51單片機編程開發之C語言基礎一

C語言簡介

C語言是1972 年在美國AT＆T公司的貝爾實驗室的丹尼斯·里奇為了移植與開發 UNIX 操作系統，而設計開發的語言，其代碼的可讀性和移植性遠遠超過匯編語言。C語言也是一種高級語言，我們知道高級語言在效率和代碼空間上都不敵匯編，但一方面C語言具有指針，該功能使其能對硬件地址進行直接操作，另外C語言通過編譯器的優化，很大程度提高了執行效率，降低了程序空間，在對實時性要求較高的場合，還可通過對C語言可嵌入匯編代碼來實現功能。而對于較大的程序，無論從開發的速度、結構的清晰等方面來比較，C語言比匯編具有更多的優勢。

C 語言標準是于 1988 年由美國國家標準協會（ANSI，全稱 American National Standard Institute）制定的。

至 1973 年起，UNIX 操作系統完全使用 C 語言編寫。

目前，C 語言是最廣泛使用的系統程序設計語言之一。

大多數先進的軟件都是使用 C 語言實現的。

當今最流行的 Linux 操作系統和 RDBMS（Relational Database Management System：關系數據庫管理系統） MySQL 等都是使用 C 語言編寫的。

C語言能運用于大多數軟件開發場景。

甚至后續很多其他高級語言都是使用C語言開發的。

以上都是C語言的一些常規優勢，下面我們再來看看使用C語言進行單片機編程的一些優勢：

●作為高級語言，可讀性強，不依賴于機器，移植性好。

●可直接訪問物理地址，程序執行效率高。

●可進行位操作，可提升寄存器訪問效率。

●擁有復雜的數據類型可增強對程序處理的能力。

●即使不懂得單片機指令集，也能編寫單片機程序。

●具有常用的標準函數庫。

●具有專門針對MCS-51單片機的code、data、idata、pdata、xdata等存儲類型，滿足不同需求，并能自動為變量合理分配地址。

●具有small、compact、large等編譯模式，可適應不同大小的片上存儲器。

總之一句，可讀行強，功能先進，效率高，可移植性好。

看明白看吧，這里還是在說為何選擇C語言開發，上一節太長不想看直接看這一節內容就行，欲練此功……

C51編譯器

51單片機開發編譯有很多，現在比較有名的是IAR for 8051編譯器和KEIL for C51編譯器，但這兩個軟件都不是免費的，官網提高的免費版是有使用限制的。另外還有一些編譯器是免費的，但需要一定基礎，初學者就不推薦使用了，等你翅膀硬了之后在自己配置編譯環境吧。

簡單介紹兩個免費編譯器：可跨平臺使用的開源編譯器sdcc，有空可以自己查資料搭建一下，后期如果有時間我再做個教程吧。另外微軟公司提供的Visual Studio Code這個免費又強大的代碼編輯器配合一些三方插件工具也可以實現各種單片機編譯功能，效果也不錯，這個也以后再另說吧。IAR for 8051編譯器和KEIL for C51編譯器在官網都可以免費下載，可自行下載安裝，我這里后續的內容以KEIL for C51編譯器為例。

C語言變量類型和數據范圍

有C語言基礎的朋友可以不看或簡單看一下。

什么是變量？變量自然和常量是相對的。常量就是1、2、3、4.5、10.6…等已經確定的數據或字符（串），而變量則跟中小學階段方程式中的a，b，c……x，y，z是一樣，它可以是1，也可以讓它是2，或者任何其他數字。

以前數學里邊有的正數、負數、整數和小數可以是無窮的。但在計算機系統中由于內部空間的限制，在C語言里，除名字和數學里學的不一樣外，還對數據范圍也進行了一定限制。在C語言中數據基本類型分為字符型、整型、長整型以及浮點型，它們的數值范圍不一。并且C51中的數據范圍和常規計算機平臺的略有不同，以后可能在其他單片機中又會有些不一樣，這都是單片機硬件屬性決定的，這點大家不用死記，做個了解，以后編程時多注意一下就行，具體問題具體分析。在我們平時編程的時候也要考慮合理使用數據類型，為變量合理分配數據類型一個可以避免數據超限，另外也可以節約內存空間。優化程序的時候也應考慮數據類型的合理合規。

C51數據類型和范圍查看下圖：

C語言基本運算符簡介

和小學學習數學時的加、減、乘、除等運算符號一樣，在C語言中也包含這些運算，但是有些表達方法不一樣，并且還有其他額外的一些運算符號。在C語言編程中，加、減、乘、除和取余數的符號分別是：+、-、*、/、%。此外，C語言中還有額外的兩個運算符++和--，它們的用法是一樣的，一個是自加1，一個是自減1，以上的運算符稱為算術運算符，它的具體功能如下：