C51 中的變量定義

C51可支持圖5-1所列的數(shù)據(jù)類型，但80C51單片機(jī)的CPU是一個(gè)8位微控制器。用8位字節(jié)（如：char和unsigned char）的操作比用整數(shù)或長(zhǎng)整數(shù)類型的操作更有效。對(duì)于C這樣的高級(jí)語(yǔ)言，不管使用什么樣的數(shù)據(jù)類型，表面上看起來(lái)很簡(jiǎn)單，然而，實(shí)際上C51編譯器要用一系列機(jī)器指令對(duì)其進(jìn)行復(fù)雜的數(shù)據(jù)類型處理。特別是使用浮點(diǎn)變量時(shí)，將明顯地增加程序長(zhǎng)度和運(yùn)算時(shí)間。除非程序必須保證運(yùn)行精度，在編寫C程序時(shí)，盡量避免使用大量的不必要的變量類型。否則會(huì)增加所調(diào)用的函數(shù)的數(shù)量，使程序過于龐大，運(yùn)行速度降低，甚至在代碼區(qū)中無(wú)法安裝。

下面僅對(duì)C51在變量定義中注意的問題以及與80C51存儲(chǔ)資源有關(guān)的問題作說明，其余遵循C語(yǔ)言的規(guī)定。

1．變量聲明

在變量的聲明中，可以包括存儲(chǔ)類型和signed或unsigned等屬性。如：

（1）char data var1；

定義字符型變量var1，被分配在內(nèi)部RAM低128B，編譯后，通過直接尋址方式訪問。

（2）char code text[ ] = “ENTER PARAMETER”；

定義字符數(shù)組text[ ]，將其分配到程序存儲(chǔ)區(qū)，并賦初始值“ENTER PARAMETER”。編譯后，通過MOVC A, @A+DPTR訪問。

（3）unsigned long xdata array[100]；

定義無(wú)符號(hào)長(zhǎng)整型數(shù)組array[100]，將其分配到外RAM中，編譯后，通過MOVX A, @DPTR訪問。

（4）float idata x,y,z；

定義浮點(diǎn)類型變量x,y,z，將其分配到內(nèi)RAM中，編譯后，通過間接尋址方式訪問。

（5）unsigned int pdata dimension；

定義無(wú)符號(hào)整型變量dimension，將其分配到外RAM中，編譯后，通過MOVX A, @Ri指令采用分頁(yè)的形式訪問。

（6）unsigned char xdata vector[10][4][4]；

定義無(wú)符號(hào)字符型數(shù)組vector[10][4][4]，將其分配到外RAM中，編譯后，通過MOVX A,@DPTR訪問。

（7）char bdata flags；

定義字符型變量flags，將其分配到可位尋址的內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中，可以以字節(jié)方式訪問，也可以以位方式訪問。

如果在變量的定義中，沒有包括存儲(chǔ)器類型，編譯器將自動(dòng)選用默認(rèn)或暗示的存儲(chǔ)器類型。暗示的存儲(chǔ)器類型適用于所有的全局變量和靜態(tài)變量，還有不能分配在寄存器中的函數(shù)參數(shù)和局部變量。默認(rèn)的存儲(chǔ)器類型由編譯器的參數(shù)SMALL、COMPACT及LARGE決定，這些參數(shù)定義了編譯時(shí)使用的存儲(chǔ)模式。

2．位變量(bit)

與80C51硬件特性操作有關(guān)的可以定義成位變量。位變量定位在80C51單片機(jī)的片內(nèi)RAM的位尋址空間。

3．整型變量(int)

整形變量的長(zhǎng)度為16位，占2個(gè)字節(jié)，在存儲(chǔ)器中的存放格式為高位在低地址字節(jié)，低位在高地址字節(jié)。

4．浮點(diǎn)變量（float）

浮點(diǎn)變量的長(zhǎng)度為32位，占4個(gè)字節(jié)，在存儲(chǔ)器中的存放格式如下：

地址

＋0

＋1

＋2

＋3

內(nèi)容

MMMMMMMM

MMMMMMMM

EMMMMMMM

SEEEEEEE

其中： S表示符號(hào)位，1表示“正”，0表示“負(fù)”。

M表示23尾數(shù)，省略了最高位1。

E表示8位指數(shù)位。

5．特殊功能寄存器（sfr、sfr16、sbit）

80C51單片機(jī)提供128B的SFR尋址區(qū)，這個(gè)區(qū)域可位尋址、字節(jié)尋址或字尋址，用以控制定時(shí)器、計(jì)數(shù)器、串口、I/O及其他部件，分別由以下幾種關(guān)鍵字說明：

（1）sfr：字節(jié)尋址。比如sfr P0=0x80；表示P0口地址為80H，“＝”后為80H～FFH之間的常數(shù)。

（2）sfr16：字尋址。如sfr16 T2=0xCCCD；指定Timer2口地址T2L=CCH，T2H=CDH。

（3）sbit：位尋址。如sbit EA=0xAF位為EA，即中斷允許。還可以有如下的定義方法：

例如：sbit OV=PSW^2； /*定義OV為PSW的第2位，當(dāng)然需要先有PSW定義*/

sbit OV=0XD0^2； /*同上*/

在實(shí)際應(yīng)用中，建議將這些定義放入一個(gè)頭文件中，以便使用。KeilC51中的reg51.h便是這樣一個(gè)文件，所以，在C程序中會(huì)看到“#include”語(yǔ)句。

6．C51中的指針

C51編譯器支持用星號(hào)（*）進(jìn)行指針聲明?？梢杂弥羔樛瓿稍跇?biāo)準(zhǔn)C語(yǔ)言中所有操作。另外，由于80C51單片機(jī)及其派生系列所具有的獨(dú)特結(jié)構(gòu)，C51編譯器支持兩種不同類型的指針：存儲(chǔ)器指針和通用指針。

（1）通用指針。通用或未定型的指針的聲明和標(biāo)準(zhǔn)C語(yǔ)言中一樣。如：

char * s； /*字符指針*/

int * numptr； /*整型指針*/

long * state； /*長(zhǎng)整型指針*/

通用指針總是需要三個(gè)字節(jié)來(lái)存儲(chǔ)：第一個(gè)字節(jié)表示存儲(chǔ)器類型，第二個(gè)字節(jié)是指針的高字節(jié)，第三個(gè)字節(jié)是指針的低字節(jié)。

通用指針可以用來(lái)訪問所有類型的變量，而不管變量存儲(chǔ)在哪個(gè)存儲(chǔ)空間中。因而，許多庫(kù)函數(shù)都使用通用指針。通過使用通用指針，一個(gè)函數(shù)可以訪問數(shù)據(jù)，而不用考慮它存儲(chǔ)在什么存儲(chǔ)器中。

通用指針很方便，但是也很慢。在所指向目標(biāo)的存儲(chǔ)空間不明確的情況下，它們用得最多。

（2）存儲(chǔ)器指針。存儲(chǔ)器指針或類型確定的指針在定義時(shí)包括一個(gè)存儲(chǔ)器類型說明，并且總是指向此說明的特定存儲(chǔ)器空間。例如：

char data * str； /*指向內(nèi)RAM低128B的字符指針*/

int xdata * numtab； /*指向程序存儲(chǔ)區(qū)的長(zhǎng)整形指針*/

正是由于存儲(chǔ)器類型在編譯時(shí)已經(jīng)確定，通用指針中用來(lái)表示存儲(chǔ)器類型的字節(jié)就不再需要了。

指向idata、data、bdata和pdata的存儲(chǔ)器指針用一個(gè)字節(jié)保存，指向code和xdata的存儲(chǔ)器指針用兩個(gè)字節(jié)保存。使用存儲(chǔ)器指針比通用指針效率要高，速度要快。當(dāng)然，存儲(chǔ)器指針的使用不是很方便。在所指向目標(biāo)的存儲(chǔ)空間明確并不會(huì)變化的情況下，它們用得最多。

7．C51中的函數(shù)

C51中函數(shù)的定義和使用與標(biāo)準(zhǔn)C基本相同，但對(duì)遞歸調(diào)用有所不同，C51編譯器采用一個(gè)擴(kuò)展關(guān)鍵字reentrant作為定義函數(shù)的選項(xiàng)，需要將一個(gè)函數(shù)定義為再入函數(shù)時(shí)，只要在函數(shù)名的后面加上關(guān)鍵字reentrant即可，其格式如下：

函數(shù)類型 函數(shù)名（形式參數(shù)）[reentrant]

再入函數(shù)可被遞歸調(diào)用，無(wú)論合適，包括中斷服務(wù)函數(shù)在內(nèi)的任何函數(shù)都可調(diào)用再入函數(shù)。與非再入函數(shù)的參數(shù)傳遞和局部變量的存儲(chǔ)分配方法不同，C51編譯器為再入函數(shù)生成一個(gè)模擬棧，通過這個(gè)模擬棧來(lái)完成參數(shù)傳遞和存放局部變量。模擬棧所在的存儲(chǔ)空間根據(jù)再入函數(shù)存儲(chǔ)器模式的不同，可以是data、pdata或xdata存儲(chǔ)空間。當(dāng)程序中包含有多種存儲(chǔ)器模式的再入函數(shù)時(shí)，C51編譯器為每種模式單獨(dú)建立一個(gè)模擬棧并獨(dú)立管理各自的指針。