C语言,单片机主要运用到那些?单片机的特点及应用?
C语言,单片机主要运用到那些?
C语言在单片机编程中扮演着重要的角色。单片机是一种集成了处理器、内存、IO接口等功能的微型计算机芯片,广泛应用于控制和嵌入式系统中。C语言作为一种高级编程语言能够方便地控制单片机的硬件资源,并且具有良好的可移植性和效率。在单片机中,C语言主要用于编写底层驱动程序、实现中断服务程序、控制IO口和外设、处理时钟和定时器等,以及实现各种控制算法和逻辑处理。通过C语言编程,可以实现各种功能丰富且高效的单片机应用程序。
需要用到几个最常见的语句:if、for、while。对于单片机的学习,要多动手实践,多自己琢磨,可以用一个开发板,类似于吴(鉴鹰)开发板。
以下是单片机主要运用到C语言的几个方面:
1. 嵌入式系统开发:单片机是嵌入式系统的核心,而C语言具有高效、灵活和可移植的特性,非常适合用于嵌入式系统的开发。使用C语言可以编写底层驱动程序、控制算法和系统应用程序等。
2. 低级编程:C语言提供了对硬件的底层访问和控制的能力,可以直接操作寄存器、引脚和外设等。这使得C语言成为单片机编程的理想选择,可以实现对硬件的精细控制。
3. 资源管理:在单片机中,资源如存储器、处理器和外设等都是有限的。C语言具有良好的内存管理能力,可以有效地管理和利用有限的资源,提高系统的效率和性能。
4. 系统调试和测试:C语言具有丰富的调试和测试工具,可以帮助开发人员进行系统的调试和性能优化。通过使用C语言的调试器和仿真器,可以对单片机程序进行逐步调试和监视。
5. 移植性:C语言具有很高的移植性,可以在不同的单片机平台上进行开发和移植。这使得开发人员可以更加灵活地选择单片机型号,同时也方便了代码的重用和维护。
总的来说,C语言在单片机编程中具有广泛的应用,可以实现对硬件的底层控制和高效的系统开发。它是单片机编程的主要工具之一,被广泛应用于各种嵌入式系统和物联网设备中。
在单片机的开发应用中,已逐渐开始引入高级语言,
C语言就是其中的一种。对用惯了汇编的人来说,总觉得高级语言’可控性’不好,不如汇编那样随心所欲。
但是只要我们掌握了一定的C语言知识,有些东西还是容易做出来的,以下是笔者实际工作中遇到的几个问题,希望对初学C51者有所帮助。
一、C51热启动代码的编制
对于工业控制计算机,往往设有有看门狗电路,当看门狗动作,使计算机复位,这就是热启动。
热启动时,一般不允许从头开始,这将导致现有的已测量到或计算到的值复位,导致系统工作异常。
因而在程序必须判断是热启动还是冷启动,常用的方法是:确定某内存单位为标志位(如0x7f位和0x7e位),
启动时首先读该内存单元的内容,如果它等于一个特定的值(例如两个内存单元的都是0xaa),就认为是热启动,
否则就是冷启动,程序执行初始化部份,并将0xaa赋与这两个内存单元。
根据以上的设计思路,编程时,设置一个指针,让其指向特定的内存单元如0x7f,然后在程序中判断,程序如下:
void main()
{ char data *HotPoint=(char *)0x7f;
if((*HotPoint==0xaa)&&(*(--HotPoint)==0xaa))
{ /*热启动的处理 */
}
else
{ HotPoint=0x7e; /*冷启动的处进
*HotPoint=0xaa;
*(++HotPoint)=0xaa;
}
/*正常工作代码*/
}
然而实际调试中发现,无论是热启动还是冷启动,开机后所有内存单元的值都被复位为0,当然也实现不了热启动的要求。这是为什么呢?原来,用C语言编程时,开机时执行的代码并非是从main()函数的第一句语句开始的,在main()函数的第一句语句执行前要先执行一段’起始代码’。正是这段代码执行了清零的工作。C编译程序提供了这段起始代码的源程序,名为CSTARTUP.A51,打开这个文件,可以看到如下代码:
.
IDATALEN EQU 80H ; the length of IDATA memory in bytes.
.
STARTUP1:
IF IDATALEN <> 0
MOV R0,#IDATALEN - 1
CLR A
IDATALOOP: MOV @R0,A
DJNZ R0,IDATALOOP
ENDIF
.
可见,在执行到判断是否热启动的代码之前,起始代码已将所有内存单元清零。如何解决这个问题呢?好在启动代码是可以更改的,方法是:修改startup.a51源文件,然后用编译程序所附带的a51.exe程序对 startup.a51编译,得到startup.obj文件,然后用这段代码代替原来的起始代码。具体步骤是(设C源程序名为HOTSTART.C):
修改startup.a51源文件(这个文件在C51LIB目录下)。
执行如下命令:
A51 startup.a51 得到startup.obj文件。将此文件拷入HOTSTART.C所在目录。
将编好的C源程序用C51.EXE编译好,得到目标文件HOTS
TART.OBJ。
用 L51 HOTSTART, STARTUP.OBJ 命令连接,得到绝对目标文件HOTSTART。
用 OHS51 HOTSTART 得到HOTSTART.HEX文件,即可。
对于startup.a51的修改,根据自已的需要进行,如将IDATALEN EQU 80H中的80H改为70H,就可以使6F到7F的16字节内存不被清零。
二、直接调用EPROM中已固化的程序
笔者用的仿真机,由6位数码管显示,在内存DE00H处放显示子程序,只要将要显示的数放入显示缓冲区,然后调用这个子程序就可以使用了,汇编指令为:
LCALL 0DEOOH
在用C语言编程时,如何实现这一功能呢?C语言中有指向函数的指针这一概念,可以利用这种指针来实现用函数指针调用函数。指向函数的指针变量的定义格式为:
类型标识符 (*指针变量名)();
在定义好指针后就可以给指针变量赋值,使其指向某个函数的开始存地址,然后用
(*指针变量名)()即可调用这个函数。如下例:
void main(void)
{
void (*DispBuffer)(); /*定义指向函数指针*/
DispBuffer=0xde00; /*赋值*/
for(;;)
{ Key();
DispBuffer();
}
}
三、将浮点数转化为字符数组
笔者在编制应用程序时有这样的要求:将运算的结果(浮点数)存入EEPROM中。我们知道,浮点数在C语言中是以IEEE格式存储的,一个浮点数占用四个字节,例如浮点数34.526存为(160,26,10,66)这四个数。要将一个浮点数存入EEPROM,实际上就是要存这四个数。那么如何在程序中得到一个浮点数的组成数呢?
浮点数在存储时,是存储连续的字节中的,只要设法找到存储位置,就可以得到这些数了。可以定义一个void的指针,将此指针指向需要存储的浮点数,然后将此指针强制转化为char型,这样,利用指针就可以得到组成该浮点数的各个字节的值了。具体程序如下:
#define uchar unsigned char#define uint unsigned intvoid FtoC(void)
{ float a;
uchar i,*px
uchar x[4]; /*定义字符数组,准备存储浮点数的四个字节*、
void *pf;
px=x; /*px指针指向数组x*/
pf=&a; /*void 型指针指向浮点数首地址*/
a=34.526;
for(i=0;i<4;i++)
{ *(px+i)=*((char *)pf+i); /*强制void 型指针转成char型,因为*/
} /*void型指针不能运算*/
}
如果已将数存入EEPROM,要将其取出合并,方法也是一样,可参考下面的程序。
#define uchar unsigned char#define uint unsigned int
void CtoF(void)
{ float a;
uchar i,*px
uchar x[4]={56,180,150,73};
void *pf;
px=x;
pf=&a;
for(i=0;i<4;i++)
{ *((char *)pf+i)=*(px+i);
}
}
以上所用C语言为FRANKLIN C51 VER 3.2。
单片机的特点及应用?
基本特点如下:
1、芯片虽小,五脏俱全,是单片机主要特点之一。其内部设有程序存储器、数据存储器、各种接口电路。而大型的处理器运算速度较高,运算器位数较多,处理能力较强,但需要在外部配置接口电路。
2、单片机主频一般在100MHZ以下,适合用于独立工作的小型产品之中,引脚数量从几个到百余个。
3、应用简单、灵活,可用汇编语言及C语言开发单片机产品。例如:精控-定时程序控制器就是基于单片机技术开发的自动化控制产品。