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单片机c语言教程9:C51运算符和表达式(指针和地址运算符)

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发表于 2018-5-11 10:27:15 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 烈日炙烤 于 2018-5-11 10:29 编辑

在第 3 课我们学习数据类型时,学习过指针类型,知道它是一种存放指向另一个数据的地址的变量类型。指针是单片机C语言中一个十分重要的概念,也是学习单片机C语言中的一个难点。对于指针将会在第九课中做详细的讲解。在这里我们先来了解一下单片机C语言中供给的两个专门用于指针和地址的运算符:

*    取内容

&    取地址取内容和地址的一般形式分别为:

变量  =  *  指针变量 指针变量  =  &  目标变量

取内容运算是将指针变量所指向的目标变量的值赋给左边的变量;取地址运算是将目标变量的地址赋给左边的变量。要注意的是:指针变量中只能存放地址(也就是指针型数据), 一般情况下不要将非指针类型的数据赋值给一个指针变量。

下面来看一个例子,并用一个图表和实例去简单理解指针的使用方法和含义。

设有两个 unsigned  int  变量    ABC 处 CBA  存放在 0x0028,0x002A 中 另有一个指针变量    portA  存放在 0x002C 中 那么我们写这样一段程序去看看*,&的运算结果

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,允许接收 TMOD  =  0x20;  //定时器 1 定时方式 2

TH1  =  0xE8;  //11.0592MHz  1200 波特率 TL1  =  0xE8;

TI  =  1;

TR1  =  1;  //启动定时器

ABC  =  10;  //设初值 CBA  =  20;

Port  =  &CBA;  //取 CBA 的地址放到指针变量 Port

*Port  =  100;  //更改指针变量 Port 所指向的地址的内容

printf("1:  CBA=%d\n",CBA);  //显示此时 CBA 的值


Port  =  &ABC;  //取 ABC 的地址放到指针变量 Port

CBA  =  *Port;  //把当前 Port 所指的地址的内容赋给变量 CBA

printf("2:  CBA=%d\n",CBA);  //显示此时 CBA 的值

printf("     ABC=%d\n",ABC);  //显示 ABC 的值

}

程序初始时
1.png
执行 ABC  =  10;向 ABC 所指的地址 0x28H 写入 10(0xA),因 ABC 是 int 类型要占用 0x28H 和

0x29H 两个字节的内存空间,低位字节会放入高地址中,所以 0x28H 中放入 0x00,0x29H 中 放入 0x0A
2.png
执行 CBA  =  20;原理和上一句一样
3.png
执行 Port  =  &CBA;  取 CBA 的首地址放到指针变量 Port
4.png
5.png
*Port  =  100;  更改指针变量 Port 所指向的地址的内容
6.png
其它的语句也是一样的道理,大家能用 Keil 的单步执行和打开存储器查看器一看,这样

就更不难理解了。
7.png
图 9-1    存储器查看窗
8.png
图 9-2    在串行调试窗口的最终结果

sizeof 运算符

看上去这确实是个奇怪的运算符,有点像函数,却又不是。大家看到 size 应该就猜到 是和大小有关的吧?是的,sizeof  是用来求数据类型、变量或是表达式的字节数的一个运 算符,但它并不像“=”之类运算符那样在程序执行后才能计算出结果,它是直接在编译时 产生结果的。它的语法如下:

sizeof  (数据类型)


sizeof  (表达式) 下面是两句应用例句,程序大家能试着编写一下。

printf("char 是多少个字节?  ½  字节\n",sizeof(char));

printf("long 是多少个字节?  ½  字节\n",sizeof(long));

结果是:

char 是多少个字节?  1 字节

long 是多少个字节?  4 字节

强制类型转换运算符 不知你们是否有自己去试着编一些程序,从中是否有遇到一些问题?开始学习时我就遇到过

这样一个问题:两个不一样数据类型的数在相互赋值时会出现不对的值。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);

}

这段小程序并没有什么实际的应用意义,如果你是细心的朋友定会发现 a 的值是不会等于

100*4 的。是的 a 和 b 一个是 char 类型一个是 int 类型,从以前的学习可知 char 只占一个 字节值最大只能是 255。但编译时为何不出错呢?先来看看这程序的运行情况:
9.png 图 9-3    小程序的运行情况

b=100*4 就能得知 b=0x190,这个时候我们能在 Watches 查看 a 的值,对于 watches 窗口我们 在第 5 课时简单学习过,在这个窗口 Locals 页里能查看程序运行中的变量的值,也能

在  watch  页中输入所要查看的变量名对它的值进行查看。做法是按图中  1  的  watch#1(或

watch#2),然后光标移到图中的 2 按 F2 键,这样就能输入变量名了。在这里我们能查看

到 a 的值为 0x90,也就是 b 的低 8 位。这是因为执行了数据类型的隐式转换。隐式转换是 在程序进行编译时由编译器自动去处理完成的。所以有必要了解隐式转换的规则:

1.变量赋值时发生的隐式转换,“=”号右边的表达式的数据类型转换成左边变量的数


据类型。就如上面例子中的把 INT 赋值给 CHAR 字符型变量,得到的 CHAR 将会是 INT 的低 8 位。如把浮点数赋值给整形变量,小数部分将丢失。

2.所有 char 型的操作数转换成 int 型。

3.两个具有不一样数据类型的操作数用运算符连接时,隐式转换会按以下次序进行:如 有一操作数是 float 类型,则另一个操作数也会转换成 float 类型;如果一个操作数为 long 类型,另一个也转换成 long;如果一个操作数是 unsigned 类型,则另一个操作会被转换成 unsigned 类型。

从上面的规则能大概知道有那几种数据类型是能进行隐式转换的。是的,在  单片机c语言 中只有 char,int,long 及 float 这几种基本的数据类型能被隐式转换。而其它的数据类型 就只能用到显示转换。要使用强制转换运算符应遵循以下的表达形式:

(类型)  表达式 用显示类型转换来处理不一样类型的数据间运算和赋值是十分方便和方便的,特别对指针

变量赋值是很有用的。看一面一段小程序:

#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,允许接收 TMOD  =  0x20;  //定时器 1 定时方式 2

TH1  =  0xE8;  //11.0592MHz  1200 波特率 TL1  =  0xE8;

TI  =  1;

TR1  =  1;  //启动定时器

XROM=(char  xdata  *)  0xB012;  //给指针变量赋 XROM 初值

*XROM  =  ‘R’;  //给 XROM 指向的绝对地址赋值

a  =  *((char  xdata  *)  0xB012);  //等同于 a  =  *XROM

printf  (“%bx  %x  %d  %c  \n”,(char)  Aa,  (int)  Ba,(int)Ca,  a);//转换类型并输出

while(1);

}

程序运行结果:1c  7832  3  R 在上面这段程序中,能很清楚到到各种类型进行强制类型转换的基本使用方法,程序中先

在外部数据存储器 XDATA 中定义了一个字符型指针变量 XROM,当用 XROM=(char  xdata  *)

0xB012 这一语句时,便把 0xB012 这个地址指针赋于了 XROM,如你用 XROM 则会是非法的, 这种方法特别适合于用标识符来存取绝对地址,如在程序前用#define  ROM  0xB012  这样的 语句,在程序中就能用上面的方法用 ROM 对绝对地址 0xB012 进行存取操作了。





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