单片机C语言之函数

函数定义

函数是一个自我包含的完成一定相关功能的执行代码段。通常C语言的编译器会自带标准的函数库，这些都是一些常用的函数。标准函数已由编译器软件商编写定义，使用者直接调用就能了，而无需定义。但是标准的函数不足以满足使用者的特殊要求，因此C语言允许使用者根据需要编写特定功能的函数，要调用它必须要先对其进行定义。

定义的模式如下：

函数类型 函数名称(形式参数表)

函数类型是说明所定义函数返回值的类型。返回值其实就是一个变量，只要按变量类型来定义函数类型就行了。如函数不需要返回值函数类型能写作“void”表示该函数没有返回值。注意的是函数体返回值的类型一定要和函数类型一致，不然会造成错误。

函数名称的定义在遵循C语言变量命名规则的同时，不能在同一程序中定义同名的函数，这将会造成编译错误(同一程序中是允许有同名变量的，因为变量有全局和局部变量之分)。

形式参数是指调用函数时要传入到函数体内参与运算的变量，它可以是一个、几个或没有。当函数不需要形式参数时(即无参函数)，括号内为空或写入“void”表示，但括号不能少。

函数体中能包含有局部变量的定义和程序语句，如函数要返回运算值则要使用return语句进行返回。若在函数的{｝号中也能什么也不写，这就成了空函数。在一个程序项目中可以写一些空函数，在以后的修改和升级中能方便的在这些空函数中进行功能扩充。

函数的调用

函数定义好以后，要被其它函数调用了才能被执行。C语言的函数是能相互调用的，但在调用函数前，必须对函数的类型进行说明，就算是标准库函数也不例外。

标准库函数的说明会被按功能分别写在不一样的头文件中，使用时只要在文件最前面用#include预处理语句引入相应的头文件。如前面使用的printf函数的说明是放在文件名为stdio.h的头文件中。

调用就是指一个函数体中引用另一个已定义的函数来实现所需要的功能，这个时候函数体称为主调用函数，函数体中所引用的函数称为被调用函数。主函数只是相对于被调用函数而言。

一个函数体中能调用数个其它的函数，这些被调用的函数同样也能调用其它函数，也能嵌套调用。但是在c51语言中有一个函数是不能被其它函数所调用的，它就是main主函数。

标准库函数只要用#include引入已写好说明的头文件，在程序就能直接调用函数了。如调用的是自定义的函数则要用如下形式编写函数类型说明：

类型标识符 函数的名称(形式参数表);

这样的说明方式是用在被调函数定义和主调函数是在同一文件中。也能把这些写到文件名.h的文件中用#include“文件名.h”引入。

如果被调函数的定义和主调函数不是在同一文件中的，则要用如下的方式进行说明，说明被调函数的定义在同一项目的不一样文件之上，这样说明的函数也能称为外部函数，定义如下：

extern类型标识符 函数的名称(形式参数表);

函数的定义和说明是完全不一样的，在编译的角度上看函数的定义是把函数编译存放在ROM的某一段地址上，而函数说明是告诉编译器要在程序中使用那些函数并确定函数的地址。如果在同一文件中被调函数的定义在主调函数之前，这个时候能不用说明函数类型。也就是说在main函数之前定义的函数，在程序中就能不用写函数类型说明了。能在一个函数体调用另一个函数(嵌套调用)，但不允许在一个函数定义中定义另一个函数。还要注意的是函数定义和说明中的“类型、形参表、名称”等都要相一致。

(二)函数调用的一般形式

调用函数的一般形式如下：

函数名 (实际参数表)

“函数名”就是指被调用的函数。

实际参数表能为零或多个参数，多个参数时要用逗号隔开，每个参数的类型、位置应与函数定义时所的形式参数一一对应，它的作用就是把参数传到被调用函数中的形式参数，如果类型不对应就会产生一些错误。调用的函数是无参函数时不写参数，但不能省后面的括号。

下面我们看一下在实际应用中函数不同的调用方式：

1. 函数语句

例如printf(“Hello World!\n”);

它以“Hello World!\n”为参数调用printf这个库函数，在这里函数调用被看作了一条语句。

2. 函数参数

“函数参数”这种方式是指被调用函数的返回值当作另一个被调用函数的实际参数，如temp=StrToInt(CharB(16));CharB的返回值作为StrToInt函数的实际参数传递。

3. 函数表达式

例如temp=Count();

这个函数的调用作为一个运算对象出现在表达式中，称为函数表达式。例子中Count()返回一个int类型的返回值直接赋值给temp。注意的是这种调用方式要求被调用的函数能返回一个同类型的值，不然会出现不可预料的错误。

C51常用头文件

下面介绍一些常用的C51头文件：

absacc.h——包含允许直接访问8051不同存储区的宏定义;

assert.h——文件定义assert 宏，可以用来建立程序的测试条件;

ctype——字符转换和分类程序;

intrins.h——文件包含指示编译器产生嵌入式固有代码的程序的原型;

math.h——数学程序;

reg51.h——51的特殊寄存器;

reg52.h——52的特殊寄存器;

setjmp.h——定义jmp_buf类型和setjmp和longjmp程序的原型;

stdarg.h——可变长度参数列表程序;

stdlib.h——存储区分配程序;

stdio.h——标准输入和输出程序;

string.h——字符串操作程序、缓冲区操作程序。

对于常用的MCS-51单片机，必须包含reg51.h的头文件，因为该文件对51单片机的相关寄存器及位进行了定义，这样在程序中才可以使用这些资源。

reg51.h文件的具体内容如下：

#ifndef __REG51_H__

#define __REG51_H__

/* BYTE Register */ //单元定义

sfr P0 = 0x80;

sfr P1 = 0x90;

sfr P2 = 0xA 0 ;

sfr P3 = 0xB0;

sfr PSW = 0xD0;

sfr ACC = 0xE0;

sfr B = 0xF0;

sfr SP = 0x81;

sfr DPL = 0x82;

sfr DPH = 0x83;

sfr PCON = 0x87;

sfr TCON = 0x88;

sfr TMOD = 0x89;

sfr TL0 = 0x8A;

sfr TL1 = 0x8B;

sfr TH0 = 0x8C;

sfr TH1 = 0x8D;

sfr IE = 0xA8;

sfr IP = 0xB8;

sfr SCON = 0x98;

sfr SBUF = 0x99;

/* BIT Register */

/* PSW */ //位定义

sbit CY = 0xD7;

sbit AC = 0xD6;

sbit F0 = 0xD5;

sbit RS1 = 0xD4;

sbit RS0 = 0xD3;

sbit OV = 0xD2;

sbit P = 0xD0;

/* TCON */

sbit TF1 = 0x8F;

sbit TR1 = 0x8E;

sbit TF0 = 0x8D;

sbit TR0 = 0x8C;

sbit IE1 = 0x8B;

sbit IT1 = 0x8A;

sbit IE0 = 0x89;

sbit IT0 = 0x88;

/* IE */

sbit EA = 0xAF;

sbit ES = 0xAC;

sbit ET1 = 0xAB;

sbit EX1 = 0xAA;

sbit ET0 = 0xA9;

sbit EX0 = 0xA8;

/* IP */

sbit PS = 0xBC;

sbit PT1 = 0xBB;

sbit PX1 = 0xBA;

sbit PT0 = 0xB9;

sbit PX0 = 0xB8;

/* P3 */

sbit RD = 0xB7;

sbit WR = 0xB6;

sbit T1 = 0xB5;

sbit T0 = 0xB4;

sbit INT1 = 0xB3;

sbit INT0 = 0xB2;

sbit TXD = 0xB1;

sbit RXD = 0xB0;

/* SCON */

sbit SM0 = 0x9F;

sbit SM1 = 0x9E;

sbit SM2 = 0x9D;

sbit REN = 0x9C;

sbit TB8 = 0x9B;

sbit RB8 = 0x9A;

sbit TI = 0x99;

sbit RI = 0x98;

#endif

而absacc.h为对8051单片机的不同存储区的宏定义，具体如下：

#define CBYTE ((unsigned char volatile code *) 0) //定义程序存储器;

#define DBYTE ((unsigned char volatile data *) 0) //定义片内数据存储区;

#define PBYTE ((unsigned char volatile pdata *) 0) //定义页寻址空间;

#define XBYTE ((unsigned char volatile xdata *) 0) //定义片外数据存储区。

而intrins.h文件对指示编译器产生嵌入式代码，如空操作执行、位指令、栈操作指令等，该文件的具体内容如下：

extern void _nop_ (void); //空操作8051 NOP指令

extern bit _testbit_ (bit); //测试并清零位8051 JBC指令

extern unsigned char _cror_ (unsigned char，unsigned char); //字符循环左移

extern unsigned int _iror_ (unsigned int，unsigned char); //字符循环右移

extern unsigned long _lror_ (unsigned long，unsigned char); //整数循环右移

extern unsigned char _crol_ (unsigned char，unsigned char); //整数循环右移

extern unsigned int _irol_ (unsigned int，unsigned char); //整数循环左移

extern unsigned long _lrol_ (unsigned long，unsigned char); //长整数循环左移

extern unsigned char _chkfloat_(float); //测试并返回源点数状态

extern void _push_ (unsigned char _sfr); //压入堆栈

extern void _pop_ (unsigned char _sfr); //弹出堆栈

单片机C语言的运算符和表达式

运算符是完成某种特定运算的符号，运算符按其表达式中与运算符的关系可分为单目运算符，双目运算符和三目运算符。单目运算符就是指只有一个运算对象，双目运算符就要求有两个运算对象，三目运算符则要三个运算对象。

表达式则是由运算及运算对象所组成的具有特定含义的式子，根据运算符种类不同，可以产生四种表达式，分别是算术表达式、赋值表达式、关系表达式和逻辑表达式。

赋值运算符与赋值表达式

简单赋值运算符和表达式，简单赋值运算符记为“=”。使用“=”的赋值语句格式如下：

变量=表达式;

它的作用就是把数据赋给变量，如x=10;利用赋值运算符将一个变量与一个表达式连接起来的式子为赋值表达式，在表达式后面加“;”便构成了赋值语句。

示例如下：

a = 0xFF; //将常数十六进制数FF赋于变量a

b = c = 33; //同时赋值给变量b，c

d = e; //将变量e的值赋于变量d

f = a+b; //将变量a+b的值赋于变量f

由上面的例子可以知道赋值语句的意义就是先计算出“=”右边的表达式的值，然后将得到的值赋给左边的变量。而且右边的表达式可以是一个赋值表达式。

如果赋值运算符两边的数据类型不相同，系统将自动进行类型转换，即把赋值号右边的类型换成左边的类型。具体规定如下：

(1)实型赋予整型，舍去小数部分。

(2)整型赋予实型，数值不变，但将以浮点形式存放，即增加小数部分(小数部分的值为0)。

(3)字符型赋予整型，由于字符型为一个字节，而整型为二个字节，故将字符的ASCII码值放到整型量的低八位中，高八位为0。

(4)整型赋予字符型，只把低八位赋予字符量。

提示

往往会出现“==”与“=”这两个符号混淆的错误原码，问为何编译报错，往往就是错在if(a=x)之类的语句中，错将“=”用为“==”。“==”符号是用来进行相等关系运算。

算术运算符与算术表达式

C51中的算术运算符如下：

+ 加或取正值运算符

++ 自增运算符

- 减或取负值运算符

— 自减运算符

* 乘运算符

/ 除运算符

% 取余运算符

其中只有取正值和取负值运算符是单目运算符，其它则都是双目运算符，除法运算符和一般的算术运算规则有所不同，如是两浮点数相除，其结果为浮点数，如10.0/20.0所得值为0.5，而两个整数相除时，所得值就是整数，如7/3，值为2。

算术表达式是由算术运算符和括号连接起来的式子。算术表达式的形式如下：

表达式1 算术运算符 表达式2

如：a+b*(10-a)，(x+9)/(y-a)

运算符与有优先级和结合性，可用用括号“()”来改变优先级。

关系运算符与关系表达式

C51语言中有六种关系运算符：

> 大于

< 小于

>= 大于等于

<= 小于等于

== 等于

!= 等于

关系运算符的优先级别：前四个具有相同的优先级，后两个也具有相同的优先级，但是前四个的优先级要高于后两个。

当两个表达式用关系运算符连接起来时，这时就是关系表达式。关系表达式通常是用来判别某个条件是否满足。关系表达式的形式如下：

表达式1 关系运算符 表达式2

如：I(J=3)，J+I>J。

要注意的是用关系运算符的运算结果只有0和1两种，也就是逻辑的真与假，当指定的条件满足时结果为1，不满足时结果为0。

逻辑运算符与逻辑表达式

C51的逻辑运算符有如下三个：

&& 逻辑与

|| 逻辑或

! 逻辑非

用逻辑运算符将关系表达式或逻辑量连接起来就是逻辑表达式了。逻辑表达式的一般形式为：

逻辑与：条件式1 && 条件式2

逻辑或：条件式1 || 条件式2

逻辑非：!条件式

逻辑与表达式的值：当条件式1“与”条件式2都为真时结果为真(非0值)，否则为假(0值)。也就是说运算会先对条件式1进行判断，如果为真(非0值)，则继续对条件式2进行判断，当结果为真时，逻辑运算的结果为真(值为1)，如果结果不为真时，逻辑运算的结果为假(0值)。如果在判断条件式1时就不为真的话，就不用再判断条件式2了，而直接给出运算结果为假。

逻辑或表达式的值：只要二个运算条件中有一个为真时，运算结果就为真，只有当条件式都不为真时，逻辑运算结果才为假。

逻辑非表达式的值：如果条件式的运算值为真，进行逻辑非运算后则结果变为假;条件式运算值为假时最后逻辑结果为真。

逻辑运算符的优先级别，从高到低依次为：!(逻辑非)→&&(逻辑与)→||(逻辑或)。

位运算符

位运算符的作用是按位对变量进行运算，但是并不改变参与运算的变量的值。C51中共有6种位运算符，如下所示：

& 按位与

| 按位或

^ 按位异或

～ 按位取反

<< 左移

>> 右移

位运算一般的表达形式如下：

变量1 位运算符 变量2

位运算符的优先级从高到低依次是：“~”(按位取反)→“<<”(左移)→“>>”(右移)→“&”(按位与)→“^”(按位异或)→“|”(按位或)。

例：若a=0x54，b=0x3b

则c=a & b=0x10;

例：若a=0xea

则a=a<<2=0xa8;

复合赋值运算符

复合赋值运算符就是在赋值运算符“=”的前面加上其他运算符。C51中的复合赋值运算符如下：

+= 加法赋值 >>= 右移位赋值

-= 减法赋值 &= 逻辑与赋值

*= 乘法赋值 | = 逻辑或赋值

/= 除法赋值 ^= 逻辑异或赋值

%= 取模赋值 <<= 左移位赋值

复合运算的一般形式为：

变量 复合赋值运算符 表达式

复合运算就是变量与表达式先进行运算符所要求的运算，再把运算结果赋值给参与运算的变量，这是C语言中一种简化程序的一种方法。凡是二目运算都可以用复合赋值运算符去简化表达。

例如：

a+=56等价于a=a+56

y/=x+9等价于y=y/(x+9)

很明显采用复合赋值运算符会降低程序的可读性，但这样却可以使程序代码简单化，并能提高编译的效率。

逗号运算符

在前面的一些程序中，如“int a，b，c”，逗号用于分隔表达式用。但在C语言中，逗号还是一种特殊的运算符，它可以将两个或多个表达式连接起来，形成逗号表达式。逗号表达式的一般形式为：

表达式1，表达式2，表达式3……表达式n

用逗号运算符组成的表达式在程序运行时，是从左到右计算出各个表达式的值，而整个用逗号运算符组成的表达式的值等于最右边表达式的值，就是“表达式n”的值。

例如

void main()

{

int a=2,b=4,c=6,x,y;

y=(x=a+b),(b+c);

printf("y=%d,x=%d",y,x);

}

程序中的赋值关系如下：

a←2,b←4,c←6,x←0,y←0

x←a+b,y←b+c

本例中，y等于整个逗号表达式的值，也就是表达式2的值，x是第1个表达式的值。

在实际的应用中大部分情况下，使用逗号表达式的目的只是为了分别得到名个表达式的值，而并不一定要得到和使用整个逗号表达式的值。

要注意的是，并不是在程序的任何位置出现的逗号，都可以认为是逗号运算符。如函数中的参数，同类型变量的定义中的逗号只是用来间隔之用而不是逗号运算符。

条件运算符

条件运算符“?：”是一个三目运算符，它可以把三个表达式连接构成一个条件表达式。

条件表达式的一般形式如下：

逻辑表达式? 表达式1：表达式2

条件表达式中逻辑表达式的类型可以与表达式1和表达式2的类型不一样。条件运算符的作用简单来说就是根据逻辑表达式的值选择使用表达式的值。当逻辑表达式的值为真时(非0值)时，整个表达式的值为表达式1的值;当逻辑表达式的值为假(值为0)时，整个表达式的值为表达式2的值。

下面我们来看一个例子：

若a=1，b=2，这时我们要求是取a、b两数中的较小的值放入min变量中，也许你会这样写：

if (a

min = a;

else

min = b; //当a

用条件运算符去构成条件表达式如下：

min = (a

很明显它的结果和含意都和上面的一段程序是一样的，但是代码却比上一段程序少很多，编译的效率也相对要高，但有着和复合赋值表达式一样的缺点就是可读性相对效差。在实际应用时可以加上适当的注解，这样可以有助于程序的调试和编写，也便于日后的修改读写。

指针和地址运算符

C语言中提供的两个专门用于指针和地址的运算符：

* 取内容

& 取地址

取内容和地址的一般形式分别为：

变量 = * 指针变量

指针变量 = & 目标变量

取内容运算是将指针变量所指向的目标变量的值赋给左边的变量;取地址运算是将目标变量的地址赋给左边的变量。

例如：

sizeof运算符

sizeof是用来求数据类型、变量或是表达式的字节数的一个运算符，与“=”之类的运算符在程序执行后才能计算出结果不同，它直接在编译时产生结果。语法如下：

sizeof (数据类型)

sizeof (表达式)

例如运行以下语句

printf("char 是多少个字节? %bd 字节\n"，sizeof(char));

printf("long 是多少个字节? %bd 字节\n"，sizeof(long));

结果为：

char是多少个字节? 1 字节

long是多少个字节? 4 字节

3.2.11 强制类型转换运算符

C语言中的圆括号“()”也可以作为一种运算符来使用，即强制类型转换运算符。它的作用是将表达式或变量的类型强制转换为指定的类型。

在C51程序中进行算术运算时，需要注意数据类型的转换，数据类型转换分为隐式转换和显式转换。隐式转换是在对程序进行编译时由编译器自动处理的，并且只有基本数据类型(即char、int、long和float)可以进行隐式转换。其他数据类型不能进行隐式转换，例如，我们不能把一整型数利用隐式转换赋值给一个指针变量，在这种情况下就必须利用强制类型转换运算符来进行显式转换。

强制类型转换运算符的一般使用形式为：

(类型)(表达式)

例如，预先在8051单片机的片外数据存储器(xdata)中定义了一个字符型指针变量px，如果想给这个指针变量赋一初值0xB000，可以通过强制类型转换的方式，如下：

px=(char xdata*) 0xB000

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