C51 中的變量定義

C51可支持圖5-1所列的數據類型，但80C51單片機的CPU是一個8位微控制器。用8位字節(jié)（如：char和unsigned char）的操作比用整數或長整數類型的操作更有效。對于C這樣的高級語言，不管使用什么樣的數據類型，表面上看起來很簡單，然而，實際上C51編譯器要用一系列機器指令對其進行復雜的數據類型處理。特別是使用浮點變量時，將明顯地增加程序長度和運算時間。除非程序必須保證運行精度，在編寫C程序時，盡量避免使用大量的不必要的變量類型。否則會增加所調用的函數的數量，使程序過于龐大，運行速度降低，甚至在代碼區(qū)中無法安裝。

下面僅對C51在變量定義中注意的問題以及與80C51存儲資源有關的問題作說明，其余遵循C語言的規(guī)定。

1．變量聲明

在變量的聲明中，可以包括存儲類型和signed或unsigned等屬性。如：

（1）char data var1；

定義字符型變量var1，被分配在內部RAM低128B，編譯后，通過直接尋址方式訪問。

（2）char code text[ ] = “ENTER PARAMETER”；

定義字符數組text[ ]，將其分配到程序存儲區(qū)，并賦初始值“ENTER PARAMETER”。編譯后，通過MOVC A, @A+DPTR訪問。

（3）unsigned long xdata array[100]；

定義無符號長整型數組array[100]，將其分配到外RAM中，編譯后，通過MOVX A, @DPTR訪問。

（4）float idata x,y,z；

定義浮點類型變量x,y,z，將其分配到內RAM中，編譯后，通過間接尋址方式訪問。

（5）unsigned int pdata dimension；

定義無符號整型變量dimension，將其分配到外RAM中，編譯后，通過MOVX A, @Ri指令采用分頁的形式訪問。

（6）unsigned char xdata vector[10][4][4]；

定義無符號字符型數組vector[10][4][4]，將其分配到外RAM中，編譯后，通過MOVX A,@DPTR訪問。

（7）char bdata flags；

定義字符型變量flags，將其分配到可位尋址的內部數據存儲器中，可以以字節(jié)方式訪問，也可以以位方式訪問。

如果在變量的定義中，沒有包括存儲器類型，編譯器將自動選用默認或暗示的存儲器類型。暗示的存儲器類型適用于所有的全局變量和靜態(tài)變量，還有不能分配在寄存器中的函數參數和局部變量。默認的存儲器類型由編譯器的參數SMALL、COMPACT及LARGE決定，這些參數定義了編譯時使用的存儲模式。

2．位變量(bit)

與80C51硬件特性操作有關的可以定義成位變量。位變量定位在80C51單片機的片內RAM的位尋址空間。

3．整型變量(int)

整形變量的長度為16位，占2個字節(jié)，在存儲器中的存放格式為高位在低地址字節(jié)，低位在高地址字節(jié)。

4．浮點變量（float）

浮點變量的長度為32位，占4個字節(jié)，在存儲器中的存放格式如下：

地址

＋0

＋1

＋2

＋3

內容

MMMMMMMM

MMMMMMMM

EMMMMMMM

SEEEEEEE

其中： S表示符號位，1表示“正”，0表示“負”。

M表示23尾數，省略了最高位1。

E表示8位指數位。

5．特殊功能寄存器（sfr、sfr16、sbit）

80C51單片機提供128B的SFR尋址區(qū)，這個區(qū)域可位尋址、字節(jié)尋址或字尋址，用以控制定時器、計數器、串口、I/O及其他部件，分別由以下幾種關鍵字說明：

（1）sfr：字節(jié)尋址。比如sfr P0=0x80；表示P0口地址為80H，“＝”后為80H～FFH之間的常數。

（2）sfr16：字尋址。如sfr16 T2=0xCCCD；指定Timer2口地址T2L=CCH，T2H=CDH。

（3）sbit：位尋址。如sbit EA=0xAF位為EA，即中斷允許。還可以有如下的定義方法：

例如：sbit OV=PSW^2； /*定義OV為PSW的第2位，當然需要先有PSW定義*/

sbit OV=0XD0^2； /*同上*/

在實際應用中，建議將這些定義放入一個頭文件中，以便使用。KeilC51中的reg51.h便是這樣一個文件，所以，在C程序中會看到“#include”語句。

6．C51中的指針

C51編譯器支持用星號（*）進行指針聲明。可以用指針完成在標準C語言中所有操作。另外，由于80C51單片機及其派生系列所具有的獨特結構，C51編譯器支持兩種不同類型的指針：存儲器指針和通用指針。

（1）通用指針。通用或未定型的指針的聲明和標準C語言中一樣。如：

char * s； /*字符指針*/

int * numptr； /*整型指針*/

long * state； /*長整型指針*/

通用指針總是需要三個字節(jié)來存儲：第一個字節(jié)表示存儲器類型，第二個字節(jié)是指針的高字節(jié)，第三個字節(jié)是指針的低字節(jié)。

通用指針可以用來訪問所有類型的變量，而不管變量存儲在哪個存儲空間中。因而，許多庫函數都使用通用指針。通過使用通用指針，一個函數可以訪問數據，而不用考慮它存儲在什么存儲器中。

通用指針很方便，但是也很慢。在所指向目標的存儲空間不明確的情況下，它們用得最多。

（2）存儲器指針。存儲器指針或類型確定的指針在定義時包括一個存儲器類型說明，并且總是指向此說明的特定存儲器空間。例如：

char data * str； /*指向內RAM低128B的字符指針*/

int xdata * numtab； /*指向程序存儲區(qū)的長整形指針*/

正是由于存儲器類型在編譯時已經確定，通用指針中用來表示存儲器類型的字節(jié)就不再需要了。

指向idata、data、bdata和pdata的存儲器指針用一個字節(jié)保存，指向code和xdata的存儲器指針用兩個字節(jié)保存。使用存儲器指針比通用指針效率要高，速度要快。當然，存儲器指針的使用不是很方便。在所指向目標的存儲空間明確并不會變化的情況下，它們用得最多。

7．C51中的函數

C51中函數的定義和使用與標準C基本相同，但對遞歸調用有所不同，C51編譯器采用一個擴展關鍵字reentrant作為定義函數的選項，需要將一個函數定義為再入函數時，只要在函數名的后面加上關鍵字reentrant即可，其格式如下：

函數類型 函數名（形式參數）[reentrant]

再入函數可被遞歸調用，無論合適，包括中斷服務函數在內的任何函數都可調用再入函數。與非再入函數的參數傳遞和局部變量的存儲分配方法不同，C51編譯器為再入函數生成一個模擬棧，通過這個模擬棧來完成參數傳遞和存放局部變量。模擬棧所在的存儲空間根據再入函數存儲器模式的不同，可以是data、pdata或xdata存儲空間。當程序中包含有多種存儲器模式的再入函數時，C51編譯器為每種模式單獨建立一個模擬棧并獨立管理各自的指針。