單片機(jī)c語(yǔ)言教程:C51運(yùn)算符和表達(dá)式(指針和地址運(yùn)算符)
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我們學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)類型時(shí),學(xué)習(xí)過(guò)指針類型,知道它是一種存放指向另一個(gè)數(shù)據(jù)的地址的變量類型。指針是單片機(jī)C語(yǔ)言中一個(gè)十分重要的概念,也是學(xué)習(xí)單片機(jī)C語(yǔ)言中的一個(gè)難點(diǎn)。對(duì)于指針將會(huì)在第九課中做詳細(xì)的講解。在這里我們先來(lái)了解一下單片機(jī)C語(yǔ)言中供給的兩個(gè)專門用于指針和地址的運(yùn)算符:
* 取內(nèi)容
& 取地址取內(nèi)容和地址的一般形式分別為:
變量 = * 指針變量 指針變量 = & 目標(biāo)變量
取內(nèi)容運(yùn)算是將指針變量所指向的目標(biāo)變量的值賦給左邊的變量;取地址運(yùn)算是將目標(biāo)變量的地址賦給左邊的變量。要注意的是:指針變量中只能存放地址(也就是指針型數(shù)據(jù)), 一般情況下不要將非指針類型的數(shù)據(jù)賦值給一個(gè)指針變量。
下面來(lái)看一個(gè)例子,并用一個(gè)圖表和實(shí)例去簡(jiǎn)單理解指針的使用方法和含義。
設(shè)有兩個(gè) unsigned int 變量 ABC 處 CBA 存放在 0x0028,0x002A 中 另有一個(gè)指針變量 portA 存放在 0x002C 中 那么我們寫這樣一段程序去看看*,&的運(yùn)算結(jié)果
unsigned int data ABC _at_ 0x0028; unsigned int data CBA _at_ 0x002A; unsigned int data *Port _at_ 0x002C;
#include <at89x51.h>
#include <stdio.h>
void main(void)
{
SCON = 0x50; //串行口方式 1,允許接收 TMOD = 0x20; //定時(shí)器 1 定時(shí)方式 2
TH1 = 0xE8; //11.0592MHz 1200 波特率 TL1 = 0xE8;
TI = 1;
TR1 = 1; //啟動(dòng)定時(shí)器
ABC = 10; //設(shè)初值 CBA = 20;
Port = &CBA; //取 CBA 的地址放到指針變量 Port
*Port = 100; //更改指針變量 Port 所指向的地址的內(nèi)容
printf("1: CBA=%dn",CBA); //顯示此時(shí) CBA 的值
Port = &ABC; //取 ABC 的地址放到指針變量 Port
CBA = *Port; //把當(dāng)前 Port 所指的地址的內(nèi)容賦給變量 CBA
printf("2: CBA=%dn",CBA); //顯示此時(shí) CBA 的值
printf(" ABC=%dn",ABC); //顯示 ABC 的值
}
程序初始時(shí)
值 |
地址 |
說(shuō)明 |
0x00 |
0x002DH |
|
0x00 |
0x002CH |
|
0x00 |
0x002BH |
|
0x00 |
0x002AH |
|
0x0A |
0x0029H |
|
0x00 |
0x0028H |
執(zhí)行 ABC = 10;向 ABC 所指的地址 0x28H 寫入 10(0xA),因 ABC 是 int 類型要占用 0x28H 和
0x29H 兩個(gè)字節(jié)的內(nèi)存空間,低位字節(jié)會(huì)放入高地址中,所以 0x28H 中放入 0x00,0x29H 中 放入 0x0A
值 |
地址 |
說(shuō)明 |
0x00 |
0x002DH |
|
0x00 |
0x002CH |
|
0x00 |
0x002BH |
|
0x00 |
0x002AH |
|
0x0A |
0x0029H |
ABC 為 int 類型占用兩字節(jié) |
0x00 |
0x0028H |
執(zhí)行 CBA = 20;原理和上一句一樣
值 |
地址 |
說(shuō)明 |
0x00 |
0x002DH |
|
0x00 |
0x002CH |
|
0x14 |
0x002BH |
CBA 為 int 類型占用兩字節(jié) |
0x00 |
0x002AH |
|
0x0A |
0x0029H |
ABC 為 int 類型占用兩字節(jié) |
0x00 |
0x0028H |
執(zhí)行 Port = &CBA; 取 CBA 的首地址放到指針變量 Port
值 |
地址 |
說(shuō)明 |
0x00 |
0x002DH |
|
0x2A |
0x002CH |
CBA 的首地址存入 Port |
0x14 |
0x002BH |
|
0x00 |
0x002AH |
0x0A |
0x0029H |
|
0x00 |
0x0028H |
*Port = 100; 更改指針變量 Port 所指向的地址的內(nèi)容
值 |
地址 |
說(shuō)明 |
0x00 |
0x002DH |
|
0x2A |
0x002CH |
|
0x64 |
0x002BH |
Port 指向了 CBA 所在地址 2AH |
0x00 |
0x002AH |
并存入 100 |
0x0A |
0x0029H |
|
0x00 |
0x0028H |
其它的語(yǔ)句也是一樣的道理,大家能用 Keil 的單步執(zhí)行和打開存儲(chǔ)器查看器一看,這樣
就更不難理解了。
圖 9-1 存儲(chǔ)器查看窗
圖 9-2 在串行調(diào)試窗口的最終結(jié)果
sizeof 運(yùn)算符看上去這確實(shí)是個(gè)奇怪的運(yùn)算符,有點(diǎn)像函數(shù),卻又不是。大家看到 size 應(yīng)該就猜到 是和大小有關(guān)的吧?是的,sizeof 是用來(lái)求數(shù)據(jù)類型、變量或是表達(dá)式的字節(jié)數(shù)的一個(gè)運(yùn) 算符,但它并不像“=”之類運(yùn)算符那樣在程序執(zhí)行后才能計(jì)算出結(jié)果,它是直接在編譯時(shí) 產(chǎn)生結(jié)果的。它的語(yǔ)法如下:
sizeof (數(shù)據(jù)類型)
sizeof (表達(dá)式) 下面是兩句應(yīng)用例句,程序大家能試著編寫一下。
printf("char 是多少個(gè)字節(jié)? ½ 字節(jié)n",sizeof(char));
printf("long 是多少個(gè)字節(jié)? ½ 字節(jié)n",sizeof(long));
結(jié)果是:
char 是多少個(gè)字節(jié)? 1 字節(jié)
long 是多少個(gè)字節(jié)? 4 字節(jié)
強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換運(yùn)算符 不知你們是否有自己去試著編一些程序,從中是否有遇到一些問(wèn)題?開始學(xué)習(xí)時(shí)我就遇到過(guò)這樣一個(gè)問(wèn)題:兩個(gè)不一樣數(shù)據(jù)類型的數(shù)在相互賦值時(shí)會(huì)出現(xiàn)不對(duì)的值。如下面的一段小程序:
void main(void)
{
unsigned char a;
unsigned int b;
b=100*4;
a=b;
while(1);
}
這段小程序并沒(méi)有什么實(shí)際的應(yīng)用意義,如果你是細(xì)心的朋友定會(huì)發(fā)現(xiàn) a 的值是不會(huì)等于100*4 的。是的 a 和 b 一個(gè)是 char 類型一個(gè)是 int 類型,從以前的學(xué)習(xí)可知 char 只占一個(gè) 字節(jié)值最大只能是 255。但編譯時(shí)為何不出錯(cuò)呢?先來(lái)看看這程序的運(yùn)行情況:
圖 9-3 小程序的運(yùn)行情況
b=100*4 就能得知 b=0x190,這個(gè)時(shí)候我們能在 Watches 查看 a 的值,對(duì)于 watches 窗口我們 在第 5 課時(shí)簡(jiǎn)單學(xué)習(xí)過(guò),在這個(gè)窗口 Locals 頁(yè)里能查看程序運(yùn)行中的變量的值,也能在 watch 頁(yè)中輸入所要查看的變量名對(duì)它的值進(jìn)行查看。做法是按圖中 1 的 watch#1(或watch#2),然后光標(biāo)移到圖中的 2 按 F2 鍵,這樣就能輸入變量名了。在這里我們能查看到 a 的值為 0x90,也就是 b 的低 8 位。這是因?yàn)閳?zhí)行了數(shù)據(jù)類型的隱式轉(zhuǎn)換。隱式轉(zhuǎn)換是 在程序進(jìn)行編譯時(shí)由編譯器自動(dòng)去處理完成的。所以有必要了解隱式轉(zhuǎn)換的規(guī)則:
1.變量賦值時(shí)發(fā)生的隱式轉(zhuǎn)換,“=”號(hào)右邊的表達(dá)式的數(shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)換成左邊變量的數(shù)據(jù)類型。就如上面例子中的把 INT 賦值給 CHAR 字符型變量,得到的 CHAR 將會(huì)是 INT 的低 8 位。如把浮點(diǎn)數(shù)賦值給整形變量,小數(shù)部分將丟失。
2.所有 char 型的操作數(shù)轉(zhuǎn)換成 int 型。
3.兩個(gè)具有不一樣數(shù)據(jù)類型的操作數(shù)用運(yùn)算符連接時(shí),隱式轉(zhuǎn)換會(huì)按以下次序進(jìn)行:如 有一操作數(shù)是 float 類型,則另一個(gè)操作數(shù)也會(huì)轉(zhuǎn)換成 float 類型;如果一個(gè)操作數(shù)為 long 類型,另一個(gè)也轉(zhuǎn)換成 long;如果一個(gè)操作數(shù)是 unsigned 類型,則另一個(gè)操作會(huì)被轉(zhuǎn)換成 unsigned 類型。
從上面的規(guī)則能大概知道有那幾種數(shù)據(jù)類型是能進(jìn)行隱式轉(zhuǎn)換的。是的,在 單片機(jī)c語(yǔ)言 中只有 char,int,long 及 float 這幾種基本的數(shù)據(jù)類型能被隱式轉(zhuǎn)換。而其它的數(shù)據(jù)類型 就只能用到顯示轉(zhuǎn)換。要使用強(qiáng)制轉(zhuǎn)換運(yùn)算符應(yīng)遵循以下的表達(dá)形式:
(類型) 表達(dá)式 用顯示類型轉(zhuǎn)換來(lái)處理不一樣類型的數(shù)據(jù)間運(yùn)算和賦值是十分方便和方便的,特別對(duì)指針
變量賦值是很有用的??匆幻嬉欢涡〕绦颍?/p>
#include <at89x51.h>
#include <stdio.h>
void main(void)
{
char xdata * XROM;
char a;
int Aa = 0xFB1C;
long Ba = 0x893B7832;
float Ca = 3.4534;
SCON = 0x50; //串行口方式 1,允許接收 TMOD = 0x20; //定時(shí)器 1 定時(shí)方式 2
TH1 = 0xE8; //11.0592MHz 1200 波特率 TL1 = 0xE8;
TI = 1;
TR1 = 1; //啟動(dòng)定時(shí)器
XROM=(char xdata *) 0xB012; //給指針變量賦 XROM 初值
*XROM = ‘R’; //給 XROM 指向的絕對(duì)地址賦值
a = *((char xdata *) 0xB012); //等同于 a = *XROM
printf (“%bx %x %d %c n”,(char) Aa, (int) Ba,(int)Ca, a);//轉(zhuǎn)換類型并輸出
while(1);
}
程序運(yùn)行結(jié)果:1c 7832 3 R 在上面這段程序中,能很清楚到到各種類型進(jìn)行強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換的基本使用方法,程序中先
在外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 XDATA 中定義了一個(gè)字符型指針變量 XROM,當(dāng)用 XROM=(char xdata *)
0xB012 這一語(yǔ)句時(shí),便把 0xB012 這個(gè)地址指針賦于了 XROM,如你用 XROM 則會(huì)是非法的, 這種方法特別適合于用標(biāo)識(shí)符來(lái)存取絕對(duì)地址,如在程序前用#define ROM 0xB012 這樣的 語(yǔ)句,在程序中就能用上面的方法用 ROM 對(duì)絕對(duì)地址 0xB012 進(jìn)行存取操作了。