STC89C52RC单片机额外篇 | 03 - 认识C51编译器支持的数据类型

Posted 2021-07-14 Neutionwei

以前我们在学习C语言的时候，有C语言支持的数据类型，它们被称为标准C，现在对于51单片机，它与标准C的数据类型稍有不同，并且追加了一些关键字。

在标准C语言中基本的数据类型，例如char、int、short、long、float与double，它们存储数据的长度是有差异的，而在C51编译器中，int与short是一样的，float与double也是一样的，我们通过表格来看看它们具体的定义：

对于unsigned char、signed char、unsigned int、signed int、unsigned long、signed long这些数据类型，我们在C语言的学习中就已经用得较多，这里不再赘述。下面分别对指针型*、bit、sfr、sfr16、sbit这五个数据类型进行说明。

1 指针型*

指针型*可以说是C语言的一大特性，有人说不懂指针，C语言只是学会了一半。在博主看过很多8位单片机开发中，几乎很少看到指针的使用，原因可能是一方面8位单片机往往ROM资源有限，指针往往是操作内存的，另一方面是指针往往与结构体结合使用，定义结构体很大程度上是用于抽象数据类型，便于复用，但在8位单片机较少使用结构体。

指针型*本身是一个变量，在这个变量中存放的是指向另一个数据类型的地址。这个指针变量要占据一定的内存单元，对于不一样的处理器长度也不尽相同，在C51中，它的长度一般为1~3个字节。

后面实践中，博主会逐渐使用指针，方便大家理解。

2 bit 位变量

bit位变量是C51编译器的一种扩充数据类型，利用它可定义一个位变量，但不能定义为位指针，也不能位数组，例如bit* a;、bit a[5];这些是不允许的。它的值是一个二进制位，不是0就是1，类似一些高级语言中的Boolean类型中的True与Flase。

3 sfr 特殊功能寄存器

sfr也是C51编译器的一种扩充数据类型，它占用一个内存单元，值域为0~255。利用它能访问51单片机内部的所有特殊功能寄存器。例如sfr P1 = 0x90;这一句定义地址0x90为P1端口在片内的寄存器，在后面的语句中可以用P1 = 0xff; （对P1端口的所有引脚输出高电平）之类的语句来操作特殊功能寄存器。

4 sfr16 16为特殊功能寄存器

sfr16也是C51编译器的一种扩充数据类型，它占用两个内存单元，值域为0~65535。sfr16与sfr一样用于操作特殊功能寄存器，不一样的是它操作占两个字节的寄存器，如定义器T0与T1。

5 sbit 可寻址位

sbit同样是C51编译器的一种扩充数据类型，利用它能访问芯片内部的RAM中的可寻址位或者特殊功能寄存器中的可寻址位。例如之前定义了sfr P1 = 0x90;（P1端口的寄存器是支持位寻址的），现在可以定义sbit P1_1 = P1^1;（定义P1_1为P1中的P1.1引脚）。同样的，我们也可以用地址去定义，例如P1.1的地址是0x91，那么我们可以定义sbit P1_1 = 0x91;，这种定义方式也是可以的。

6 其他扩展关键字

如表所示：

这里插个知识点：

程序可以简单的分为code（程序）区，和data （数据）区，code区在运行的时候是不可以更改的，data区放全局变量和临时变量，是要不断的改变的，cpu从code区读取指令，对data区的数据进行运算处理，因此code区存储在什么介质上并不重要，像以前的计算机程序存储在卡片上，code区也可以放在ROM里面，也可以放在RAM里面，也可以放在Flash里面（但是运行速度要慢很多，主要读Flash比读RAM要费时间），因此一般的做法是要将程序放到Flash里面，然后load到RAM里面运行的；data区就没有什么选择了，肯定要放在RAM里面，放到ROM里面改动不了。

读到这里就很好理解data关键字（实际上很少用到）与code关键字，这里着重介绍code关键字，因为它经常使用：

unsigned char code word[] = {
      0x04,0x10,0x34,0x08,0xC4,0x06,0x04,0x01,
      0xC4,0x82,0x3C,0x8C,0x20,0x40,0x10,0x30,
      0x0F,0x0C,0xE8,0x03,0x08,0x0C,0x08,0x10,
      0x28,0x60,0x18,0xC0,0x00,0x40,0x00,0x00,
};
int code val = 1201;

在单片机中一般都有两块存储区域，ROM和RAM，程序代码存储在ROM中，程序要用的变量存储在RAM中。而“code”的作用就是将其修饰过的变量存储在ROM中而非RAM。

在单片机中，RAM空间都比较小，是比较宝贵的。“code”的意义就是将一些初始化后值一直保持不变的变量（如固定的常数、表格、常量数组、只读常量等）放置于ROM区，从而节省了RAM空间。

注意：用“code”修饰的变量是不能在程序运行时改变的！

剩下的提一下interrupt与using关键字，interrupt是用于声明中断服务程序的关键字，using与interrupt结合使用，指定使用中断服务程序的寄存器组，这涉及到函数的压栈与出栈问题，只有深入了解了这块才能用好using关键字，一般情况不建议使用using，让编译器给我们的中断服务程序分配寄存器组即可！

7 总结

对于sfr与sbit定义的一些寄存器，其实在我们开始写程序时包含的头文件就定义了一套，例如reg52.h头文件的内容如下：

/*--------------------------------------------------------------------------
REG52.H

Header file for generic 80C52 and 80C32 microcontroller.
Copyright (c) 1988-2002 Keil Elektronik GmbH and Keil Software, Inc.
All rights reserved.
--------------------------------------------------------------------------*/

#ifndef __REG52_H__
#define __REG52_H__

/*  BYTE Registers  */
sfr P0    = 0x80;
sfr P1    = 0x90;
sfr P2    = 0xA0;
sfr P3    = 0xB0;
sfr PSW   = 0xD0;
sfr ACC   = 0xE0;
sfr B     = 0xF0;
sfr SP    = 0x81;
sfr DPL   = 0x82;
sfr DPH   = 0x83;
sfr PCON  = 0x87;
sfr TCON  = 0x88;
sfr TMOD  = 0x89;
sfr TL0   = 0x8A;
sfr TL1   = 0x8B;
sfr TH0   = 0x8C;
sfr TH1   = 0x8D;
sfr IE    = 0xA8;
sfr IP    = 0xB8;
sfr SCON  = 0x98;
sfr SBUF  = 0x99;

/*  8052 Extensions  */
sfr T2CON  = 0xC8;
sfr RCAP2L = 0xCA;
sfr RCAP2H = 0xCB;
sfr TL2    = 0xCC;
sfr TH2    = 0xCD;


/*  BIT Registers  */
/*  PSW  */
sbit CY    = PSW^7;
sbit AC    = PSW^6;
sbit F0    = PSW^5;
sbit RS1   = PSW^4;
sbit RS0   = PSW^3;
sbit OV    = PSW^2;
sbit P     = PSW^0; //8052 only

/*  TCON  */
sbit TF1   = TCON^7;
sbit TR1   = TCON^6;
sbit TF0   = TCON^5;
sbit TR0   = TCON^4;
sbit IE1   = TCON^3;
sbit IT1   = TCON^2;
sbit IE0   = TCON^1;
sbit IT0   = TCON^0;

/*  IE  */
sbit EA    = IE^7;
sbit ET2   = IE^5; //8052 only
sbit ES    = IE^4;
sbit ET1   = IE^3;
sbit EX1   = IE^2;
sbit ET0   = IE^1;
sbit EX0   = IE^0;

/*  IP  */
sbit PT2   = IP^5;
sbit PS    = IP^4;
sbit PT1   = IP^3;
sbit PX1   = IP^2;
sbit PT0   = IP^1;
sbit PX0   = IP^0;

/*  P3  */
sbit RD    = P3^7;
sbit WR    = P3^6;
sbit T1    = P3^5;
sbit T0    = P3^4;
sbit INT1  = P3^3;
sbit INT0  = P3^2;
sbit TXD   = P3^1;
sbit RXD   = P3^0;

/*  SCON  */
sbit SM0   = SCON^7;
sbit SM1   = SCON^6;
sbit SM2   = SCON^5;
sbit REN   = SCON^4;
sbit TB8   = SCON^3;
sbit RB8   = SCON^2;
sbit TI    = SCON^1;
sbit RI    = SCON^0;

/*  P1  */
sbit T2EX  = P1^1; // 8052 only
sbit T2    = P1^0; // 8052 only
             
/*  T2CON  */
sbit TF2    = T2CON^7;
sbit EXF2   = T2CON^6;
sbit RCLK   = T2CON^5;
sbit TCLK   = T2CON^4;
sbit EXEN2  = T2CON^3;
sbit TR2    = T2CON^2;
sbit C_T2   = T2CON^1;
sbit CP_RL2 = T2CON^0;

#endif