單片機C語言技術(shù)

雖然單片機有自己的編程語言，如果，我們用單片機的編程語言要做出實際的東西，那是非常不容易的。比如，你做一個除法，十六位的，你要編幾十條語句，如果沒有專門的研究單片機的經(jīng)歷，相信很難勝任。但你用C語言，一句就行了，而且編寫的程序精簡，容易查出錯來，調(diào)試比較簡單。只要你對單片機有一些硬件的了解，你就可以用C編些比較復雜的程序?，F(xiàn)在單片機的執(zhí)行速度很快了，時針頻率有的可以達到40MHz，不存在C語言的效率不高而影響你的程序運行。另外，C語言作為一種高級編程語言，具有良好的結(jié)構(gòu)性和移植性，在單片機中引入C語言，可以極大地方便單片機的編程和開發(fā)。

一、單片機系統(tǒng)概述

（1）單片機的定義：單片機的英文全稱為single chip microcomputer，翻譯為單片微型計算機，主要將CPU、半導體存儲器、I/O接口、中斷系統(tǒng)和定時器等各種元器件集成到一塊半導體芯片上，由此軟硬件構(gòu)成的整個數(shù)字電子計算機就叫做單片機，也稱為MCU(Micro controller Unit)。

（2）單片機的系統(tǒng)組成：單片機系統(tǒng)通常包括硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)兩部分。硬件系統(tǒng)主要是指單片機芯片上集成的各種元器件以及被控對象。軟件系統(tǒng)通常有很多主程序或者子程序組成，利用匯編語言或者C語言編寫完成，具有對系統(tǒng)監(jiān)控等功能。

（3）單片機的功能特點：單片機作為一種微型電子計算機，具有許多功能特點。第一，單片機的元器件集成度高，適合制作大規(guī)模或超大規(guī)模集成電路，可靠性和抗干擾能力都較強。第二，由于集成度高，單片機的價格相對較低廉，性價比較高。第三，單片機的指令較為豐富，擁有強大的控制功能。第四，很多單片機只需要2.2V甚至更低的電壓就可以運行，所以其工作電壓低，功耗低。第五，單片機的體積小，攜帶方便。

（4）單片機的應用范圍：單片機強大的功能特點決定了具有廣泛的應用范圍。在國防、軍農(nóng)、工業(yè)、農(nóng)業(yè)等方面，單片機都有所發(fā)揮它的用處。概括起來，主要是在家用電器、機電一體化中、智能儀器儀表、實時過程控制、分布式多機系統(tǒng)等方面較多。

二、C語言在單片機開發(fā)中的特點

C語言作為一種結(jié)構(gòu)化的程序設計語言，具有很強大的功能性、結(jié)構(gòu)性、可移植性。使用C語言開發(fā)單片機系統(tǒng)，可以讓編程人員在不懂得單片機指令集的情況下，也能夠?qū)懗鐾昝赖膯纬绦颉Ｔ诨贑語言的單機片系統(tǒng)，可以對數(shù)據(jù)進行專業(yè)化處理，能夠避免運行中非異步的破壞。在所有的計算機語言中，C語言的運用最為廣泛。在單片機的開發(fā)中，使用C語言會表現(xiàn)出以下優(yōu)勢。

（1）庫函數(shù)豐富，移植性好：C語言是一種編譯型程序設計語言，它的運算速度快、編譯效率高，擁有齊全的函數(shù)庫，比匯編語言更加具有可讀性。由于它是面向?qū)ο蟮恼Z言，所以其可移植性好。

（2）應用廣泛，方便開發(fā)相比于匯編語言，C語言更加符合人類的思維方式。很多編程人員都習慣C語言，使用C語言進行編程可以減少他們在硬件匹配上所花的精力，從而有更多的時間去調(diào)試程序和優(yōu)化算法。

（3）程序結(jié)構(gòu)完善，兼容性好：C語言編譯的程序往往具有較為完善的模塊化結(jié)構(gòu)，在后續(xù)的開發(fā)中可以隨時修改和補充。正是由于C語言的程序結(jié)構(gòu)較為完善，也使得它在模塊化設計方面運用較為廣泛。使用C語言編寫的單片機程序，采用的是自頂向下的結(jié)構(gòu)化程序。對應不同的模塊，設計不同的功能，使整個程序功能模塊化，實現(xiàn)不同的兼容性。這種結(jié)構(gòu)化模塊可以使整個程序結(jié)構(gòu)清楚，方便后續(xù)的調(diào)試和修改。

三、基于C語言的單片機開發(fā)技術(shù)

3.1基于C語言的單片機開發(fā)環(huán)境

在眾多的單片機程序開發(fā)軟件中，KEILC5l是運用最為廣泛的一個軟件，集合了編輯、編譯、仿真等功能，可以支持不同公司生產(chǎn)的MCS51芯片。同時，KEILC51軟件具有友好的操作界面，而且已經(jīng)將C語言集成進去，另外還支持匯編語言，所以具有強大的編程和調(diào)試功能。KEILC51的開發(fā)環(huán)境包括了編譯器、匯編器、實時操作系統(tǒng)、項目管理器、調(diào)試器等部分。而編寫的目標程序的源文件可以構(gòu)成不同的組，利用項目管理器，可以方便地對應目標、組或單個文件。利用KEILC51中集成的瀏覽器包含了全局索索的功能，可以幫助用戶快速搜索文件和查找信息。KEILC51軟件中集成了源代碼編輯器，它的操作界面友好，許多特性都為用戶所熟悉。利用源代碼編輯器自然而又方便的編程環(huán)境，編譯人員可以在編輯器內(nèi)隨時編輯和調(diào)試代碼，更能對所寫程序進行快速的檢查錯誤和優(yōu)化代碼。

3.2基于C語言的單片機開發(fā)步驟

在使用C語言開發(fā)單片機程序時，通常分為：程序代碼的編寫和編譯、目標代碼的連接和轉(zhuǎn)換等過程。在編寫完程序代碼和調(diào)試完程序后，還應當將程序編譯為HEX文件，使其能夠移植到單片機上，并能執(zhí)行所編譯的代碼?；贑語言的單片機開發(fā)步驟，主要包括四個過程。

第一步，安裝軟件。登錄KEIL的官方網(wǎng)站，下載所需的商業(yè)軟件安裝包到電腦上。下載完成后解壓安裝包，然后雙擊SETUP.EXE文件，同意其協(xié)議條款，根據(jù)提示信息輸入序列號，一步一步完成安裝過程?？梢赃M行完整安裝，并進行對應的設置。

第二步，創(chuàng)建源文件。首先，打開軟件建立一個新的項目，或者添加原有的項目，然后建立一個新的空白程序。在新程序的文字編輯窗口，編寫所需代碼，即可生產(chǎn)C語言程序的源文件。

第三步，編譯并調(diào)試。這也是單片機開發(fā)過程中的中間階段，開發(fā)人員將軟件轉(zhuǎn)換到調(diào)試模式，然后利用軟件的仿真功能，對源程序代碼進行逐個調(diào)試。檢查并發(fā)現(xiàn)錯誤的代碼，及時改正和完善。利用C51編譯器調(diào)試和編譯源程序，生成目標代碼或模塊1。最后，將各模塊連接在一起，最終生成文件。

第四步，生成HEX文件。采用Intel公司提出的十六進制字節(jié)寬度來保存HEX文件，然后將所編譯的目標程序生成HEX文件，最后將該文件通過編譯器燒寫進單片機的芯片中，用于后續(xù)的仿真調(diào)試。

結(jié)論

綜上所述，基于C語言的單片機技術(shù)具有強大的功能，可以實現(xiàn)硬件指定的作用。單片機的出現(xiàn)極大地推動了計算機技術(shù)的快速發(fā)展，目前已經(jīng)運用到了家用電器、汽車電子等生產(chǎn)生活的各個方面。C語言逐漸代替匯編語言，成為了單片機開發(fā)中最合適的語言，在未來的運用中，基于C語言的單片機技術(shù)將會有更大的發(fā)展空間。

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