C PROGRAMMING FOR 8051

USING KEIL IDE

1

Microcontroller Projects

Life cycle of a microcontroller project

Integrate Development Environment (IDE)

2

Brain storming

Hardware design

Programming & debugging

Transfering to the board

Prototype, Testing

Limitation of Keil, evalation version

•Object code must be less than 2

Kbytes

•Program code starts at address

0x4000

•No floating-point types

Variables

Variables Declaration

storage_class data_types memory_type variable_name= value;

โดยท

storage_class คอ ประเภทของการเกบขอมล

data_type คอ ชนดของขอมล

variable_name คอ ชอของตวแปร

memory_type คอ ชนดของหนวยความจ า

value คอ คาของตวแปร

3

Data Types 4

ระบบไมโครคอนโทรลเลอรม

หนวยความจ า RAM ท

จ ากดแตละชนดของตวแปร

ใชเนอทหนวยความจ าไม

เทากน และ

ไมโครคอนโทรลเลอรยงใช

เวลาในการ process ตว

แปรทใชเนอทมากนานกวา

อกดวย

* มใชใน MCS-51เพออางถง Bit-addressable memory

Data Type Bits Bytes Value Range

bit* 1 -- 0 to 1

sbit* 1 -- 0 to 1

sfr* 8 1 0 to 255

sfr16* 16 2 0 to 65535

char 8 1 -128 to +127

unsigned char 8 1 0 to 255

enum 16 2 -32768 to +32767

int 16 2 -32768 to +32767

unsigned int 16 2 0 to 65535

short 16 2 -32768 to +32767

unsigned short 16 2 0 to 65535

long 32 4 -2147483648 to 2147483647

unsigned long 32 4 0 to 4294967295

float 32 4 ±1.175494E-38 to ±3.402823E+38

double 32 4 ±1.175494E-38 to ±3.402823E+38

Data Types

Constant

ประกาศคาคงทปกต

unsigned char message[500];

message[0]=‘a’;

ประกาศคาคงทเพอเขยนลงใน program

memory

unsigned char code message[500];

message[0]=‘a’;

5

Number representations

Array

char display[10];

display[3] = 60;

Hexadecimal (base 16) Binary (base 2) Decimal (base 10)

0x00 0b00000000 0

0xFF 0b11111111 255

0xAA 0b10101010 170

0xFFFF 0b1111111111111111 65535

0xFFAA 0b1111111110101010 65450

Data Types

6

การเปลยนชนดของขอมล

unsigned char x = 10;

unsigned char y = 5;

unsigned char z ;

z = x * y ;

ผลลพธคอ z = 50

unsigned char x = 10;

unsigned char y = 50;

unsigned char z ;

z = x * y ;

ผลลพธคอ z = 244

เนองจากค าตอบทแทจรงคอ 500 (1F4H) แตตวแปร char มขนาดเพยง 8 บต เลข 1ดานหนาซงเปนหลก

ทเกนจาก 8 บตจงถกตดหายไป

unsigned char x ;

unsigned char y ;

unsigned int z ;

z = (unsigned int) x * (unsigned int) y ;

Storage classes

7

Static (Static variables)

เกบไวทหนวยความจ าขอมลต าแหนงหนงโดยทไมมการ

เปลยนต าแหนงเลยจนกวาจะมการก าหนดใหเปลยน

ต าแหนงใหม สามารถเปนไดทง Global หรอ Local

variable โดยถาเปน Global variable

ต าแหนงของ static จะอยในขอบเขตฟงกชน ทตวมน

ถกประกาศคา

Extern (external)

เปนการประกาศใชตวแปรทมการประกาศไวแลวในฟงชน

อน หรอไฟลอน

Auto (Automatic variables)

เปนคา default ของ storage class ขอมลจะถก

เกบไวทหนวยความจ าต าแหนงหนงโดยทอาจมการ

เปลยนต าแหนงได แตเปน Local variable การใช

งานและการเปลยนต าแหนงจะอยในฟงกชนเทานน

Register

เปนการเรยกใช registers ในการจดเกบขอมลแทน

การใชหนวยความจ า RAM

register data-type name = value;

Memory Types 8

data พ นท 128 bytes แรก เขาใชงานได

โดยวธ direct addressing

unsigned char data fast_variable;

idata พ นททงหมดของ data

memory ภายใน (256 bytes) เขาใช

งานไดโดยวธ indirect addressing ซง

จะชากวาวธ direct addressing

unsigned char idata variable;

bdata พ นท 16 bytes ของ bit-

addressable memory (20h-2Fh) เขา

ใชงานและเปลยนแปลงไดทละบต

unsigned char bdata bdata_var;

far เปนพ นทภายในหรอภายนอก ขนาด 16

Mbytes เขาใชงานโดยการอาง address 24 bit

พ นทหนวยความจ าประเภทนเกดจากการใชเทคนคเพม

ขนาดหนวยความจ าซงมใน ไมโครคอนโทรลเลอรบาง

ตว

หนวยความจ า data memory ภายใน (Internal data memory)

Memory Types

xdata พ นทชวง 64K Bytes การเขาใช

งานโดยออมตองท าผาน data pointer

register

unsigned char xdata variable;

ถาตองการให constants ถกบรรจใน

program memory ตองมการประกาศ

ไว

unsigned char code name1;

pdata พ นทชวง 1 page หรอ 256

bytes การเขาใชงานโดยออมตองท าผาน

registers R0 และ R1 (@R0,

@R1)

unsigned char pdata variable;

program code หรอ functions จะถก

บรรจใน program memory โดย

อตโนมต

unsigned int func (void)

{….;return (0);}

9

หนวยความจ า data memory ภายนอก (External data memory)

หนวยความจ า program memory

Memory Types

Extension Memory Type Related ASM

data Internal data memory addresses 0x00-0x7F

(Directly-addressable)

MOV A, 07FH

idata Internal data memory addresses 0x00-0xFF

(Indirectly-addressable)

MOV R0, #080H,

MOV A, @R0

bdata Internal data memory addresses 0x20-0x2F

(Directly-addressable)

SETB 7FH,

CPL 80H

sfr*

sfr is not an extension

Internal data memory addresses 0x80-0xFF (Directly-

addressable)

MOV P1, A

xdata External data memory 64 Kbytes (Indirectly-

addressable through DPTR)

MOVX A, @DPTR

pdata External data memory 256 bytes (Indirectly-

addressable through R0, R1)

MOVX A, @R0

code Program memory MOVC A, @A+DPTR

far Extended RAM and ROM memory spaces (up to 16MB); accessed by user defined routines or

specific chip extensions (Philips 80C51MX, Dallas 390).

Memory Types 11

Mathematical & logic operations 12

Operator Description

= ก าหนดคา (assignment)

+ บวก - ลบ * คณ

/ หาร % Modulo

! NOT (bit level) Example:

P1^0 = !P1^0;

~ NOT (byte level)

Example: P1 = ~P1;

& AND (byte level)

| OR (byte level)

^ EXCLUSIVE OR(byte

level)

|| OR

&& AND

<< Shift to the left

>> Shift to the right

Operator Description

== Equal to

<, > Smaller than, bigger

than.

<=, >= Smaller than or equal to,

bigger than or equal to.

!= Not equal to

+= บวกและใหเทากบ

-= ลบและใหเทากบ

*= คณและใหเทากบ

/= หารและใหเทากบ

%= Modulo และใหเทากบ

&= ANDและใหเทากบ

|= OR และใหเทากบ

^= EXCLUSIVE OR และใหเทากบ

<<= เลอนซายและใหเทากบ

>>= เลอนขวาและใหเทากบ

Directives and functions

Directives

Define

#define LED1 P1^0

#define led_on_time 184

ASM และ ENDASM

void main (void)

{ test ();

#pragma asm

JMP $ ; endless loop

#pragma endasm

}

หรอ __asm { JMP $ }

13

Functions

ถกประกาศไวใน header file เชน

Function Description

char cabs (char val); Return an the absolute value of a char

variable.

int abs (int val); Return an the absolute value of a int

variable.

float sqrt (float val); Returns the square root of a float variable.

float exp (float val); Returns the value of the Euler number 'e' to

the power of val

float log (float val); Returns the natural logarithm of val

float log10 (float val); Returns the common logarithm of val

unsigned char _crol_ ( unsigned

char c, unsigned char b);

routine rotates the bit pattern for the

character c left b bits

unsigned char _cror_ ( unsigned

char c, unsigned char b);

routine rotates the bit pattern for the

character c right b bits

float pow (float x, float y); Returns x to the power y.

การเขาถง ports

การก าหนดต าแหนงของหนวยความจ า อางถง address ของแตละ port หรอใช ตวแปร

char ชอ P0, P1, P2 และ P3 แตละตวมขนาด 8 บตและแตละขาของ port PX^0

ถง PX^7

#include <C51rd2.h> เปนการเรยกใช P89V51RX2.h ซงเปนไฟลทบรรจ

รายละเอยดของรจสเตอรของไมโครคอนโทรลเลอร P89C51RD2 ส าหรบใชงานกบ C

คอมไพเลอร

#include <reg51.h> เปนการเรยกใช reg51.h ซงเปนไฟลทบรรจรายละเอยด

ของรจสเตอรพ นฐานของไมโครคอนโทรลเลอรตระกล MCS-51สวนใหญซงไมม Timer

2 ส าหรบใชงานกบ C คอมไพเลอร

14

Directives and functions

Representing Program Operation 15

Flowchart

START

Read value from sensor

ADD 7

Stroe in memory

Wait 1 Hour

24 Samples ?

END

Program Organization

16

Initialization

Variables Declarations

Function’s body

*Infinite Loop

Example Programs 17

โปรแกรมทท าให LED ทตออยกบ P1.0 กระพรบ

#include <REG51.h> /* ประกาศใหคอมไพเลอรรจกรจสเตอรและบตควบคมพนฐานของไมโครคอนโทรลเลอรตระกล MCS-51*/

#include <math.h> /*เรยกใช Library math.h*/

sbit led=P1^7; /* ตงชอ Port 1.7 วา led */

void delay (unsigned int y) {

/*ประกาศ Function และตวแปร Local เขามาใชใน Function น*/

unsigned int i; /* ประกาศตวแปร Local*/

for(i=0;i<y;i++){;} // Loop

}

void main() { /* Main Function ของโปรแกรม*/

while(1) { // Infinite Loop

delay(30000);

led = 0;

delay(30000);

led = 1;

}

}

P1.01

P1.12

3P1.2

4P1.3

A0/P0.0

A1/P0.1

A2/P0.2

A3/P0.3

39

38

37

36

RXD

TXD

ALE/P

10

11

30

P89V51RD2

P1.45

P1.56

7P1.6

8P1.7

A4/P0.4

A5/P0.5

A6/P0.6

A7/P0.7

35

34

33

32

A8/P2.0

A9/P2.1

A10/P2.2

A11/P2.3

21

22

23

24INT0

12

INT113

14T0

15T1

A12/P2.4

A13/P2.5

A14/P2.6

A15/P2.7

25

26

27

28

RESET9

X218

X119

WR16

RD13

31EA/VP

PSEN29

Vcc

+5V

Gnd

40

20

Reset

+5V

Example Programs 18

การรบขอมลจากสวทชและแสดงผล #include <REG51.h>

#include <math.h>

sbit led = P1^7;

sbit sw = P2^7

void delay(unsigned int y){

unsigned int i;

for(i=0;i<y;i++){;}

}

void main(){

sw = 1 //Set up P 2.7as input pin

while(1) {

if(sw == 0) { led = 0; //Turn ON the LED}

else { led = 1; //Turn OFF the LED }

}

}

P1.01

P1.12

3P1.2

4P1.3

A0/P0.0

A1/P0.1

A2/P0.2

A3/P0.3

39

38

37

36

RXD

TXD

ALE/P

10

11

30

P89V51RD2

P1.45

P1.56

7P1.6

8P1.7

A4/P0.4

A5/P0.5

A6/P0.6

A7/P0.7

35

34

33

32

A8/P2.0

A9/P2.1

A10/P2.2

A11/P2.3

21

22

23

24INT0

12

INT113

14T0

15T1

A12/P2.4

A13/P2.5

A14/P2.6

A15/P2.7

25

26

27

28

RESET9

X218

X119

WR16

RD13

31EA/VP

PSEN29

Vcc

+5V

Gnd

40

20

Reset

+5V

Variables

Floating-point Numbers

float ใช 4 bytes (32-bits) รปแบบ

ของตวเลขเปนไปตาม IEEE-754

standard

±mantissa × 2exponent

Mantissa มชวงตงแต –127 ถง

+128

Exponent มขนาด 24 bits ซง MSB

มคาเปน 1 และม 1 บตเปน sign bit

ตวอยาง เลข -12.5 Address0 Address1 Address2 Address3

Format SEEEEEEE EMMMMMMM MMMMMMMM MMMMMMM

Binary 11000001 01001000 00000000 00000000

Hex C1 48 00 00

ตวอยาง

unsigned char a,b,c;

signed char d;

a = 100;

b = 200;

c = a - b; (c =155)

d = a - b; (d =-100)

19