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<pic.h> 和#include<pic1687x.h>; 对高级产品，如PIC18F452器件，其头文件是#include<pic18.h> 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 <pic.h> // 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

}

}

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 <pic.h> // 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 <pic.h> // 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 <pic.h> // 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

}

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<pic.h> // 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。