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单片机：C51的基本运算

发布于 2020-06-14 | 10分钟 | 2333字数 | 浏览量：

C51的基本运算

  • C51语言的基本运算与标准C类似，主要包括算术运算、关系运算、逻辑运算、位运算和赋值运算及其表达式等。

    算术运算符

    算术运算的算术运算符及其说明如下

    符号 说明 举例（设x=10,y=3）
    + 加法运算 z=x+y; //z=13
    - 减法运算 z=x-y; //z=7
    * 乘法运算 z=x*y; //z=30
    / 除法运算 z=x/y; //z=3
    % 取余数运算 z=x%y; //z=1
    ++ 自增1
    -- 自减1

    自增运算符与自减运算符

    运算符 说明 举例（设x初值为4）
    x++ 先用x的值，再让x加1 y=x++; //y为4，x为5
    ++x 先让x+1，再用x的值 y=++x; //y为5，x为5
    x-- 先用x的值，再让x-1 y=x--; //y为4，x为3
    --x 先让x-1，再用x的值 y=--x; //y为3，x为3

    逻辑运算符

    逻辑运算符及其说明

    运算符 说明 举例（设a=2,b=3）
    && 逻辑与 a&&b; //返回值为0
    || 逻辑或 a||b; //返回值为1
    ！ 逻辑非 !a; //返回值为0

    例如：条件“10>20”为假，“2<6”为真，则逻辑与运算为：

    （10>20）&&(2<6)=0&&1=0

    关系运算符

    关系运算符及其说明

    符号 说明 举例（设a=2,b=3）
    > 大于 a>b; //返回值为0
    < 小于 a<b; //返回值为1
    >= 大于等于 a>=b; // 返回值为0
    <= 小于等于 a<=b; //返回值为1
    == 等于 a==b; //返回值为0
    != 不等于 a!=0; //返回值为1

    位运算

    位运算及其说明

    符号 说明 举例
    & 按位逻辑与 0x19&0x4d=0x09
    | 按位逻辑或 0x19|0x4d=0x5d
    ^ 按位异或 0x19^0x4d=0x54
    ~ 按位取反 x=0x0f,则~x=0xf0
    << 按位左移（高位丢弃，低位补0） y=0x3a,若y<<2,则y=0xe8
    >> 按位右移（高位补0，低位丢弃） w=0x0f,若w>>2,则w=0x03
    • 0x19=19H=00011001,0x4d=01001101

    ​ 00011001

    相与 01001101 （上下相同就是该数，不同都是0）

    ​ = 00001001=09

    ​ 00011001

    相或 01001101 （上下相同是该数，不同为1）

    ​ = 01011101=5d

    ​ 00011001

    异或 01001101 （上下相同为0，不同为1）

    ​ = 01010100=54

    x=0x0f,则~x=0xf0 按位取反

    按位左移 00111010 （按位左移或右移后，空余的位补0）

    左移两位 11101000

    按位右移 00001111

    右移两位 00000011

    • 在实际应用中，常想改变I/O口某一位的值，而不影响其他位，如果I/O口可位寻址的，这个问题就很简单，但有时外扩的I/O口只能进行字节操作，要想实现单独位控，就要采用位操作

    例：编写程序将扩展的某I/O口PORTA（只能字节操作）的PORTA.5清0，PORTA.1置为1.

/*要想使其第五位清0而其他位不动，那么使用与逻辑运算，使其与11011111相与*/
/*要想使其第一位置1而其他位不变，那么使用或逻辑运算，使其与00000001相或*/
#define<absacc.h>
#define PORTA XBYTE[0xffc0]/*以字节形式去访问片外的地址0ffc0*/
void main(void)
{
    ……
    PORTA=(PORTA&0xdf)|0X02
    ……
}

指针和取地址运算符

  • 指针变量用于存储某个变量的地址

  • C51用''和'&'运算符来提取变量内容和变量地址*

赋值、指针和取值运算及其说明
符号 说明
* 提取变量的内容
& 提取变量的地址
  • 提取变量的内容和变量的地址的一般的形式分别为：

*目标变量=指针变量 //将指针变量所指的存储单元内容赋值给目标变量。

指针变量=&目标变量 //将目标变量的地址赋值给指针变量。

注意：指针变量中只能存放地址（也就是指针型数据），一般情况下不要将非指针类型的数据赋值给一个指针变量。

例如： a=&b; //定义指向b的地址

			   c=*b;             //定义指向b地址的内容

int i;         //定义整型变量i
int*b;         //定义指向整数的指针变量b
b=&i;          //定义指向i的地址
错误写法：b=i，整型变量的值不可以等于指针变量

C51的分支与循环程序结构

  • 在C51的程序结构上可以把程序分为三类，即顺序、分支和循环结构。

分支控制语句

  • 分为if语句和switch语句

    • if语句：if语句是用来判定所给定的条件是否满足，根据判定结果执行两种操作之一。if语句的基本结构if(表达式){语句}
    1. 形式1：if(表达式){语句}

    if(x>y){max=x;min=y};/*若表达式为真就执行后面的语句*/

    1. 形式2：if(表达式){语句1;} else{语句2;}
    if(x>y)/*if后表达式为真执行语句1，否则执行语句2*/
{max=x;}
else{min=y;}
    1. if语句的嵌套格式if,else if
    if(表达式1){语句1;}/*依次向下判定，是否符合表达式1，执行或往下递推，直到是否符合表达式n-1，符合就是语句n-1,不符合就是语句n*/
else if(表达式2){语句2;}
else if(表达式3){语句3;}
......
    else{语句n;}

    例如：

    if(x>100){y=1;}
else if{x>50}{y=2;}
else if(x>30){y=3;}
else if(x>20){y=4;}
else {y=5;}
    • switch语句：switch语句是多分支选择语句，一般形式如下
    switch(表达式1)/*当表达式1和常量表达式1相同时，就执行后面的语句1，之后遇到break就退出switch语句，以此类推，当所有常量表达式没有与表达式相对应的值，那么就执行default后面的语句n+1*/
{
    case 常量表达式1:{语句1；}break;
    case 常量表达式2:{语句2；}break;
        ……
    case 常量表达式n:{语句n；}break;
    default:{语句n+1;}
/*每一case常量表达式需互不相同，否则将混乱*/
/*各个case和default出现次序，不影响程序执行的结果*/
/*如果在case中遗忘了break语句，则程序执行了本行之后，不会按规定退出switch语句，而是将执行后续的case语句。在执行一个case分支后，使流程跳出switch结构，即终止switch语句的执行，可以用一条break语句完成*/
}

    例如：在单片机程序设计中，常用switch语句作为键盘中按键按下的判别，并根据按下键的键号跳向各自的分支处理程序。

    input:  keynum=keyscan()/*keyscan是键盘扫描函数*/
switch(keynum)
{
      case 1:key1();break;//如果按下键为1键，则执行函数key1()
      case 2:key2();break;//如果按下键为2键，则执行函数key2()
      case 3:key3();break;//如果按下键为3键，则执行函数key3()
      case 4:key4();break;//如果按下键为4键，则执行函数key4()
  ……
      default:goto input
         
}

循环结构流程控制语句

  • 实现循环结构的语句有以下三种：while语句、do-while语句和for语句。

    • while语句：语法形式如下
    while(表达式)
{
    循环体语句；
}
/*while是先判断表达式真假，若为假程序不会执行，为真才执行*/

    例如：

    while((P1&0x80))= =0)
{}

    while中的条件语句对AT89S52单片机的P1口第七位进行测试，如果P1 7为低（0），则由循环体无实际操作语句，故继续测试下去（等待），一旦P1 7变为高电平（1），则循环终止

    • do while语句：语法形式如下
    do
{
    循环体语句;
}
while(表达式)；
/*do while 先执行循环体语句，再判断表达式真假，若为假则停止程序，但前提数据已经录入，即程序已经运行了。*/

    例：实型数组SAMPLE存有10个采样值，编写程序段，要求返回其平均值（平均值滤波）

    float avg(float *sample)
{
    float sum=0;
    char n=0;
    do
    {
        sum+=sample[n];/*sum+=sample与sum=sum+sample等价*/
        n++;
    }while(n<10);
    return(sum/10);
}
    • 基于for语句的循环：for循环的一般格式如下：
    for(表达式1;表达式2;表达式3)
{
    循环体语句；
}

    例：编写一个延时1ms程序

    void delayms(unsigned char int j)/*delayms延时函数*/
{
    unsigned char i;
    while{j- -}
    {
        for(i=0;i<125;i++)/*执行一个for语句大概要延时8us，要执行125次，共延时1ms,利用for语句来延时*/
        {;}/*等待*/
    }
}

    例：求1+2+3+...+100的累加和

    #include<reg51.h>
#include<stdio.h>
main()
{
	int nvar1,nsum;
	for(nvarl=0,nsum=1;nsum<=100;nsum++)
	nvar1+=nsum;  //累加求和
	while(1);
}
    • break语句

    例：

    void main(void)
{
    int i,sum;
    sum=0;
    for(i=1;i<=10;i++)
    {
        sum=sum+i;
        if(sum>5)break;
        print("sum=%d\n",sum);/*通过串口向计算机屏幕输出显示sum值*/
    }
}
    • continue语句

    例：输出整数1~100的累加值，但要求跳过所有个位为3的数。

    void main(void)
{
    int i,sum=0;
    for(i=1;i<=100;i++)
    {
        if(i%10= =3)
        continue;
        sum=sum+i;
    }    
    print("sum=%d\n",sum);/*在计算机屏幕显示sum值，了解本语句的功能即可*/
}
    • goto语句：基本格式如下：goto 标号

    例：计算整数1~100的累加值，存放到sum中。

    void main(void)
{
    unsigned char i
    int sum;
     sumadd;
    sum=sum+i;
    i++;
    if(i<101)
    {
        goto sumadd/*无条件跳转到sumadd*/
    }
}
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