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                      第五課 C51變量

                      作者:佚名   來源:本站原創   點擊數:x  更新時間:2007年07月18日   【字體:
                        上課所提到變量就是一種在程序執行過程中其值能不斷變化的量。要在程序中使用變量必須先用標識符作為變量名,并指出所用的數據類型和存儲模式,這樣編譯系統才能為變量分配相應的存儲空間。定義一個變量的格式如下:
                          [存儲種類] 數據類型 [存儲器類型] 變量名表
                        在定義格式中除了數據類型和變量名表是必要的,其它都是可選項。存儲種類有四種:自動(auto),外部(extern),靜態(static)和寄存器(register),缺省類型為自動(auto)。這些存儲種類的具體含義和使用方法,將在第七課《變量的存儲》中進一步進行學習。
                        而這里的數據類型則是和我們在第四課中學習到的名種數據類型的定義是一樣的。說明了一個變量的數據類型后,還可選擇說明該變量的存儲器類型。存儲器類型的說明就是指定該變量在單片機c語言硬件系統中所使用的存儲區域,并在編譯時準確的定位。表6-1中是KEIL uVision2所能認別的存儲器類型。注意的是在AT89c51芯片中RAM只有低128位,位于80H到FFH的高128位則在52芯片中才有用,并和特殊寄存器地址重疊。特殊寄存器(SFR)的地址表請看附錄二 AT89c51特殊功能寄存器列表

                      表6-1 存儲器類型

                      存儲器類型

                      說 明

                      data

                      直接訪問內部數據存儲器(128字節),訪問速度最快

                      bdata

                      可位尋址內部數據存儲器(16字節),允許位與字節混合訪問

                      idata

                      間接訪問內部數據存儲器(256字節),允許訪問全部內部地址

                      pdata

                      分頁訪問外部數據存儲器(256字節),用MOVX @Ri指令訪問

                      xdata

                      外部數據存儲器(64KB),用MOVX @DPTR指令訪問

                      code

                      程序存儲器(64KB),用MOVC @A+DPTR指令訪問

                       


                        如果省略存儲器類型,系統則會按編譯模式SMALL,COMPACT或LARGE所規定的默認存儲器類型去指定變量的存儲區域。無論什么存儲模式都能聲明變量在任何的8051存儲區范圍,然而把最常用的命令如循環計數器和隊列索引放在內部數據區能顯著的提高系統性能。還有要指出的就是變量的存儲種類與存儲器類型是完全無關的。

                      . 數據存儲模式
                      存儲模式決定了沒有明確指定存儲類型的變量,函數參數等的缺省存儲區域,共三種:
                      1. 1. Small模式
                      所有缺省變量參數均裝入內部RAM,優點是訪問速度快,缺點是空間有限,只適用于小程序。
                      2. 2. Compact模式
                      所有缺省變量均位于外部RAM區的一頁(256Bytes),具體哪一頁可由P2口指定,在STARTUP.A51文件中說明,也可用pdata指定,優點是空間較Small為寬裕速度較Small慢,較large要快,是一種中間狀態。
                      3. 3. large模式
                      所有缺省變量可放在多達64KB的外部RAM區,優點是空間大,可存變量多,缺點是速度較慢。
                      提示:存儲模式在單片機c語言編譯器選項中選擇。

                        之前提到簡單提到sfr,sfr16,sbit定義變量的方法,下面我們再來仔細看看。
                        sfr和sfr16能直接對51單片機的特殊寄存器進行定義,定義方法如下:
                          sfr 特殊功能寄存器名= 特殊功能寄存器地址常數;
                          sfr16 特殊功能寄存器名= 特殊功能寄存器地址常數;
                        我們能這樣定義AT89c51的P1口
                          sfr P1 = 0x90; //定義P1 I/O口,其地址90H
                        sfr關鍵定后面是一個要定義的名字,可任意選取,但要符合標識符的命名規則,名字最好有一定的含義如P1口能用P1為名,這樣程序會變的好讀好多。等號后面必須是常數,不允許有帶運算符的表達式,而且該常數必須在特殊功能寄存器的地址范圍之內(80H-FFH),具體可查看附錄中的相關表。sfr是定義8位的特殊功能寄存器而sfr16則是用來定義16位特殊功能寄存器,如8052的T2定時器,能定義為:
                          sfr16 T2 = 0xCC; //這里定義8052定時器2,地址為T2L=CCH,T2H=CDH
                      用sfr16定義16位特殊功能寄存器時,等號后面是它的低位地址,高位地址一定要位于物理低位地址之上。注意的是不能用于定時器0和1的定義。
                        sbit可定義可位尋址對象。如訪問特殊功能寄存器中的某位。其實這樣應用是經常要用的如要訪問P1口中的第2個引腳P1.1。我們能照以下的方法去定義:
                      (1)sbit 位變量名=位地址
                        sbit P1_1 = Ox91;
                      這樣是把位的絕對地址賦給位變量。同sfr一樣sbit的位地址必須位于80H-FFH之間。
                      (2)Sbit 位變量名=特殊功能寄存器名^位位置
                      sft P1 = 0x90;
                        sbit P1_1 = P1 ^ 1; //先定義一個特殊功能寄存器名再指定位變量名所在的位置
                      當可尋址位位于特殊功能寄存器中時可采用這種方法
                      (3)sbit 位變量名=字節地址^位位置
                        sbit P1_1 = 0x90 ^ 1;
                        這種方法其實和2是一樣的,只是把特殊功能寄存器的位址直接用常數表示。
                        在單片機c語言存儲器類型中供給有一個bdata的存儲器類型,這個是指可位尋址的數據存儲器,位于單片機的可位尋址區中,能將要求可位錄址的數據定義為bdata,如:
                      unsigned char bdata ib; //在可位錄址區定義ucsigned char類型的變量ib
                      int bdata ab[2]; //在可位尋址區定義數組ab[2],這些也稱為可尋址位對象
                      sbit ib7=ib^7 //用關鍵字sbit定義位變量來獨立訪問可尋址位對象的其中一位
                      sbit ab12=ab[1]^12;
                        操作符"^"后面的位位置的最大值取決于指定的基址類型,char0-7,int0-15,long0-31。
                      下面我們用上一課的電路來實踐一下這一課的知識。同樣是做一下簡單的跑馬燈實驗,項目名為RunLED2。程序如下:

                      sfr P1 = 0x90; //這里沒有使用預定義文件,
                      sbit P1_0 = P1 ^ 0; //而是自己定義特殊寄存器
                      sbit P1_7 = 0x90 ^ 7; //之前我們使用的預定義文件其實就是這個作用
                      sbit P1_1 = 0x91; //這里分別定義P1端口和P10,P11,P17引腳

                      void main(void)
                      {
                      unsigned int a;
                      unsigned char b;
                      do{
                      for (a=0;a<50000;a++)
                      P1_0 = 0; //點亮P1_0
                      for (a=0;a<50000;a++)
                      P1_7 = 0; //點亮P1_7
                      for (b=0;b<255;b++)
                      {
                      for (a=0;a<10000;a++)
                      P1 = b; //用b的值來做跑馬燈的花樣
                      }
                      P1 = 255; //熄滅P1上的LED
                      for (b=0;b<255;b++)
                      {
                      for (a=0;a<10000;a++) //P1_1閃爍
                      P1_1 = 0;
                      for (a=0;a<10000;a++)
                      P1_1 = 1;
                      }
                      }while(1);
                      }

                       

                      . Keil c51指針變量
                      單片機c語言支持一般指針(Generic Pointer)和存儲器指針(Memory_Specific Pointer).
                      1. 1. 一般指針
                      一般指針的聲明和使用均與標準C相同,不過同時還能說明指針的存儲類型,例如:
                      long * state;為一個指向long型整數的指針,而state本身則依存儲模式存放。
                      char * xdata ptr;ptr為一個指向char數據的指針,而ptr本身放于外部RAM區,以上的long,char等指針指向的數據可存放于任何存儲器中。
                      一般指針本身用3個字節存放,分別為存儲器類型,高位偏移,低位偏移量。
                      2. 2. 存儲器指針
                      基于存儲器的指針說明時即指定了存貯類型,例如:
                      char data * str;str指向data區中char型數據
                      int xdata * pow; pow指向外部RAM的int型整數。
                      這種指針存放時,只需一個字節或2個字節就夠了,因為只需存放偏移量。
                      3. 3. 指針轉換
                      即指針在上兩種類型之間轉化:
                      l 當基于存儲器的指針作為一個實參傳遞給需要一般指針的函數時,指針自動轉化。
                      l 如果不說明外部函數原形,基于存儲器的指針自動轉化為一般指針,導致錯誤,因而請用“#include”說明所有函數原形。
                      l 能強行改變指針類型。

                       變量的存儲類別

                      一、static(靜態局部)變量。
                      1、靜態局部變量在程序整個運行期間都不會釋放內存。
                      2、對于靜態局部變量,是在編譯的時候賦初值的,即只賦值一次。如果在程序運行時已經有初值,則以后每次調用的時候不再重新賦值。
                      3、如果定義局部變量的時候不賦值,則編譯的時候自動賦值為0。而對于自動變量而言,定義的時候不賦值,則是一個不確定的值。
                      4、雖然靜態變量在函數調用結束后仍然存在,但是其他函數不能引用。
                       
                        二、用extern聲明外部變量。
                      用extern聲明外部變量,是為了擴展外部變量的作用范圍。比如一個程序能由多個源程序文件組成。如果一個程序中需要引用另外一個文件中已經定義的外部變量,就需要使用extern來聲明。
                        正確的做法是在一個文件中定義外部變量,而在另外一個文件中使用extern對該變量作外部變量聲明。
                        一個文件中:   int abc;
                        另外一個文件中:   extern abc;
                       
                      例子:
                      用extern將外部變量的作用域擴展到其他文件:
                      文件1:
                      //用extern將外部變量的作用域擴展到其他文件中
                      #include
                      #include
                      #include
                      unsigned int array[10];
                      void fillarray();
                      void init_ser()
                      {
                       SCON=0X50;
                       TMOD|=0X20;
                       TH1=0XF3;
                       TR1=1;
                       TI=1;
                      }
                      void main()
                      {
                       unsigned int i;
                       init_ser();
                       fillarray();
                       for(i=0;i<10;i++)
                       {
                        printf("array[%d]=%d\n",i,array[i]);
                       }
                        for(;;){;}
                      }
                       
                      文件2:
                      extern int array[10];
                      void fillarray()
                      {
                       unsigned char i;
                       for(i=0;i<10;i++)
                       {
                        array[i]=i;
                       }
                      }

                       

                      在單片機c語言中變量的空間分配幾個方法

                      1、 data區空間小,所以只有頻繁用到或對運算速度要求很高的變量才放到data區內,比如for循環中的計數值。

                      2、 data區內最好放局部變量。

                      因為局部變量的空間是能覆蓋的某個函數的局部變量空間在退出該函數是就釋放,由別的函數的局部變量覆蓋),能提高內存利用率。當然靜態局部變量除外,其內存使用方式與全局變量相同;

                      3、 確保你的程序中沒有未調用的函數。

                      在Keil C里遇到未調用函數,編譯器就將其認為可能是中斷函數。函數里用的局部變量的空間是不釋放,也就是同全局變量一樣處理。這一點Keil C做得很愚蠢,但也沒辦法。

                      4、 程序中遇到的邏輯標志變量能定義到bdata中,能大大降低內存占用空間。

                      在51系列芯片中有16個字節位尋址區bdata,其中能定義8*16=128個邏輯變量。定義方法是: bdata bit LedState;但位類型不能用在數組和結構體中。

                      5、 其他不頻繁用到和對運算速度要求不高的變量都放到xdata區。

                      6、 如果想節省data空間就必須用large模式,將未定義內存位置的變量全放到xdata區。當然最好對所有變量都要指定內存類型。

                      7、 當使用到指針時,要指定指針指向的內存類型。

                      在單片機c51語言中未定義指向內存類型的通用指針占用3個字節;而指定指向data區的指針只占1個字節;指定指向xdata區的指針占2個字節。如指針p是指向data區,則應定義為: char data *p;。還可指定指針本身的存放內存類型,如:char data * xdata p;。其含義是指針p指向data區變量,而其本身存放在xdata區。

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