C51單片機數(shù)據(jù)類型的具體定義及應(yīng)用

先來簡單說說C語言的標識符和關(guān)鍵字。標識符是用來標識源程序中某個對象的名字的，這些對象可以是語句、數(shù)據(jù)類型、函數(shù)、變量、數(shù)組等等。C語言是大小字敏感的一種高級語言，如果我們要定義一個定時器1，可以寫做“Timer1”，如果程序中有“TIMER1”，那么這兩個是完全不同定義的標識符。標識符由字符串，數(shù)字和下劃線等組成，注意的是第一個字符必須是字母或下劃線，如“1Timer”是錯誤的，編譯時便會有錯誤提示。有些編譯系統(tǒng)專用的標識符是以下劃線開頭，所以一般不要以下劃線開頭命名標識符。標識符在命名時應(yīng)當(dāng)簡單，含義清晰，這樣有助于閱讀理解程序。在C51編譯器中，只支持標識符的前32位為有效標識，一般情況下也足夠用了，除非你要寫天書：P。

關(guān)鍵字則是編程語言保留的特殊標識符，它們具有固定名稱和含義，在程序編寫中不允許標識符與關(guān)鍵資亦同。在KEIL uVision2中的關(guān)鍵字除了有ANSI C標準的32個關(guān)鍵字外還根據(jù)51單片機的特點擴展了相關(guān)的關(guān)鍵字。其實在KEIL uVision2的文本編輯器中編寫C程序，系統(tǒng)可以把保留字以不同顏色顯示，缺省顏色為天藍色。

先看表4－1，表中列出了KEIL uVision2 C51編譯器所支持的數(shù)據(jù)類型。在標準C語言中基本的數(shù)據(jù)類型為char，int，short，long，float和double，而在C51編譯器中int和short相同，float和double相同，這里就不列出說明了。下面來看看它們的具體定義：

1． char字符類型

char類型的長度是一個字節(jié)，通常用于定義處理字符數(shù)據(jù)的變量或常量。分無符號字符類型unsigned char和有符號字符類型signed char，默認值為signed char類型。unsigned char類型用字節(jié)中所有的位來表示數(shù)值，所可以表達的數(shù)值范圍是0～255。signed char類型用字節(jié)中最高位字節(jié)表示數(shù)據(jù)的符號，“0”表示正數(shù)，“1”表示負數(shù)，負數(shù)用補碼表示。所能表示的數(shù)值范圍是-128～+127。unsigned char常用于處理ASCII字符或用于處理小于或等于255的整型數(shù)。

＊正數(shù)的補碼與原碼相同，負二進制數(shù)的補碼等于它的絕對值按位取反后加1。

2． int整型

int整型長度為兩個字節(jié)，用于存放一個雙字節(jié)數(shù)據(jù)。分有符號int整型數(shù)signed int和無符號整型數(shù)unsigned int，默認值為signed int類型。signed int表示的數(shù)值范圍是-32768～+32767，字節(jié)中最高位表示數(shù)據(jù)的符號，“0”表示正數(shù)，“1”表示負數(shù)。unsigned int表示的數(shù)值范圍是0～65535。

好了，先停一下吧，我們來寫個小程序看看unsigned char和unsigned int用于延時的不同效果，說明它們的長度是不同的，呵，盡管它并沒有實際的應(yīng)用意義，這里我們學(xué)習(xí)它們的用法就行。依舊用我們上一課的最小化系統(tǒng)做實驗，不過要加多一個電阻和LED，如圖4－1。實驗中用D1的點亮表明正在用unsigned int數(shù)值延時，用D2點亮表明正在用unsigned char數(shù)值延時。

圖4－1　第4課實驗用電路

我們把這個項目稱為TwOLED，實驗程序如下：

#include//預(yù)處理命令 void main（void） //主函數(shù)名

{

unsigned int a; //定義變量a為unsigned int類型

unsigned char b; //定義變量b為unsigned char類型

do

{ //do while組成循環(huán)

for （a=0; a《65535; a++）

P1_0 = 0; //65535次設(shè)P1.0口為低電平，點亮LED

P1_0 = 1; //設(shè)P1.0口為高電平，熄滅LED

for （a=0; a《30000; a++）; //空循環(huán)

for （b=0; b《255; b++）

P1_1 = 0; //255次設(shè)P1.1口為低電平，點亮LED

P1_1 = 1; //設(shè)P1.1口為高電平，熄滅LED

for （a=0; a《30000; a++）; //空循環(huán)

}

while（1）;

}

同樣編譯燒寫，上電運行您就可以看到結(jié)果了。很明顯D1點亮的時間長于D2點亮的時間。程序中的循環(huán)延時時間并不是很好確定，并不太適合要求精確延時的場合，關(guān)于這方面我們以后也會做討論。這里必須要講的是，當(dāng)定義一個變量為特定的數(shù)據(jù)類型時，在程序使用該變量不應(yīng)使它的值超過數(shù)據(jù)類型的值域。如本例中的變量b不能賦超出0～255的值，如for （b=0; b《255; b++）改為for （b=0; b《256; b++），編譯是可以通過的，但運行時就會有問題出現(xiàn)，就是說b的值永遠都是小于256的，所以無法跳出循環(huán)執(zhí)行下一句P1_1 = 1，從而造成死循環(huán)。同理a的值不應(yīng)超出0～65535。大家可以燒片看看實驗的運行結(jié)果，同樣軟件仿真也是可以看到結(jié)果的。

3．long長整型

long長整型長度為四個字節(jié)，用于存放一個四字節(jié)數(shù)據(jù)。分有符號long長整型signed long和無符號長整型unsigned long，默認值為signed long類型。signed int表示的數(shù)值范圍是-2147483648～+2147483647，字節(jié)中最高位表示數(shù)據(jù)的符號，“0”表示正數(shù)，“1”表示負數(shù)。unsigned long表示的數(shù)值范圍是0～4294967295。

4．float浮點型

float浮點型在十進制中具有7位有效數(shù)字，是符合IEEE－754標準的單精度浮點型數(shù)據(jù)，占用四個字節(jié)。因浮點數(shù)的結(jié)構(gòu)較復(fù)雜在以后的章節(jié)中再做詳細的討論。

5．*　指針型

指針型本身就是一個變量，在這個變量中存放的指向另一個數(shù)據(jù)的地址。這個指針變量要占據(jù)一定的內(nèi)存單元，對不同的處理器長度也不盡相同，在C51中它的長度一般為1～3個字節(jié)。指針變量也具有類型，在以后的課程中有專門一課做探討，這里就不多說了。

6． bit位標量

bit位標量是C51編譯器的一種擴充數(shù)據(jù)類型，利用它可定義一個位標量，但不能定義位指針，也不能定義位數(shù)組。它的值是一個二進制位，不是0就是1，類似一些高級語言中的Boolean類型中的True和False。

7． sfr特殊功能寄存器

sfr也是一種擴充數(shù)據(jù)類型，點用一個內(nèi)存單元，值域為0～255。利用它可以訪問51單片機內(nèi)部的所有特殊功能寄存器。如用sfr P1 = 0x90這一句定P1為P1端口在片內(nèi)的寄存器，在后面的語句中我們用以用P1 = 255（對P1端口的所有引腳置高電平）之類的語句來操作特殊功能寄存器。

＊AT89C51的特殊功能寄存器表請看附錄二

8．sfr16 16位特殊功能寄存器

sfr16占用兩個內(nèi)存單元，值域為0～65535。sfr16和sfr一樣用于操作特殊功能寄存器，所不同的是它用于操作占兩個字節(jié)的寄存器，好定時器T0和T1。

9．sbit可錄址位

sbit同位是C51中的一種擴充數(shù)據(jù)類型，利用它可以訪問芯片內(nèi)部的RAM中的可尋址位或特殊功能寄存器中的可尋址位。如先前我們定義了

sfr P1 = 0x90; //因P1端口的寄存器是可位尋址的，所以我們可以定義

sbit P1_1 = P1＾1;　//P1_1為P1中的P1.1引腳

//同樣我們可以用P1.1的地址去寫，如sbit P1_1 = 0x91;

這樣我們在以后的程序語句中就可以用P1_1來對P1.1引腳進行讀寫操作了。通常這些可以直接使用系統(tǒng)提供的預(yù)處理文件，里面已定義好各特殊功能寄存器的簡單名字，直接引用可以省去一點時間，我自己是一直用的。當(dāng)然您也可以自己寫自己的定義文件，用您認為好記的名字。

關(guān)于數(shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)換等相關(guān)操作在后面的課程或程序?qū)嵗袑⒂兴峒?。大家可以用所講到的數(shù)據(jù)類型改寫一下這課的實例程序，加深對各類型的認識。