六進(jìn)制數(shù)據(jù)時需加前綴0x，下表是三種進(jìn)制之間的對應(yīng)關(guān)系,。

　　2,、對于二進(jìn)制來說，8位二進(jìn)制我們稱之為一個字節(jié),，二進(jìn)制的表達(dá)范圍值是從0b00000000～0b11111111,，而我們程序中用十六進(jìn)制表示的時候就是從0x00到0xFF，這里教大家一個二進(jìn)制轉(zhuǎn)換十進(jìn)制和十六進(jìn)制的方法,，二進(jìn)制4位一組,，遵循8,4,2,1的規(guī)律比如 1010，那么從最高位開始算,，數(shù)字大小是8*1+4*0+2*1+1*0 = 10,，那么十進(jìn)制就是10，十六進(jìn)制就是0xA,。尤其二進(jìn)制轉(zhuǎn)十六進(jìn)制的時候,，十六進(jìn)制一位剛好是和二進(jìn)制的4位相互對應(yīng)的，這些大家不需要強行記憶,，用幾次就熟練了,。

　　3、對于進(jìn)制來說,，只是數(shù)據(jù)的表現(xiàn)形式,，而數(shù)據(jù)的大小不會因為進(jìn)制表現(xiàn)形式不同而不同，比如二進(jìn)制的0b1,、十進(jìn)制的1、十六進(jìn)制的0x01,，他們本質(zhì)上數(shù)值大小相等的同一個數(shù)據(jù),。我們在進(jìn)行C語言編程的時候，我們只寫十進(jìn)制和十六進(jìn)制,，那么不帶0x的就是十進(jìn)制,，帶了0x符號的就是十六進(jìn)制。

　　什么是變量,？變量自然和常量是相對的,。常量比如是1、2,、3……等固定的數(shù)字,，而變量，和我們小學(xué)學(xué)的x是一個概念,，我們可以讓它是1,，也可以讓它是2,，我們想讓它是幾是我們程序說了算的。

　　那么我們小學(xué)學(xué)的數(shù)學(xué)里邊,，有這么幾類,，正數(shù)、負(fù)數(shù),、整數(shù)和小數(shù),。在C語言里,，名字和我們數(shù)學(xué)里學(xué)的不一樣外，還對數(shù)據(jù)大小進(jìn)行了限制。這個地方有一點復(fù)雜的是,，在C51里邊的數(shù)據(jù)范圍和其他編程環(huán)境還不完全一樣，因此我們下邊的這個圖,，僅僅代表的是C51,，其他編程環(huán)境可能不一樣，大家知道有這回事就可以了,。

　　C語言的數(shù)據(jù)基本類型分為整型,、字符型以及浮點型，如圖8-1

圖8-1 C語言數(shù)據(jù)類型

　　圖8-1中,，三種基本類型,，每個基本類型又包含了兩個類型。其中字符型和整型,，除了有一定的數(shù)據(jù)大小范圍之外,，只能表達(dá)整數(shù)。而unsigned型的又只能表達(dá)正數(shù),，要表達(dá)負(fù)數(shù)必須用signed型,，表達(dá)小數(shù)，必須用浮點型,。

　　比如上節(jié)課最后給的閃爍小燈的程序,，我們用的是unsigned int i = 0;這個地方i的范圍就是0~65535，我們for語句的寫法,，如果那個30000改成70000的話,，for(i=0;i<70000;i++);大家會發(fā)現(xiàn)小燈會一直亮，而不是閃爍了,，那理解這個問題,，當(dāng)然我們要來了解for語句的用法了。

　　這里有一個編程宗旨,，就是能用小不用大,。就是說定義能用1個字題的，就不定義成int,，一方面節(jié)省RAM空間可以讓其他變量或者中間運算過程使用,，另外一方面,，占空間小程序運算速度也快一些。

　　for語句是我們今后編程的一個常用的語句,，這個語句必須得學(xué)會其用法,，他不僅僅可以用來做延時，還可以用來做一些循環(huán)運算,。for語句的一般形式如下：

　　for(表達(dá)式1; 表達(dá)式2; 表達(dá)式3)

{

　　(需要執(zhí)行的語句);

}

　　其執(zhí)行過程是：表達(dá)式1首先執(zhí)行且只執(zhí)行一次,；然后執(zhí)行表達(dá)式2，通常都是一個用于判定條件的表達(dá)式,，如果表達(dá)式2條件成立,，就執(zhí)行(需要執(zhí)行的語句)；然后再執(zhí)行表達(dá)式3,；再判斷表達(dá)式2,，再執(zhí)行表達(dá)式3…..一直到表達(dá)式2不成立時，跳出循環(huán)往下執(zhí)行,。舉個例子：

for(i = 0; i<2; i++)

{ j++; }

　　這里有一個符號++,，這個符號表示加1的意思。假如j最開始初值是0,，首先執(zhí)行表達(dá)式1的i=0,，然后判斷i小于2這個條件成立，就執(zhí)行一次j++,，j的值就是1了,，然后經(jīng)過表達(dá)式3后，i的值也變成1了,，再判斷條件2,，還是符合，j再加一次,，j變成2了,，表達(dá)式3后i也變成2了，再判斷條件2,，發(fā)現(xiàn)2<2這個條件不成立了，所以就不會再執(zhí)行j++這個語句了,。所以執(zhí)行完畢后,，j的值就是2。

　　for語句除了這種標(biāo)準(zhǔn)用法,，還有幾種特殊用法,，我們上節(jié)課的閃爍小燈對for語句的用法for(i=0; i<30000; i++) ;我們沒有加(需要執(zhí)行的語句)，沒有加的話,，就是什么都不操作,。但是什么都不操作的話,，我們這個for語句循環(huán)判斷了30000次，程序執(zhí)行是會用掉時間的,，所以就起到了延時的作用,。比如我們把30000改成20000，會發(fā)現(xiàn)燈的閃爍速度加快了,，因為我們延時時間短了,，當(dāng)然，我們該成40000后會發(fā)現(xiàn),，閃爍慢了,。但是有一點特別注意，C語言的延時時間是不能通過程序看出來的,，也不會成比例,，比如假如我們這個for循環(huán)里邊的表達(dá)式2使用30000的時候延時3秒的話，那么延時40000的時候,，可能不會是4秒,，那如何看實際延時時間呢，一會我再教大家,。

　　還有一種寫法for( ; ; ),，這樣寫后，這個for循環(huán)就變成了死循環(huán)了,，就不停的執(zhí)行(需要執(zhí)行的語句),，和我們前邊講的while(1)的意思是一樣的。那while這個語法是如何用的呢,？

　　在我們單片機C語言編程的時候,，每個程序我們都會固定的加一句while(1)，這條語句就可以起到死循環(huán)的作用,。對于while語句來說,，他的一般形式是：

While (表達(dá)式)

{

循環(huán)體語句；

}

　　在C語言里,，通常表達(dá)式符合條件,，我們叫做真，不符合條件,，叫做假,。比如前邊i<30000，當(dāng)i等于0的時候,，那這個條件成立,，就是真，如果i大于30000的時候,，條件不成立,，叫做假,。

　　while(表達(dá)式)這個括號里的表達(dá)式，為真的時候,，就會執(zhí)行循環(huán)體語句,，當(dāng)為假的時候，就不執(zhí)行,。在這里先不舉例,，后邊遇到時再詳細(xì)說明。

　　還有另外一種情況,，就是我們C語言里邊,，除了表達(dá)式外，還有常數(shù),，習(xí)慣上,，我們非0的常數(shù)都認(rèn)為是真，只有0認(rèn)為是假,，所以我們程序中加了while(1),，這個數(shù)字1，可以改成2,3,4……等等都可以,，都是一個死循環(huán),，不停的執(zhí)行循環(huán)體的語句，但是如果把這個數(shù)字改成0,，那么就不會執(zhí)行循環(huán)體的語句了,。

　　函數(shù)定義的一般形式如下：

函數(shù)值類型 函數(shù)名 (形式參數(shù)列表)

{

函數(shù)體

}

　　1、函數(shù)值類型,，就是函數(shù)返回值的類型,。在我們后邊程序使用中，會有很多函數(shù)中有return x這個東西,，這個返回值也就是函數(shù)本身的類型,。還有一種情況，就是這個函數(shù)只執(zhí)行操作,，不需要返回任何值,，那么這個時候它的類型就是空類型void，這個void按道理來說是可以省略的,，但是一旦省略,，Keil軟件會報一個警告，所以我們通常也不省,。

　　2、函數(shù)名,?？梢允侨魏魏戏ǖ臉?biāo)示符,，但是不能與其他函數(shù)或者變量重名，也不能是關(guān)鍵字,。什么是關(guān)鍵字,，后邊我們慢慢接觸，比如char這類,，都是關(guān)鍵字,，是我們程序中具備特殊功能的標(biāo)志符，這種東西不可以命名函數(shù),。

　　3,、形式參數(shù)列表，我們也叫做形參,，這個是函數(shù)調(diào)用的時候,，相互傳遞數(shù)據(jù)用的。有的函數(shù),，我們不需要傳遞參數(shù),，那么可以用void來替代，void同樣可以省略,，但是那個括號是不能省略的,。

　　4、函數(shù)體,。函數(shù)體包含了聲明語句部分和執(zhí)行語句部分,。聲明語句部分主要用于聲明函數(shù)內(nèi)部所使用的變量，執(zhí)行語句部分主要是一些函數(shù)需要執(zhí)行的語句,。特別注意,，所有的聲明語句部分必須放在執(zhí)行語句之前，否則編譯的時候會報錯,。

　　5,、一個工程文件必須有且僅能有一個main函數(shù)，程序執(zhí)行的時候,，都是從main函數(shù)開始的,。

　　6、關(guān)于形參和實參的概念,，我們后邊再總結(jié),，如果遇到程序里有，大家再跟著抄一段時間,。先用,，后講解，這樣更有利于理解。

　　我們再來回顧一下我們上節(jié)課閃爍LED程序部分

void main() //void即函數(shù)類型

{

unsigned int i = 0; //定義一個無符號整數(shù)i,，變量范圍是0~65535

//并且賦一個初值0

ENLED = 0; //先定義變量i,，后寫執(zhí)行部分

ADDR0 = 0;

ADDR1 = 1;

ADDR2 = 1;

ADDR3 = 1; //74HC138開啟三極管

while(1) //程序死循環(huán)

{

LED = 0; //點亮小燈

for(i=0;i<30000;i++); //for延時操作

LED = 1; //熄滅小燈

for(i=0;i<30000;i++); //for延時操作

}

}

　　 C語言常用的延時辦法，有以下4種

圖8-2 C語言延時

　　圖8-2是我們編程語言常用的4種延時方法,，其中兩種非精確延時,，兩種精確一些的延時。for語句和while語句都可以通過改變i的范圍值來改變延時時間,，但是C語言的時間都是不能通過程序看出來的,。

　　精確延時有兩個方法，一個方法是用定時器來延時,，這個方法我們后邊課程要詳細(xì)介紹,，定時器是單片機的一個重點。另外一個就是用庫函數(shù)_nop_();,，一個NOP的時間是一個機器周期的時間,，這個后邊也要介紹。

　　非精確延時,，只是在我們做一些簡單的比如小燈閃爍,，流水燈等簡單實驗中使用，而實際做實際開發(fā)程序中其實這種非精確延時用的極少,，這里我們只是做演示功能使用,。

　　好了，介紹完了,，我們就要實戰(zhàn)了,。上節(jié)課的LED小燈閃爍的程序，我們用的延時方式是for(i=0;i<30000;i++);大家如果把這里的i改成100,，下載進(jìn)入單片機,，會發(fā)現(xiàn)小燈一直亮，而不是閃爍狀態(tài),，現(xiàn)在大家都把這個程序改一下,，都改成100，然后下載觀察一下現(xiàn)象再繼續(xù),。

　　觀察完了,，毫無疑問，實際現(xiàn)象和我提到的理論是相符合的,，這是為什么呢,？這里介紹一個常識。我們?nèi)说娜庋蹖﹂W爍的光線有一個最低分辨能力,，通常情況下當(dāng)閃爍的頻率高于50Hz時,，我們看到的信號就是常亮的,。即，延時的時間低于20ms的時候,，我們的肉眼是分辨不出來小燈是在閃爍的,，可能最多看到的是小燈亮暗稍微變化了一下。要想清楚的看到小燈閃爍,，延時的值必須大一點，大到什么程度呢,，不同的亮度的燈不完全一樣,，大家可以自己做實驗。

　　那么如何觀察延時有多長時間呢,？大家鼠標(biāo)點Keil的Project–>Options for Target ‘Target1’,，或點Target1右側(cè)圖標(biāo)，進(jìn)入設(shè)置選項,，如圖8-3所示

圖8-3 Options for Target

首先我們打開Target這個選項卡,，找到里邊的Xtal(MHz)這個位置，這是填寫我們進(jìn)行模擬時間的晶振選項,，我們以晶振是11.0592MHz為例,，所以這個地方我們要填上11.0592。然后找到Debug這個選項,，選擇左側(cè)的Use Simulator,，然后點擊最下邊的OK就可以了，如圖8-4所示,。

圖8-4 Debug配置信息

點擊Debug菜單里的Start/Stop Debug Session,，或者鼠標(biāo)點做左側(cè)的這個Debug圖標(biāo)，會進(jìn)入一個新的頁面,，如圖8-5所示,。

圖8-5 Debug窗口顯示

　　最左側(cè)那一欄是單片機的一些寄存器和系統(tǒng)信息，最上邊那一欄是Keil將C語言轉(zhuǎn)換成匯編的代碼,，下邊就是我們C語言的程序,，還有各種窗口都可以打開，在view菜單可以打開或者關(guān)閉我們的各種窗口,。這節(jié)課我們只關(guān)心我們需要的窗口,，其他窗口用到再說。那么有時候我們覺得這種分布不是特別的好,，所以我們想改變一下窗口分布怎么辦呢,？比如Disassembly(匯編)窗口，我們先用鼠標(biāo)拖動它,，然后中間會出現(xiàn)一個方向符號,，再用鼠標(biāo)點那個方向符號,，他就給我們分布了，如圖8-6所示,。

圖8-6 Keil窗口移動(一)

　　我們點擊最右邊的那個箭頭,，然后窗口變化成如8-7圖所示?；蛘呶覀?nèi)绻貌坏絽R編的程序,，也可以直接關(guān)掉。

圖8-7所示 Keil窗口移動(二)

　　細(xì)心的同學(xué)會看到在C語言的程序里有個黃色的箭頭,，這個箭頭代表的就是這個程序當(dāng)前運行的位置,，在這個Debug里邊，我們可以看到我們的程序運行的過程,。在左上角有這三個圖標(biāo),，第一個是復(fù)位，點擊一下之后,，程序就會跑到最開始的位置運行,，第二個圖標(biāo)是全速運行圖標(biāo)，點擊一下程序就會全速運行跑起來,，第三個圖標(biāo)是停止圖標(biāo),，當(dāng)程序全速運行跑起來后，我們可以通過點擊第三個圖標(biāo)來讓程序停止,，觀察程序運行到哪里了,。點擊一下復(fù)位后，我們會發(fā)現(xiàn)C語言程序左側(cè)有的灰色或者綠色,，有的地方還是保持原來的白色,，我們可以在我們灰色的位置雙擊鼠標(biāo)設(shè)置斷點，就是比如程序一共20行,，在第十行設(shè)置斷點后,，點全速運行，程序就會運行到第十行停止,，方便我們觀察運行到這個地方的情況,。

　　同學(xué)們會發(fā)現(xiàn)，有的位置可以設(shè)置斷點,，有的地方不可以設(shè)置斷點,，這是為什么呢？Keil軟件本身具備優(yōu)化我們程序的功能,，如果大家想在所有的位置設(shè)置斷點,，可以把優(yōu)化選項設(shè)置到0位置，就是程序不進(jìn)行優(yōu)化,。如圖8-8所示,。

圖8-8 優(yōu)化選項設(shè)置

　　這節(jié)課我們重點是看看C語言代碼的運行時間,，在最左側(cè)的register那個框內(nèi)，有一個sec選項,，這個選項就是單片機運行時間的統(tǒng)計選項,，大家點一下復(fù)位按鈕，會發(fā)現(xiàn)這個sec變成了0,，然后我們在LED = 0; 這一句加一個斷點,，在LED = 1;這個位置加一個斷點，我們點擊全速運行按鈕,，會直接停留在LED = 0,；我們會看到我們的時間變化成0.000197秒，如圖8-9所示,。

圖8-9 斷點設(shè)置

　　 我們再點一下全速運行，會發(fā)現(xiàn)sec變成了0.07530650秒,，那么這樣一個for循環(huán)的時間大概有75ms左右,，我們也可以通過改變30000這個數(shù)字來改變這個間隔時間。當(dāng)然了,，大家要注意i的變量范圍,，你如果寫成了大于65535的值以后，程序就會一直運行不下去了,，因為i無論如何變化,，都不會大于這個值，如果要大于這個值正常運行,，必須改變i定義的類型了,。后邊如果我們要求看一段程序運行多長時間，都可以通過這種方式來看,。

　　我們前邊學(xué)了點亮LED小燈,，然后又學(xué)了LED小燈閃爍，下邊我們要進(jìn)一步了解一下如何讓8個小燈依次一個一個點亮,，流動起來,。

圖8-10 LED小燈電路圖

　　 通過前面的課程，我們可以了解到控制引腳P0.0通過了74HC245控制DB0,，P0.1控制DB1……P0.7控制DB7,。我們還學(xué)到一個字節(jié)是8位，我們?nèi)绻麑懸粋€P0,，就代表了P0.0到P0.7的共8個位,。比如我們寫P0 = 0xFE；轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制就是0b11111110,，所以點亮LED小燈的程序,，實際上我們可以改成另外一種寫法,，如下所示。

#include <reg52.h>

sbit ADDR0 = P1^0;

sbit ADDR1 = P1^1;

sbit ADDR2 = P1^2;

sbit ADDR3 = P1^3;

sbit ENLED = P1^4;

void main()

{

ENLED = 0;

ADDR0 = 0;

ADDR1 = 1;

ADDR2 = 1;

ADDR3 = 1; //74HC138開啟三極管

P0 = 0xFE;

while(1); //程序停止在這里

}

　　通過上邊這個程序我們可以看出來,，可以通過P0來控制所有的8個LED小燈的亮和滅,。我們下邊要進(jìn)行依次亮和滅，怎么辦呢,？從這里就可以得到方法了,，如果想讓單片機流水燈流動起來，依次要實現(xiàn)的結(jié)果是：0xFE,0xFD,0xFB,0xF7,0xEF,0xDF,0xBF,0x7F,。

　　在我們的C語言當(dāng)中，有一個移位操作,，其中<<代表的是左移,，>>代表的是右移。比如a = 0x01 << 1就是a 的結(jié)果等于0x01左移一位,。大家注意,，移位都是指二進(jìn)制移位,，那么移位完了，本來在第0位的1移動到了第一位上,，移動完了低位是補0的,。所以a的值最終是等于0x02,。

　　還要學(xué)習(xí)另外一個運算符~，這個符號是按位取反的意思,，同樣,，按位取反也是針對二進(jìn)制而言,。比如a = ~(0x01),，0x01的二進(jìn)制是0b00000001，按位取反是0b11111110,，那么a的值就是0xFE了,。

　　學(xué)會了這兩個符號后，那么我們就可以把流水燈的程序?qū)懗鰜?，先把程序貼上,。

#include <reg52.h>

sbit ADDR0 = P1^0;

sbit ADDR1 = P1^1;

sbit ADDR2 = P1^2;

sbit ADDR3 = P1^3;

sbit ENLED = P1^4;

void main()

{

unsigned char j = 0;

unsigned int i = 0;

ENLED = 0;

ADDR0 = 0;

ADDR1 = 1;

ADDR2 = 1;

ADDR3 = 1; //74HC138開啟三極管Q16

while(1) //程序死循環(huán)

{

P0 = ~(0x01 << j++); //P0等于1左移j位，并且j++

for(i=0; i<20000; i++); //延時

if(j == 8) //如果j等于8,，重新給j賦值0

{

j = 0;

}

}

}

　　這里我只講兩種情況,，當(dāng)j等于0的時候，1左移0位還是1,，那么寫成二進(jìn)制后就是0b00000001,，對這個數(shù)字按位取反就是0b11111110，亮的是最右邊的小燈,。當(dāng)j等于7的時候,，1左移7位就是0b10000000，按位取反0b01111111,，亮的是最左邊的小燈。

　　流水燈結(jié)束后,，關(guān)于小燈的講解,，我們暫時告一段落，后邊還有小燈的高級用法,，我們到時候再詳細(xì)講解,。