应用介绍

在简单了解单片机原理和C语言的基础上，初学者可以采用C语言试着编写一些单片机的入门程序，完成简单的项目设计。本章主要学习单片机I/O口输入与输出程序设计。     I/O口的输出程序设计先从驱动单只LED驱动入手，然后讨论多个I/O口的驱动问题；I/O口的输入也先从最简单的一个按键输入开始研究，然后讨论多个按键输入程序设计方法。在这些单元实例完成的基础上，实现两位数码管现实4×4按键矩阵的程序设计。本章中每个项目的程序利用Keil软件编写，电路原理图采用Proteus软件设计，通过软件仿真来验证程序设计的完整性。

本章将要完成的项目有：

项目1  P0.0驱动LED闪烁；

项目2 流水灯（跑马灯）设计；

项目3 数码管0~9显示；

项目4 单片机的按键

4-1按键抬起有效输入

4-2按下有效输入

4-3 4×4按键矩阵

4-4 按键调整（思考题3-6）

单片机C语言程序的可读性、模块化和资源共享方面与汇编相比有明显的优势，因此单片机程序开发和项目设计越来越多的采用C语言程序。51单片机编程所用的C语言，在Keil µVision3 集成开发环境中称为Keil C51，简称为C51，指的是用于51单片机的C程序。Keil C51语言在兼容ANSI C的基础上，又增加很多与51单片机硬件资源相关的关键字、库函数和编译特性，使得开发51系列单片机程序变得更为方便和快捷。因为标准的C数据、运算以及函数同样可以用到C51中，因此本节介绍的单片机C语言包含标准C语言部分。

C51特点

与标准的ANSI C相比，C51程序在头文件、数据类型、数据的存储类型、中断处理以及库函数等方面都有一定差异，主要原因是单片机程序更服从于硬件系统。

一、系统硬件头文件

51系列单片机的差异在于内部资源（如定时器、中断、I/O等数量）以及功能的不同，而对使用者来说，只需要将相应的功能寄存器的头文件加载到程序内，就可实现所具有的功能。因此，Keil C51系列的头文件集中体现了各系列芯片的不同资源及功能。

例如MCS-51架构的单片机系统头文件为reg51.h，增强型51由于内部增加了定时器T2，因此要用到的头文件为reg52.h。程序设计时，程序须包含reg51.h或reg52.h头文件。

二、数据类型

51系列单片机含位操作空间和位操作指令，单片机片内寄存器也可以由用户定义，因此Keil C51在标准C数据类型的基础上扩展了bit、sbit、sfr 4种类型声明，以便能够灵活地进行操作。

另外，由于51单片机有片内、外程序存储器，还有片内、外数据存储器，因此Keil C51中增加了数据存储类型操作指令。C语言最初是为通用计算机设计的，在通用计算机中只有一个程序和数据统一寻址的内存空间，标准C并没有提供这部分存储器的地址范围的定义

由于标准C中部分库函数不适于嵌入式处理器系统，因此这些函数库没有被Keil C51采用，如字符屏幕和图形函数。有一些标准C库函数可以在Keil C51继续使用，但这些库函数都必须针对51单片机的硬件特点来作出相应的开发，与标准C库函数的构成与用法有很大的不同。例如库函数printf和scanf，在标准C中，这两个函数通常用于屏幕打印和接收字符，而在Keil C51中，它们主要用于串行口数据的收发。

51单片机的硬件资源有限，编译系统不允许太多的程序嵌套。标准C所具备的递归特性不被Keil C51支持。在C51中，要使用递归特性，必须用reentrant进行声明才能使用。

在Keil C51中还定义了与单片机中断处理有关的关键字，这一点与标准C语言有较大差异。从数据运算操作、程序控制语句以及函数的使用上来说，Keil C51与标准C几乎没有什么明显的差别。注意Keil C51与标准C的不同之处，并熟悉51单片机的硬件结构，能够较快地掌握Keil C51的编程应用。

Keil C51的基本数据类型如表3-1-1所示。根据51单片机的硬件特点，C51在标准C的基础上，扩展了4种数据类型（见表中最后4行），这4种数据类型不能使用指针对它们存取。下面对扩展的4种数据类型进行说明。