C51程序设计基础教程：从零开始编写单片机程序

# 1. C51单片机简介**

C51单片机是一种8位微控制器，广泛应用于嵌入式系统中。它具有低功耗、高性能和易于编程的特点。C51单片机基于Intel 8051微控制器架构，提供丰富的指令集和外围设备。

C51单片机内部包含一个中央处理单元（CPU）、存储器（ROM和RAM）、输入/输出（I/O）端口以及各种外围设备，如定时器、中断控制器和串口。CPU负责执行程序指令，存储器用于存储程序代码和数据，I/O端口用于与外部设备通信，而外围设备提供特定的功能，如定时、中断处理和串口通信。

# 2.1 C51语言概述

### C51语言的特点

C51语言是一种面向过程的高级语言，专门为英特尔8051系列单片机设计。它具有以下特点：

- **紧凑性：**C51代码通常比汇编代码更紧凑，因为编译器可以优化代码并消除冗余。
- **可移植性：**C51代码可以在不同的8051微控制器上运行，只要它们具有相同的指令集。
- **易于调试：**C51编译器提供调试信息，使开发人员可以轻松识别和修复错误。
- **广泛使用：**C51语言在单片机开发领域广泛使用，拥有丰富的库和资源。

### C51语言的语法

C51语言的语法与C语言相似，但有一些特定于单片机的扩展。以下是一些基本的语法规则：

- **关键字：**C51语言包含一组预定义的关键字，如`int`、`float`、`if`、`else`等。
- **标识符：**标识符用于命名变量、函数和类型。它们必须以字母或下划线开头，并只能包含字母、数字和下划线。
- **数据类型：**C51语言支持多种数据类型，包括整型、浮点型、字符型和枚举类型。
- **运算符：**C51语言支持算术、逻辑、关系和位运算符。
- **语句：**C51语言包含多种语句类型，如赋值语句、条件语句和循环语句。

### C51程序结构

一个典型的C51程序包含以下部分：

- **头文件：**包含预定义的宏和函数声明。
- **变量声明：**声明程序中使用的变量。
- **函数定义：**定义程序中的函数。
- **主函数：**程序的入口点，从这里开始执行。
- **中断服务程序：**处理中断的函数。

### 编译和链接

C51程序使用编译器编译成汇编代码，然后使用汇编器汇编成机器代码。最后，链接器将机器代码链接成可执行文件。

# 3. C51程序设计进阶

### 3.1 函数和数组

#### 3.1.1 函数

**定义：**
函数是将代码块封装成一个可重用的单元，它可以接受参数，并返回一个值。

**语法：**

returnType functionName(parameterList) {
  // 函数体
}

**参数：**
* `returnType`：函数返回的数据类型。
* `functionName`：函数的名称。
* `parameterList`：函数的参数列表，每个参数由数据类型和名称组成。

**示例：**

int add(int a, int b) {
  return a + b;
}

#### 3.1.2 数组

**定义：**
数组是一种数据结构，它存储相同数据类型的多个元素，每个元素都有一个唯一的索引。

**语法：**

dataType arrayName[size];

**参数：**
* `dataType`：数组中元素的数据类型。
* `arrayName`：数组的名称。
* `size`：数组的大小，表示数组中元素的数量。

**示例：**

int numbers[5];

### 3.2 指针和结构体

#### 3.2.1 指针

**定义：**
指针是一种数据类型，它存储另一个变量的地址。

**语法：**

dataType *pointerName;

**参数：**
* `dataType`：指针所指向变量的数据类型。
* `pointerName`：指针的名称。

**示例：**