本文是讲座《单片机C 语言程序设计》的结束篇，为了帮助大家更好地掌握前面所学的知识，我们将归纳性地介绍初学者用C 语言编辑PIC 单片机实用程序时应具备的思维方法和基本知识，并通过下面的实例进行一次小结，以期对大家今后深入学习PIC 单片机C 语言程序设计有所帮助。

十六、PIC单片机C语言程序的组成

一个完整的PIC 单片机C 语言源程序应包括：包含头文件、变量定义、常量说明、函数定义、主函数main( )、若干个其他功能函数、各种功能C 语句，以及已定义的函数和函数体、注释等部分组成。

说明：对PIC 单片机中级或中级以下的产品，其头文件是#include和#include; 对高级产品，如PIC18F452 器件，其头文件是#include和#include< pic18fxx2.h>。

C 程序的运行，总是从主函数main( ) 开始(可以通过模拟仿真直接观察到)，由主函数调用其他函数，其他函数也可互相调用， 如此运行工作。而C 语句，又可按其执行方式的不同而分为顺序结构、选择结构和循环结构等。这里的顺序结构， 是指程序按语句的顺序逐条执行；选择结构， 是指程序根据相关条件选择的执行顺序； 循环结构， 是指程序根据某条件的存在执行一段程序，直到条件消失为止，若该条件永远存在，就形成无限循环。

1. 延时函数的三种表达式

用汇编语言编辑一个较大的PIC 单片机程序时，一般分为多个程序模块，每个模块的子程序实现一个特定的功能。而用C 语言编辑该程序时，模块的功能是用函数实现的，即函数相当于汇编语言的子程序。下面我们以延时函数应用的实例，来说明PIC 单片机C 语言程序的基本组成格式。

延时函数是PIC 单片机源程序中出现频率较高的函数，而且具有相同功能的延时函数也有多种形式，我们选择常用的三种延时函数进行讨论。

所引用的三种延时函数都是由循环控制语句——while、do_while 和for 等实现的。

(1)带形式参数的由for 语句组成的延时函数。

void delay(unsigned int k)

{

unsigned int i, j;

fir(i=0;i<=81;i++)

fir(j=0;j<=k;j++)

cONtinue;

}

该延时函数由两个for 语句组成，第一个for语句中的81 是笔者设置的常数(可任意设定)，用于使延时值增加； 第二个for 语句中的k 是在程序中主函数main( ) 调用delay(k) 时，由用户给定的值，k 值不同，延时时间就不等， 所以该延时函数可在一个C 程序中实现不同的多个延时量，显然比汇编语言延时子程序简单多了。在延时量要求较短时， 该延时函数种的两个for 语句的功能可用一个for 语句来实现。

(2)带形式参数的由while 循环语句组成的延时函数。

Void deley(unsigned long int k)

{

Unsigned long int d=k;

While(--d)

{;

}

{

此延时函数简单、容易记忆。使用时，在程序中主函数main( ) 调用delay(k) 时，由用户给定不同的k 值，亦可实现多种延时值。

(3)带形式参数的由do-while 语句组成的延时函数。

Void delay(unsigned long int k)

{

Unsigned int long j=o;

do {

j++;

}

While(j < =k)；

j=o;

}

该延时函数简单易记。使用时，在程序中主函数main( ) 调用delay(k) 时，由用户给定不同的k 值，即可实现多种延时值。

需要说明的是，上述由while 循环语句和由do-while 语句组成的延时函数中的形式参数，不一定用长整型(long ink)。

⒉ 电路功能相同形式不同的四种C 程序

下面介绍利用PIC16F84A 单片机的PORTB端口外接的8 只LED, 采用四种C 程序控制端口的LED 灯，来说明编辑C 语言程序时的基本格式及其灵活性。电路参见《电子制作》2009 年9期《单片机C 语言程序设计(1)》一文中的图1，程序流程如图64 所示，采用的是无限循环工作方式。

图64

(1)C 程序一，文件名为pic09.c, 清单如下：

#include // 头文件

void delay(unsigned long int K)

// 延时函数开始

{

unsigned int long j=0;

// 说明语句

do

// 由do-while 组成的延时执行语句

{

j++;

}

while(j<=K)；

j=0;

}

main( ) // 主函数开始

{

TRISB=0x00;

// 设置PORTB 口全为输出

INTCON=0x00; // 关闭所有中断

PORTB=0x00; //RB 口先送低电平

while(1) // 永久循环开始

{

PORTB=0x55;

//RB 口外接LED 其1、3、5、7 点亮

delay(45000)；

// 点亮的LED 延时1 秒后关闭

PORTB=0xAA;

//RB 口外接LED 其2、4、6、8 点亮

delay(98000)；

// 点亮的LED 延时2 秒后关闭

PORTB=0xFF; //RB 口外接LED 全亮

delay(155000)；

// 全亮的LED 延时3 秒后关闭

}

}[page]

说明：a. 上述程序中，延时函数带形式参数K，并由do-while 语句组成。

b. 主函数main() 调用delay(k) 时，其K 分别是45000(1 秒)、98000(2 秒)、和155000(3秒)。

c.LED 灯点亮时的无限循环，由while(1) 语句完成。

(2)C 程序二，文件名为pic10.c, 清单如下：

#include // 头文件

void delay( K ) // 延时函数

unsigned long int K;

// 形参数(k) 说明

{

unsigned long int d=K;

// 说明语句

while(--d)

// 由while 组成的延时执行语句

{;

}

}

main( ) // 主函数开始

{

TRISB=0x00

// 设置PORTB 口全为输出

INTCON=0x00; // 关闭所有中断

PORTB=0x00; //RB 口先送低电平

loop: // 语句标号(无限循环)

PORTB=0x55;

//RB 口外接LED 其1、3、5、7 点亮

delay(37000)；

// 点亮的LED 延时1 秒后关闭

PORTB=0xAA;

//RB 口外接LED 其2、4、6、8 点亮

delay(74000 )；

// 点亮的LED 延时2 秒后关闭

PORTB=0xFF; //RB 口外接LED 全亮

delay(111000)；

// 全亮的LED 延时3 秒后关闭

goto loop; // 跳转到loop 处循环

}

说明：a. 上述程序中，延时函数带形参数k，且由while 语句组成。

b. 主函数main( ) 调用delay(k) 时，其k 分别是37000(1 秒)、74000(2 秒)和1110000(3 秒)。

c. LED 灯点亮时的无限循环，由goto 无条件转移执行语句完成。其中loop 为语句标号。对goto 语句使用时应慎重，在简单的C 程序中使用goto 语句是必要的，但编辑复杂的C 程序结构，会使程序的可读性变差。

(3) C 程序三，文件名为pic11.c, 清单如下：

#include // 头文件

unsigned int h; // 无符号的整型变量

void delay(unsigned long int M)

// 延时函数开始

{

unsigned int long i,j; // 说明语句

for(i=0;i<=81;i++)

// 由两个for 语句组成的

for(j=0;j<=M;j++) // 延时执行语句

continue; // 继续循环

}

main( ) // 主函数开始

{

TRISB=0x00;

// 设置PORTB 口全为输出

INTCON=0x00; // 关闭所有中断

PORTB=0x00; //RB 口先送低电平

h=0; // 给h 赋置0

do

// do-while 语句开始循环

{

PORTB=0x55;

//RB 口外接LED 其1、3、5、7 点亮

delay(500)；

// 点亮的LED 延时1 秒后关闭

PORTB=0xAA;

//RB 口外接LED 其2、4、6、8 点亮

delay(1000)；

// 点亮的LED 延时2 秒后关闭

PORTB=0xFF; // RB 口外接LED 全亮

delay(1500)；

// 全亮的LED 延时3 秒后 关闭

h++; // h 自增量

}

while(h<=100)； //h 自增不满足条件时

h=0; // 给h 赋值0

return; // 返回

}

说明：a. 上述程序中，延时函数带形参数M，并由二个for 语句组成(可以是多个for 语句或一个for 语句)。

b. 主函数main( ) 调用delay(M) 时，M 值分别是500(1 秒)、1000(2 秒)和1500(3 秒)。

c. LED 灯点亮时的无限循环由do_while 语句完成，其while(h < =100) 中的100 可任意选取大于0 的其他值。

(4)C 程序四，文件名为pic12.c，清单如下：

#include // 头文件

void delay(unsigned long int M)

// 延时函数开始

{

unsigned int long j; // 说明语句

for(j=0;j<=M;j++)

// 由一个for 语句组成的延时语句

continue; //for 条件满足继续循环

}

void light1( )；

// 声明RB 口点LED 灯函数1

void light2( )；

// 声明RB 口点LED 灯函数2

void light3( )；

// 声明RB 口点LED 灯函数3

main( ) // 主函数开始

{

TRISB=0x00;

// 设置PORTB 口全为输出

INTCON=0x00; // 关闭所有中断

PORTB=0x00; //RB 口先送低电平

while(1) // 永久循环开始

{

light1( )； // 调用LED 灯函数

delay(45000)； // 调用延时函数(1 秒)

light2( )； // 调用LED 灯函数2

delay(95000)； // 调用延时函数(2 秒)

light3( )； // 调用LED 灯函数3

delay(145000)； // 调用延时函数(3 秒)

}

}

void light1( ) //LED 灯函数1

{

PORTB=0x55;

// RB 口外接LED 其1、3、5、7 点亮

}

void light2( ) //LED 灯函数2

{

PORTB=0xAA;

//RB 口外接LED 其2、4、6、8 点亮

}

void light3( ) //LED 灯函数3

{

PORTB=0xFF; //RB 口外接LED 全亮

}

[page]说明：a. 上述程序中，延时函数带形参数M,并由一个for 语句组成的。

b. 主函数main( ) 调用delay(M) 时， 其M 值分别是45000(1 秒)、95000(2 秒) 和145000(3 秒)。

c. LED 灯点亮时的无限循环，由while 语句完成。

d. 上述程序都以LED 的各功能函数lightl()；light2( )；light3( ) 完成。程序运行时，由主函数main( ) 调用各LED 的功能函数和延时函数，此方法是编辑复杂C 程序所必备的。

3. PIC 单片机端口的位定义

PIC 单片机是一种系列产品， 其端口数和端口的位与具体型号有关。如PIC16F877 的端口有PORTA ～ PORTE， 端口的位不都是8位， 其PORTA 口只有6 位(RAO ～ RA5)，PORTAB、BORTC 和PORTD 是8 位， 分别为RB0 ～ RB7、RC0 ～ RC7、RD0 ～ RD7。在编辑C 程序时，要访问上述端口的某个位，必须先把这一位的地址确定下来， 这可通过@add(address) 结构和bit 关键字来实现，其中@是地址标识符、add(address) 是绝对地址。利用上述地址符，可对PIC 单片机端口的位进行定义，尔后便可随意对端口的位进行访问。下面是对PIC16F84A 的PORTB 口进行位定义的语句：

# dafine PORTBIT ( add , bit ) ( ( unsigned )

(&add)*8+(bit))

Satic bit PORTB_0@PORTBIT(PORTB,0)；//定义PORTB 的0 位

Satic bit PORTB_1@PORTBIT(PORTB,1)//定义PORTB 的1 位

……

Static bit PORTB_7@PORTBIT(PORTB,7)；//定义PORTB 的7 位

其中“&”和”*”符号，在C 语言中是作为按位运算符用的，而8 是指8 位。在编辑PIC 单片机C 程序时，一旦某个端口，如PORTB，定义后， 其对应位(bit) 还可写成RBO、RB1、RB2、RB3…RB7, 以使程序代码简化。

有关端口位定义后的应用，还可参看《单片机C 语言程序设计(6)》一文中的程序pic06.c。

4. LED 数码显示函数的应用

下面以倒计数、倒计时C 程序实例， 说明LED 数码显示函数display(x) 的应用。

(1)硬件电路利用PIC16F84A 的4 位LED 数码显示电路( 参见《单片机C 语言程序设计(4)》一文中的图3、图4) 制作2 位数码管(另两位不用)的99 ～ 0 倒计数、倒计时显示。倒计数以秒为单位，倒计时以分为单位，只要有显示函数display()，其计数、计时程序的格式相同。

(2) 99 ～ 0(以分钟计)的C 源程序清单如下，程序名为pic13.c。

#include// 头文件

# define PORTAIT ( add , bit ) ( ( unsigned )

(&add)*8+(bit))

static bit PORT _ 2@ PORTAIT ( PORTA , 2 ) ;

//PORTA 口位定义

static bit PORT_3 @PORTAIT(PORTA,3)；

static bit PORT_4 @PORTAIT(PORTA,4)；

unsigned int x=0; // 无符号的整形变量

void delay(unsigned long int k )

// 延时函数开始

{

unsigned long int i; // 说明语句

for(i=0;i<=k;i++) //for 执行语句

continue; // 继续循环

}

void display(unsigned int x)

// 数码管LED 显示函数

{

unsigned int d=5700,unit_bit,ten_bit;

// 无符号整型变量D，个位、十位

unsigned char SEG7[10]={0xc0,0xf9,0xa4,

//0 ～ 9 的7 段码数组

0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90};

unit_bit=x%10; //picc 可识别个位数

ten_bit=x/10%10; //picc 可识别十位数

while(d>0) //while 语句开始

{

PORTA=0x1F;

//PORTA 口的低位输出高电平

PORTB=SEG7[unit_bit];

// 个位字段码数组送B 口

RA3=0; //RA3 赋值0，LED 个位显示

delay(200)； // 延时以便观察

RA3=1; //RA3 赋值1，LED 个位数灭

delay(2)； // 短延时

PORTB=SEG7[ten_bit];

// 十位字段码数组送B 口

RA2=0; //RA2 赋值0，LED 十位数显示

delay(200)； // 延时以使观察

RA2=1; //RA2 赋值1，LED 十位数灭

delay(2)； // 短延时

d--; //d 自减量

}

}

void main( ) // 主函数开始

{

TRISB=0x00; //B 口全为输出

TRISA=0x10; //A 口低4 位为输出

PORTB=0x40; // 给B 口低位输出0

INTCON=0x00; // 关闭所有中断

PORTA=0x10; //A 口低位输出0

x=99; // 给整形变量x 赋值99

while(RA4) // 显示起动信号

{; //RA4 为0，计时开始

}

while(1) // while 循环语句开始

{

display(x)； // 调用显示函数

x--; //x 自减

if(x==-1) // 若x 自减到-1

x=99; // 给x 赋值99

}

}

说明：a. 对上述的C 源程序，只需将显示函数display(x) 中的无符号整型变量d(unsignedint d) 从5700 改为95，即可变成以秒为单位的99 ～ 0 倒计数程序，因为d 值决定了数码管显示的个位时间 ( 具有唯一性)。

b. 若要使用上述程序， 且对计时( 分或秒)的精度有严格要求时，可对整型变量d 值(57000)以标准时钟为准进行微调，以实现高精度的分或秒定时。

c. 上述所有PIC 单片机的C 源程序，都是可执行的， 初学者可放心使用。

5. 关于PIC 单片机c 语言程序SIM 软件仿真的问题

在《单片机C 语言程序设计(11)》、《单片机C 语言程序设计(12)》中，详细介绍了C 程序的SIM 软件仿真过程。软件仿真对初学者编辑PIC 单片机C 语言程序十分有用， 利用它不仅可以观察到程序运行过程，而且可以发现程序中的问题，即使是已掌握了PIC 编程技术的专业人员，也常通过SIM 软件仿真来找出程序中的问题。

结束语

上面介绍的延时函数的三种表达式、电路功能相同形式不同的四种C 程序、端口的位定义、LED 数码显示函数和C 语言程序SIM 软件仿真问题等内容，均是初学PIC 单片机用C 语言编辑源程序的基本知识，大家要理解其内容，最好能熟记和背诵。在此基础上，还要自己独立想一些简单电路功能，用PIC 单片机C 语言完成(一定是编译成功可执行的程序)。之后，即可进一步学习C 语言中的运算符、结构、联合、A/D 转换、串行通信等内容。学习时，仍应以编辑可执行的实用程序为目标。