C51的数据类型和变量定义

C51 中的变量定义

C51可支持图5-1所列的数据类型，但80C51单片机的CPU是一个8位微控制器。用8位字节（如：char和unsigned char）的操作比用整数或长整数类型的操作更有效。对于C这样的高级语言，不管使用什么样的数据类型，表面上看起来很简单，然而，实际上C51编译器要用一系列机器指令对其进行复杂的数据类型处理。特别是使用浮点变量时，将明显地增加程序长度和运算时间。除非程序必须保证运行精度，在编写C程序时，尽量避免使用大量的不必要的变量类型。否则会增加所调用的函数的数量，使程序过于庞大，运行速度降低，甚至在代码区中无法安装。

下面仅对C51在变量定义中注意的问题以及与80C51存储资源有关的问题作说明，其余遵循C语言的规定。

1．变量声明

在变量的声明中，可以包括存储类型和signed或unsigned等属性。如：

（1）char data var1；

定义字符型变量var1，被分配在内部RAM低128B，编译后，通过直接寻址方式访问。

（2）char code text[ ] = “ENTER PARAMETER”；

定义字符数组text[ ]，将其分配到程序存储区，并赋初始值“ENTER PARAMETER”。编译后，通过MOVC A, @A+DPTR访问。

（3）unsigned long xdata array[100]；

定义无符号长整型数组array[100]，将其分配到外RAM中，编译后，通过MOVX A, @DPTR访问。

（4）float idata x,y,z；

定义浮点类型变量x,y,z，将其分配到内RAM中，编译后，通过间接寻址方式访问。

（5）unsigned int pdata dimension；

定义无符号整型变量dimension，将其分配到外RAM中，编译后，通过MOVX A, @Ri指令采用分页的形式访问。

（6）unsigned char xdata vector[10][4][4]；

定义无符号字符型数组vector[10][4][4]，将其分配到外RAM中，编译后，通过MOVX A,@DPTR访问。

（7）char bdata flags；

定义字符型变量flags，将其分配到可位寻址的内部数据存储器中，可以以字节方式访问，也可以以位方式访问。

如果在变量的定义中，没有包括存储器类型，编译器将自动选用默认或暗示的存储器类型。暗示的存储器类型适用于所有的全局变量和静态变量，还有不能分配在寄存器中的函数参数和局部变量。默认的存储器类型由编译器的参数SMALL、COMPACT及LARGE决定，这些参数定义了编译时使用的存储模式。

2．位变量(bit)

与80C51硬件特性操作有关的可以定义成位变量。位变量定位在80C51单片机的片内RAM的位寻址空间。

3．整型变量(int)

整形变量的长度为16位，占2个字节，在存储器中的存放格式为高位在低地址字节，低位在高地址字节。

4．浮点变量（float）

浮点变量的长度为32位，占4个字节，在存储器中的存放格式如下：

地址

＋0

＋1

＋2

＋3

内容

MMMMMMMM

MMMMMMMM

EMMMMMMM

SEEEEEEE

其中： S表示符号位，1表示“正”，0表示“负”。

M表示23尾数，省略了最高位1。

E表示8位指数位。

5．特殊功能寄存器（sfr、sfr16、sbit）

80C51单片机提供128B的SFR寻址区，这个区域可位寻址、字节寻址或字寻址，用以控制定时器、计数器、串口、I/O及其他部件，分别由以下几种关键字说明：

（1）sfr：字节寻址。比如sfr P0=0x80；表示P0口地址为80H，“＝”后为80H～FFH之间的常数。

（2）sfr16：字寻址。如sfr16 T2=0xCCCD；指定Timer2口地址T2L=CCH，T2H=CDH。

（3）sbit：位寻址。如sbit EA=0xAF位为EA，即中断允许。还可以有如下的定义方法：

例如：sbit OV=PSW^2； /*定义OV为PSW的第2位，当然需要先有PSW定义*/

sbit OV=0XD0^2； /*同上*/

在实际应用中，建议将这些定义放入一个头文件中，以便使用。KeilC51中的reg51.h便是这样一个文件，所以，在C程序中会看到“#include”语句。

6．C51中的指针

C51编译器支持用星号（*）进行指针声明。可以用指针完成在标准C语言中所有操作。另外，由于80C51单片机及其派生系列所具有的独特结构，C51编译器支持两种不同类型的指针：存储器指针和通用指针。

（1）通用指针。通用或未定型的指针的声明和标准C语言中一样。如：

char * s； /*字符指针*/

int * numptr； /*整型指针*/

long * state； /*长整型指针*/

通用指针总是需要三个字节来存储：第一个字节表示存储器类型，第二个字节是指针的高字节，第三个字节是指针的低字节。

通用指针可以用来访问所有类型的变量，而不管变量存储在哪个存储空间中。因而，许多库函数都使用通用指针。通过使用通用指针，一个函数可以访问数据，而不用考虑它存储在什么存储器中。

通用指针很方便，但是也很慢。在所指向目标的存储空间不明确的情况下，它们用得最多。

（2）存储器指针。存储器指针或类型确定的指针在定义时包括一个存储器类型说明，并且总是指向此说明的特定存储器空间。例如：

char data * str； /*指向内RAM低128B的字符指针*/

int xdata * numtab； /*指向程序存储区的长整形指针*/

正是由于存储器类型在编译时已经确定，通用指针中用来表示存储器类型的字节就不再需要了。

指向idata、data、bdata和pdata的存储器指针用一个字节保存，指向code和xdata的存储器指针用两个字节保存。使用存储器指针比通用指针效率要高，速度要快。当然，存储器指针的使用不是很方便。在所指向目标的存储空间明确并不会变化的情况下，它们用得最多。

7．C51中的函数

C51中函数的定义和使用与标准C基本相同，但对递归调用有所不同，C51编译器采用一个扩展关键字reentrant作为定义函数的选项，需要将一个函数定义为再入函数时，只要在函数名的后面加上关键字reentrant即可，其格式如下：

函数类型 函数名（形式参数）[reentrant]

再入函数可被递归调用，无论合适，包括中断服务函数在内的任何函数都可调用再入函数。与非再入函数的参数传递和局部变量的存储分配方法不同，C51编译器为再入函数生成一个模拟栈，通过这个模拟栈来完成参数传递和存放局部变量。模拟栈所在的存储空间根据再入函数存储器模式的不同，可以是data、pdata或xdata存储空间。当程序中包含有多种存储器模式的再入函数时，C51编译器为每种模式单独建立一个模拟栈并独立管理各自的指针。