单片机--C51
C51&&ANIS C
区别：
1）变量（一般变量）的定义问题
如字符型、整型、浮点型、各种数组、各种结构体等。
因单片机有4个存储空间、7个存储区，在定义时，必须要指明变量存放的存储器空间、具体的区域。
2）特殊功能寄存器的使用问题
这是ANSI C中所没有的。在C51中增加了两种“特殊功能寄存器数据类型”，使用之前，像一般变量一样，需要先定义再使用。
3）位变量的定义问题
这也是ANSI C中所没有的，在C51增加了两种“位数据类型”。见4.5节。
4）指针的定义问题
指针的定义和变量一样，与ANSI C的差异是由复杂的存储器引发，主要是指针指向的是哪个存储器空间、哪个存储区域。见4.6节。
5）函数、中断服务函数的定义问题
在C51的函数定义中，增加了多个函数属性以解决单片机的要求。如中断函数、函数重入、 切换工作寄存器组等。见4.8节。
6．混合编程问题
一般PC机程序很少混合编程，但在单片机中常混合编程。见4.9节。
7．库函数的差异问题
由于PC机与单片机的差异，相对于ANSI C的库函数来说，C51的库函数减少了一部分（如显示、键盘、磁盘，文件系统等），增加了一部分（如循环移位、绝对地址访问等），修改了一部分（如I/O函数等）。
扩充关键字
| col1 | col2 | col3 | col4 |
|---|---|---|---|
| at | bdata | bit | code |
| data | idata | interrupt | pdata |
| reentrant | sbit | sfr | |
| sfr16 | using | volatile | xdata |
C51数据类型、长度和数值范围
注：1）bit、sbit到char类型转换
2）bit、sbit类型与char类型可直接作逻辑运算
C51 数据的储存
MCS-51单片机只有bit和unsigned char两种数据类型支持机器指令，而其它类型的数据都需要转换成bit或unsigned char型进行存储。
为了减少单片机的存储空间和提高运行速度，要尽可能地使用unsigned char型数据。
位变量的存储：
- bit和sbit型位变量，直接存于RAM的位寻址空间，包括低128位和特殊功能寄存器位。
字符变量（char）：
无论是unsigned char数据还是signed char数据，均为1个字节，能够被直接存储在RAM中，可以存储在0～0x7f区域，也可以存储在0x80～0xff区域，与变量的定义有关。
- unsigned char数：可直接被MSC-51接受
- signed char数据：用补码表示。需要额外的操作来测试、处理符号位，使用的是两种库函数，代码量大，运算速度降低。
整型变量（int）长整型变量（long）：
长整型变量（long）为4个字节 不管是unsigned int数据还是signed int数据，均为2个字节，其存储方法是高位字节保存在低地址（在前面），低位字节保存在高地址（在后面） 。
浮点型：
占用4个字节
C51变量的存储类型
一、动态存储
动态（存储）变量：用auto定义的为动态变量，也叫自动变量。
作用范围：在定义它的函数内或复合语句内部
当定义它的函数或复合语句执行时，C51才为变量分配存储空间，结束时所占用的存储空间释放。
定义变量时，auto可以省略，或者说如果省略了存储类型项，则认为是动态变量。动态变量一般分配使用寄存器或堆栈。
二、静态存储
静态（存储）变量：用static定义的为静态变量。分为内部静态和外部静态变量。
内部静态变量：在函数体内定义的为内部静态变量。 在函数内可以任意使用和修改，函数运行结束后会一直存在，但在函数外不可见，即在函数体外得到保护。
外部静态变量：在函数体外部定义的为外部静态变量。在定义的文件内可以任意使用和修改，外部静态变量会一直存在，但在文件外不可见，即在文件外得到保护。
三、外部存储
外部（存储）变量：用extern声明的变量为外部变量，是在其它文件定义过的全局变量。 用extern声明后，便可以在所声明的文件中使用。
需要注意的是：在定义变量时，即便是全局变量，也不能使用extern修饰。
四、寄存器存储
寄存器（存储）变量：用register定义的变量为寄存器变量。
寄存器变量存放在CPU的寄存器中，这种变量处理速度快，但数目少。
C51中的寄存器变量：C51的编译器在编译时，能够自动识别程序中使用频率高的变量，并将其安排为寄存器变量，用户不用专门声明。
C51存储区属性与存储空间的对应关系
C51变量的存储模式
存储模式：如果在定义变量时缺省了存储区属性，则编译器会自动选择默认的存储区域，也就是存储模式。
变量的存储模式决定于程序（或函数）的编译模式。
编译模式分为三种：小模式（small）、紧凑模式（compact）和大模式（large）。编译模式由编译控制命令决定。
存储模式（编译模式）决定了变量的默认存储区域和参数的传递方法。
small模式
在small模式下，变量的默认存储区域是“data”、“idata”，即未指出存储区域的变量保存到片内数据存储器中，并且堆栈也安排在该区域中。
small模式的特点：存储容量小，但速度快。
在small模式下参数的传递：通过寄存器、堆栈或片内数据存储区完成的。
compact模式
在compact模式下，变量的默认存储区域是“pdata”，即未指出存储区域的变量保存到片外数据存储器的一页中，最大变量数为256字节，并且堆栈也安排在该区域中。
compact模式的特点：是存储容量较small模式大，速度较small模式稍慢，但比large模式要快。
在compact模式下参数的传递：通过片外数据区的一个固定页完成的。
large模式
在large模式下，变量的默认存储区域是“xdata”，即未指出存储区域的变量保存到片外数据存储器，最大变量数可达64KB，并且堆栈也安排在该区域中。
large模式的特点：存储容量大，速度慢。
large模式下参数的传递方式：参数的传递也是通过片外数据存储器完成的。
tips：
C51支持混合模式：即可以对函数设置编译模式，所以在large模式下，可以对某些函数设置为compact模式或small模式，从而提高运行速度。
默认编译模式：如果文件或函数未指明编译模式，则编译器按small模式处理。
编译模式控制命令： “#pragma small(或compact、large)”应放在文件的开始。
设备变量的概念
C语言的输入/输出，都是通过定义在I/O口的变量（字符型、位型）实现的。通过这些变量，将设备的数据、状态传递给单片机，单片机对数据、状态信息进行分析，再对设备做出相应控制。
这样的变量与设备相关联，为设备型变量，与一般数据型变量有很大的区别，一般数据型变量访问的是存储器，不会对外部设备产生影响。
在设备型变量中，以三总线方式连接的设备型变量最复杂，初学者对其定义及操作过程往往感到不好理解而出错。为了加强对这类变量的理解，我们将其称为“设备变量”。因此，“设备变量”的定义为“以三总线方式连接的设备对应的变量为设备变量”。