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

8051指令集和汇编语言程序设计

8051单片机有255条指令。基本上可以分为下面几大类。下面给出各个类别的速记。

1.数据转移类

MOV（Move）：对内部数据寄存器RAM和特殊功能寄存器SFR的数据进行传送；(没有MOV Rn，Rn这样的寻址方式)

MOVC（Move Code）读取程序存储器数据表格的数据传送；（只有两条：MOVC A,@A+DPTR和MOVC A,@A+PC）

MOVX　(Move External RAM)对外部RAM的数据传送；

XCH　(Exchange)　字节交换；

XCHD　(Exchange low-order Digit)　低半字节交换；

PUSH　(Push onto Stack)　入栈；

POP (Pop from Stack)　出栈；

2.算数运算类

ADD(Addition) 加法；

ADDC(Add with Carry) 带进位加法；

SUBB(Subtract with Borrow) 带借位减法；

DA(Decimal Adjust) 进行BCD压缩码加法运算后，做十进制调整；

INC(Increment) 自增；（有INC DPTR这条指令）

DEC(Decrement) 自减；（没有DEC DPTR这条指令）

MUL(Multiplication、Multiply) 乘法；（积的高8位放入B中，低8位放入A中）

DIV(Division、Divide) 除法；（商放在A中，余数放在B中）

3.逻辑运算类

ANL(AND Logic) 按位与

ORL(OR Logic) 按位或；

XRL(Exclusive-OR Logic) 按位异或；

CLR(Clear) 清零；

CPL(Complement) 取反；

下面这5条指令的操作数只能是A。

RL A(Rotate left) 循环左移；

RLC A(Rotate Left throught the Carry flag) 带进位循环左移；

RR A(Rotate Right) 循环右移；

RRC A(Rotate Right throught the Carry flag) 带进位循环右移；

SWAP A(Swap)　低4位与高4位交换；

4.控制转移类

ACALL（Absolute subroutine Call）子程序绝对调用；

LCALL（Long subroutine Call）子程序长调用；

RET（Return from subroutine）子程序返回；

RETI（Return from Interruption）中断服务子程序返回；

SJMP（Short Jump）短转移；

AJMP（Absolute Jump）绝对转移；

LJMP（Long Jump）长转移；

CJNE (Compare Jump if Not Equal)比较不相等则转移；

DJNZ (Decrement Jump if Not Zero)减1后不为0则转移；

（INTEL他妈的为什么不把字节指令和位指令做成一致的规律）

JZ (Jump if Zero)A的结果为0则转移；

JNZ (Jump if Not Zero)A结果不为0则转移；

JC (Jump if the Carry flag is set)C为1则转移；

JNC (Jump if Not Carry)C为0则转移；

JB (Jump if the Bit is set)位为1则转移；

JNB (Jump if the Bit is Not set)位为0则转移；

JBC(Jump if the Bit is set and Clear the bit)位为1则转移，并清除该位；

NOP (No Operation)　空操作；

5.位操作指令

CLR （Clear）位清零；

SETB(Set Bit)　置位1

汇编语言是由指令和伪指令一起构成的。下面给出常用的伪指令

8种常用伪指令

１．ORG 16位地址；

此指令用在原程序或数据块的开始，指明此语句后面目标程序或数据块存放的起始地址.

２．[标号：] DB 字节数据项表；

将项表中的字节数据存放到从标号开始的连续字节单元中。例如：SEG： DB 88H，100，“7”，“C”

３．[标号：]DW 双字节数据项表；

定义16位地址表，16地址按低位地址存低位字节，高位地址存高位字节。

例如：TAB： DW 1234H，7BH

４．名字 EQU 表达式或名字=表达式；

用与给一个表达式赋值或给字符串起名字。之后名字可用做程序地址，数据地址或立即数地址使用。名字必须是一字母开头的字母数字串。

例如：COUNT=10 或 SPACE EQU 10H５．名字 DATA 直接字节地址；

给8位内部RAM单元起个名字，名字必须是一字母开头的字母数字串。同一单元可起多个名字。

例如：ERROR DATA 80H

６．名字 XDATA 直接字节地址；

给8位外部RAM起个名字，名字规定同DATA伪指令。

例如：IO_PORT XDATA 0CF04H

７．名字 BIT 位指令；

给一可位寻址的位单元起个名字，规定同DATA伪指令。

例如：SWT BIT 30H

8．END；

指出源程序到此结束，汇编对其后的程序语句不予理睬。源程序只在主程序最后使用一个END。

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设计与开发

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