第5章 单片机C语言基础
5.1进制转换基础知识
进制实际是一个非常简单易懂的概念，对于初学者来说也很容易上手。我们接触最多的就是十进制了，它的特点为逢十进一，包含0，1，2，3，4，5，6，7，8，9共十个元素。
在生活中我们用到的基本都是十进制了，所以大家对它已经非常熟悉并能应用自如，但是在计算机（包括单片机）世界里，所有都是以二进制为基础的。二进制的特点为逢二进一，包含0,1共两个元素。计算机中的数据都是以二进制存储的，这就是我们所说的0，1世界。
通常我们讲的 32 位或 64 位操作系统这里的位指的就是二进制位数。因为我们实际多用十进制，那么我们在和计算机系统沟通过程中，十进制与二进制之间的转换就变得很重要了。进制之间的转换如下表所示。
表 5-1 常用进制转换表
| 十进制 | 二进制 | 十六进制 |
|---|---|---|
| 0 | 0b0 | 0x00 |
| 1 | 0b1 | 0x01 |
| 2 | 0b10 | 0x02 |
| 3 | 0b11 | 0x03 |
| 4 | 0b100 | 0x04 |
| 5 | 0b101 | 0x05 |
| 6 | 0b110 | 0x06 |
| 7 | 0b111 | 0x07 |
| 8 | 0b1000 | 0x08 |
| 9 | 0b1001 | 0x09 |
| 10 | 0b1010 | 0x0A |
| 11 | 0b1011 | 0x0B |
| 12 | 0b1100 | 0x0C |
| 13 | 0b1101 | 0x0D |
| 14 | 0b1110 | 0x0E |
| 15 | 0b1111 | 0x0F |
| 16 | 0b10000 | 0x10 |
| 17 | 0b10001 | 0x11 |
二进制转换十进制公式如下：
其中，n表示二进制的位数。
下面我们举个例子来更加直观的说明这个公式：
例如： 0b 1101，这是一个4位的二进制数， 0b 表示二进制，计算如下：
大家可以利用这个公式计算的结果和表 4-1 进行一一对照。
十六进制也是我们常用的进制，它的特点为逢十六进一，包括0，1，2，3，4，5，6，7，8，9，A，B，C，D，E，F共十六个元素。实际上十六进制是二进制的一种特殊形式，十六进制的1位等价于二进制的4位，在C语言编程中我们常用十六进制来表示二进制数。在实际应用中我们常常在数字之前加一个前缀来表示他的进制：” 0b” 表示二进制， “0x” 表示十六进制。下面我们举例说明：
0b1001,0010 = 0x92
上面一个八位的二进制数转换为一个两位的十六进制数。二进制的前4位等于十六进制的第1位：
0b1001 = 0x9
二进制数的后4位等于十六进制的第2位：
0b0010 = 0x2
在计算机中，我们通常所说的二进制的1位也叫 1bit，8位表示1个字节，也叫 1Byte。根据二进制与十六机制的关系，一个2位的十六进制数则可表示1个字节。在运用的过程中牢记0~15 的十进制与二进制、十六进制之间的转换关系，对程序的编写有很大的好处。
5.2字节表示法
我们通常用下图所示的方式来表示1个字节，也就是 1Byte。8个连续的方框，每一个方框表示1位，即 1bit，总共 8bit 组成1个字节。从左往右，第一个方框表示字节的最高位，也称为 bit7,或者叫 MSB。最后一个方框表示字节的最低位，也称为 bit0，或者叫 LSB。方框内的值要么是0，要么是1。
图 5-1 字节表示法
注：MSB：Most Significant Bit， LSB：Least Significant Bit。
下面我们举两个例子，并熟悉一下进制之间的转换。1个字节能表示的最大值，自然是每一个方框中的值都为1，转换成十进制等于 255，十六进制表示为 0xFF。最小值能表示的自然是每个方框中的值都为0，如下图所示。
图 5-2 进制转换
上面这两个算是比较特殊的值，很容易记住，其他的值靠记忆似乎不太好办，我们可以利用电脑的计算器工具快速计算。例子如下：
图 5-3 进制转换实例
打开电脑计算器，选择程序员模式，输入数字可以在各个进制之间自由转换。
5.3简便转换法
记住 8 个数 128， 64， 32， 16，8，4， 2，1，分别对应 1Byte 中的 8个 位，二进制如果是 1，那么表示那个位上的值，如果为 0 那值就为 0，最后相加即是 10 进制。
例如 0b1001, 0110 转换成 十进制
1 0 0 1 0 1 1 0
128 0 0 16 0 4 2 0
最后得出 128+16+4+2 = 150
二进制转 十六 进制记住 4 个数 8，4，2，1，将 8 位拆成两个 4 位，相加然后转换成 十六进制贴在一起即可：
1 0 0 1 0 1 1 0
8 0 0 1 0 4 2 0
96
最后得出：0x96
5.4数据存储方式
上一章的单片机内部结构讲到过程序存储器 Flash，他数据存储方式按照下面讲的方式存储。
图 5-4 单片机存储结构
如上图所示，存储器就是一个个字节叠加起来，类似于盖楼房。每一层表示一个字节，每一层给一个地址，相当于楼层号码一样。如上图所示，第一、二、三层的地址分别是 0x00， 0x01， 0x02，一般情况下地址都是连续增加的。
因此，我们只要知道地址，就能找到指定的字节了，单片机正是通过地址来实现对存储器的读写的。例如，我们 STC89C52 单片机的程序存储器的大小为 8K 字节，也就是8*1024=8192 个字节，每一个字节有一个地址，而且从0开始的话，那么它的地址范围为0~8191，转换为十六进制的话，地址范围为 0x00~0x1FFF。
现实中的硬盘，内存条的硬件内部的结构就如上图所示，只不过每一个方框就是一个晶体管，一个晶体管可以存储0或者1，也就是 1bit。
接着上面的讲，一个晶体管能存储 1bit 的数据，也就是说芯片上集成的晶体管越多，能存储的数据就更大，运行的程序可以更复杂，某种意义上也就是芯片的运算能力越强了。所以，许多芯片或者手机厂商经常宣传说他的芯片有多少亿个晶体管，比同行性能强多少倍，就是这个道理。
另外一个就是芯片制造工艺，有的是 16 纳米，有的是5纳米，3纳米，这里的纳米指的就是能把晶体管做的多小，所以在相同面积的芯片上，3纳米工艺自然能比5纳米工艺多集成晶体管数量了。那5纳米工艺制造的手机芯片自然没有3纳米工艺制造的有竞争力了。
5.5 第一个C语言程序
C 语言是一种通用的、面向过程式的计算机程序设计语言。 1972 年，丹尼斯·里奇在贝尔电话实验室设计开发了 C 语言。
我们的第一个C语言程序的功能为：编写一个能够在桌面上显示 “Hello,World!”的程序，通过这例子掌握C语言程序的基本结构。
5.5.1 C环境设置
想让C语言编写的程序能够正常运行，需要安装两种软件，分别为文本编辑器和C编译器，编译器的作用就是把我们写的C语言代码转成成计算机可识别的代码，相当于翻译员。
Window 自带文本编辑器，无需安装。 C语言编译器我们使用 GCC+MinGW，软件可以从网络上下载或者在 Nebula-Pi 资料包获得，如下图所示：
图 5-5 编译器工具路径
将工具软件解压至电脑即可，无需安装！ 同时将 GCC、MinGW 的 bin 子目录到添加到您的 PATH 环境变量中，右键我的电脑，在”高级系统设置”中找到”系统属性”，添加步骤如下图所示。
图 5-6 添加环境变量
至此，工具软件准就绪了，打开 windows 系统命令提示符，输入 “ gcc -v” 如下图所示，如果出现了 gcc 版本信息表明我们上面的操作无误。接下来开始撸第一段C语言代码了。
图 5-7 GCC 版本检查
5.5.2 编写第一段C代码
新建文本 hello.txt，并输入如下代码，存储为 hello.c，务必要将后缀改成.c ‘'’c
include
void main()
{
/* 第一段C语言代码 */
printf("Hello, World! \n");
// 返回
return;
} ‘’’ 图 5-8 第一行C代码
代码很简单，总共只有8行，下面逐行进行解释：
a) 程序的第1行 #include
b) 第2行 void main()为C语言的主函数，程序从这里开始执行。在整个代码中有且只能有一个 main()函数，是程序的唯一入口，和第3行，第8行的”{ }”是一体的，所有代码放在这对双括号里面。
c) 第4行为注释，放置在/.../之间的内容会被编译器忽略，这就是注释内容，方便程序员看的。
d) 第5行 printf(...) 是 C 中另一个可用的函数，会在屏幕上显示消息 “Hello, World!”。
e) 第6行也是注释，放在 // 后面的内容会被编译器忽略，这个是单行注释，下一行的内容不会注释掉。
f) 第7行 return 为C语言关键字，表示 main()函数运行结束。
g) 第5,7行语句后面都有一个分号，表明语句结束，C语言要求在每条语句之后添加”;”。
h) 代码编写完成，下面编译并执行。
5.5.3 编译执行C代码
操作步骤如下：
a) 新建文本文件，添加上述代码；
b) 文件保存为 hello.c，一定要确保文件格式为.c；
c) 打开系统命令提示符 CMD 窗口，并进入保存 hello.c的目录下，切换目录可以使用 “cd /d +目录地址”；
d) 输入 gcc hello.c，按回车，开始编译代码；
e) 如代码编译成功，将会在目录下生产a.exe 的可执行文件；
f) 命令行输入a.exe，执行程序；
g) 屏幕将出现 “Hello World!”字样，如下图所示。
图 5-9 第一行C代码执行结果
5.6 C语言语法
通过上一节掌握C语言程序的基本结构，本节开始讲解C语言的基本语法。
5.6.1标识符与关键字
标识符其实就是一个代号，就像人的名字一样。在C语言中，常量、变量、函数的名称都是标识符。
标识符可以根据你个人的喜好来决定，前提条件是必须遵守C语言的一些规则：
1) 标识符只能是由英文字母（A-Z， a-z），数字（0-9），下划线（_）组成的字符串，并且第一个字符不能是数字。除此之外的特殊字符如@，$等不能出现在标识符中，例子如下：
<!-- -->
int LED_0 ; // 定义了一个标识符，即名称为 LED_0 的整型变量
<!-- -->
2) C语言区分大小写，下面表示两个不同的变量：
<!-- -->
int LED_0; //LED_0、led_0 为两个不同的变量
int led_0;
<!-- -->
3) 关键字不能作为标识符使用。
关键字是C语言程序中保留的一些字符串，有特定的用途，不能用来当做标识符。例如语句 “int for ;”是错误的，会在编译的时候报错。因为 for 是关键字，不能用来当做变量名。C语言关键字如下：
图 5-10 C语言关键字
上图为 32 个关键字，量不大，不用死记硬背，用多了自然能烂熟于胸。各个标识符功能介绍如下：
| 表 5-2 C语言关键字 | 序号 | 标识符 | 功能 | — | — | — | 1. | |||||||
| int | 声明整型变量或函数 | 2. | float | 声明浮点型变量或函数返回值类型 | 3. | double | 声明双精度浮点型变量或函数返回值类型 | 4. | char | 声明字符型变量或函数返回值类型 | ||||
| 5. | short | 声明短整型变量或函数 | 6. | long | 声明长整型变量或函数返回值类型 | 7. | signed | 声明有符号类型变量或函数 | 8. | unsigned | ||||
| 声明无符号类型变量或函数 | 9. | if | 条件语句 | 10. | else | 条件语句否定分支（与 if 连用） | ||||||||
| 11. | switch | 开关语句分支 | ||||||||||||
| 12. | case | 开关语句分支 | ||||||||||||
| 13. | default | 开关语句中的”其它”分支 | ||||||||||||
| 14. | for | 一种循环语句 | ||||||||||||
| 15. | while | 循环语句的循环条件 | ||||||||||||
| 16. | do | 循环语句的循环体 | ||||||||||||
| 17. | break | 跳出当前循环 | ||||||||||||
| 18. | continue | 结束当前循环，开始下一轮循环 | ||||||||||||
| 19. | return | 子程序返回语句（可以带参数，也可不带参数） | ||||||||||||
| 20. | void | 声明函数无返回值或无参数，声明无类型指针 | ||||||||||||
| 21. | const | 定义常量，如果一个变量被 const 修饰，那么它的值就不能再被改变 | ||||||||||||
| 22. | sizeof | 计算数据类型或变量长度（即所占字节数） | ||||||||||||
| 23. | struct | 声明结构体类型 | ||||||||||||
| 24. | typedef | 用以给数据类型取别名 | ||||||||||||
| 25. | static | 声明静态变量 | ||||||||||||
| 26. | extern | 声明变量或函数是在其它文件或本文件的其他位置定义 | ||||||||||||
| 27. | auto | 声明自动变量 | ||||||||||||
| 28. | register | 声明寄存器变量 | ||||||||||||
| 29. | enum | 声明枚举类型 | ||||||||||||
| 30. | goto | 无条件跳转语句 | ||||||||||||
| 31. | union | 声明共用体类型 | ||||||||||||
| 32. | volatile | 说明变量在程序执行中可被隐含地改变 |
5.6.2常量与变量
在程序中有些数据是不需要改变的，我们把这些不需要改变的固定值称为常量。例如，我们前面程序用到的 “hello world!”就是一个字符串常量。常量的类型包括：整数常量、浮点数常量、字符常量、字符串常量。下面举例说明：
int a =55 ; // 55 为整数常量
float b = 1.23 ; //1.23 为浮点数常量，即常说的小数
char mychar = 'a'; //a 为字符常量，需把字符常量需放在单引号里面
printf("hello world "); //hello world 为字符串常量，需用双引号括起来
有些特殊字符常量是无法通过字母来表示的，例如回车、换行等。C语言通过转义字符来实现，即反斜杠加字符的方式，例如’\n’，表示换行符。如果我们前面的 hello .c程序中想要把 hello 和 world 分别显示在两行，修改程序如下：
#include <stdio.h>
void main()
{
/* 第一段C语言代码 */
printf("Hello\nWorld"); // \n表示换行
// 返回
return;
}
运行结果如下：
图 5-11 运行结果
常用转义字符列表如下：
表 5-3 C转义序列
| 序号 | 转义序列 | 含义 |
|---|---|---|
| 1. | \n | 换行符 |
| 2. | \r | 回车符 |
| 3. | \b | 退格符 |
| 4. | \ | \ 字符 |
| 5. | ' | ’ 字符 |
| 6. | " | ” 字符 |
| 7. | \a | 警报铃声 |
| 8. | \f | 换页符 |
| 9. | \t | 水平制表符 |
| 10. | \v | 垂直制表符 |
单片机C编程中最常用的转义字符为换行符（\n）和回车符(\r)。
在C语言中最常用的常量定义法为使用关键字#define，我们通过一个计算圆的周长的例子来说明，编辑代码，存储为 perimeter.c，如下所示：
/*
程序功能：计算圆的周长
*/
#include <stdio.h>
// 定义两个常量 PI，R
#define PI 3.14
#define r 10
void main()
{
float L; // 定义周长变量
L = 2 * PI * r;// 周长计算公式：L=2πr
printf("圆的周长为: %f", L);// 显示结果
return;
}
图 5-12 使用#define
运行结果如下：
图 5-13 define 使用试验
上述代码中第6、7行，我们用#define 定义了两个常量 PI 和r。定义完后，标识符 PI 就等于3.14，标识符r就等于 10，在程序中可以直接使用标识符进行运算，使用标识符能够直观的表示它具体代表什么意思，极大的减轻了程序员的负担。
程序中不能改变数据的称为常量，相对的，能改变的称为变量。变量用来存储程序运行过程产生的中间数据。这些数据实际是存储在内存当中的，变量的定义就是给这些内存取一个名字，编写程序的时候通过这个变量名就可以操作这些内存。变量定义的基本形式如下：
变量类型名 变量名；
举类说明如下：
int a;
char b;
float c;
定义了 int， char， float 三种类型的变量，变量名分别为a，b，c。
变量定义的另一种形式：
变量类型名 变量名1，变量名2，变量名3；
类型相同的变量可放在同一行，变量名之间用逗号隔开，如下：
int a,b,c;
char d,e,f;
变量定义好之后，可以进行变量的初始化，格式如下：
变量名 = 值；
举例说明：
// 变量定义
int a;
char b;
float c;
// 变量赋值
a = 1;
b = 'x';
c = 1.23;
上述语句中，第 2-4 行是变量的定义，第 6-8 行为变量赋值：将1赋值给 int 类型的变量a，执行完这条语句之后a就等于1了。字符x赋值给 char 类型变量b，3.14 赋值给了 float 类型的变量c。还可以在变量定义的时候直接赋值，即变量的初始化，格式如下：
变量类型名 变量名 = 值；
变量类型名 变量名1 = 值1，变量名2 = 值2，变量名3 = 值3……；
举例说明：
// 变量定义,并初始化
int a =1;
char b = 'x';
float c = 1.23,d=4.56,e=7.89;
值得注意的是，只有变量的数据类型相同时，才可以在同一行语句里进行初始化。
5.6.3数据类型
前面我们定义了变量，那么变量在内存实际占用了多大空间呢？数据类型指定变量占用空间的大小。常用数据类型以及所占内存大小如下表所示：
表 5-4 数据类型
| 序号 | 数据类型 | 位数 | 占内存字节数 | 十进制取值范围 |
|---|---|---|---|---|
| 1. | bit | 1 | 0~1 | |
| 2. | signed char | 8 | 1 | -128~127 |
| 3. | unsigned char | 8 | 1 | 0~255 |
| 4. | enum | 16 | 2 | -32768~32767 |
| 5. | signed short | 16 | 2 | -32768~32767 |
| 6. | unsigned short | 16 | 2 | 0~65535 |
| 7. | signed int | 16 | 2 | -32768~32767 |
| 8. | unsigned int | 16 | 2 | 0~65535 |
| 9. | signed long | 32 | 4 | -2147483648~2147483648 |
| 10. | unsigned long | 32 | 4 | 0~4294967295 |
| 11. | float | 32 | 4 | 0.175494E-38~0.402823E+38 |
| 12. | sbit | 1 | 0~1 | |
| 13. | sfr | 8 | 1 | 0~255 |
| 14. | sfr16 | 16 | 2 | 0~65535 |
在单片机C语言编程中，上述代码中的 char， int 相当于表格中的 unsigned char， unsigned int 。表格中第 12-14 行为单片机特有的数据类型。 sbit 存储空间为 1bit，取值范围为0或者1。 sfr 为特殊功能寄存器类型， 8bit，即一个字节，可表示的范围为 0-255。 @@ -571,205 +544,149 @@ g) 屏幕将出现 “Hello World!”字样，如下图所示。 |—|—|—|—| | 算数运算符 | | | | | 1. | + | a+b | a变量值和b变量值相加 | | 2. | - | a-b | a变量值和b变量值相减 | | 3. | * | ab | a变量值乘以b变量值 | | 4. | / | a/b | a变量值除以b变量值 | | 5. | \% | a%b | a变量值除以b变量值的余数 | | 6. | ++ | a++ | 等同于a=a+1,a值自加1 | | 7. | – | a– | 等同于a=a-1,a值自减1 | | 赋值运算符 | | | | | 8. | = | a=1 | 将1赋值给变量a | | 9. | += | a+=b | 等同于a=a+b，将a加b的结果赋值给a | | 10. | -= | a-=b | 等同于a=a-b，将a减b的结果赋值给a | | 11. | *= | a=b | 等同于a=a*b，将a乘b的结果赋值给a | | 12. | /= | a/=b | 等同于a=a/b，将a除b的结果赋值给a | | 13. | %= | a%=b | 等同于a=a%b，将a除b的余数赋值给a | | 关系运算符 | | | | | 14. | > | a>b | 测试a是否大于b | | 15. | < | a<b | 测试a是否小于b | | 16. | == | a==b | 测试a是否等于b | | 17. | >= | a>=b | 测试a是否大于等于b | | 18. | <= | a<=b | 测试a是否小于等于b | | 19. | != | a!=b | 测试a是否不等于b | | 逻辑运算符 | | | | | 20. | && | a&&b | 变量a与变量b作逻辑”与”操作，两个变量都为”真”，结果才为”真”，否则为”假” | | 21. | || | a||b | 变量a与变量b作逻辑”或”操作，只要任何一个变量为”真”，结果为”真”，否则为”假” | | 22. | ！ | ！a | 将变量a值取反，即原来为”真”，结果为”假”，原来为 “假”，结果为”真” | | 位运算符 | | | | |
-
» a»b 将a变量值右移b位 24. « a«b 将a变量值左移b位 25. a b 将变量a和变量b按位作”或”运算 26. & a&b 将变量a和变量b按位作”与”运算 27. ^ a^b 将变量a和变量b按位作”异或”运算 28. ~ ~a 将a的每一位取反 其他运算符 29. & a=&b 将b变量的地址存入a变量 30. * a=*b 将地址b中的内容赋值给a
下面通过程序代码 operator.c，并举例介绍常用运算符的操作。
/*******************************************************************
* 运算符实例
*******************************************************************/
#include <stdio.h>
void main() // 程序主函数入口，每个C语言程序有且只有一个
{
int a = 10;
int b = 5;
int c;
/*********************************************
* 算术运算符实例
**********************************************/
printf("\-\-\--- 算术运算符实例\-\--- \n\n");
printf("初始值：a=10,b=5\n\n");
c = a + b; //a 加b,并将结果赋值个变量c
printf("a+b = %d\n",c);
c = a - b; //a 减b,并将结果赋值个变量c
printf("a-b = %d\n",c);
c = a * b; //a 乘b,并将结果赋值个变量c
printf("a*b = %d\n",c);
c = a / b; //a 除以b,并将结果赋值个变量c
printf("a/b = %d\n\n",c);
a=10;
a++;
printf("a=10,a++之后，a= %d\n",a);
a=10;
a--;
printf("a=10,a-- 之后，a= %d\n\n",a);
/*********************************************
* 关系运算符实例
**********************************************/
printf("\-\-\--- 关系运算符实例\-\--- \n\n");
a = 10;// 改变a,b的值下面语句会输出不同结果
b = 5;
printf(" == 运算符实例\n\n");
printf("初始值：a=%d,b=%d\n",a,b);
if(a==b) // 如果a等于b,执行下面{}里面的语句，否则执行 else 的{}里面的语句
{
printf("a 等于b\n");
}
else
{
printf("a 不等于b\n");
}
printf("\n < 运算符实例\n\n");
printf("初始值：a=%d,b=%d\n",a,b);
if(a<b) // 如果a小于b,执行下面{}里面的语句，否则执行 else 的{}里面的语句
{
printf("a 小于b\n");
}
else
{
printf("a 不小于b\n");
}
printf("\n其他关系运算符情况类似！\n");
return;
}
图 5-14 运算符练习代码
运行结果如下：
图 5-15 运算符练习结果
| **单片机C语言编程中，位运算符用的相对较多，位的3个基本运算符，分别为：&：按位与， | ：按位或，^：按位异或，真值表如下：** |
表 5-6 位运算真值表
a b a&b a|b a^b ————– ————- ————– ————– ————– 0 0 0 0 0
0 1 0 1 1
1 0 0 1 1
1 1 1 1 0
假设A =55，B=21，选转换为二进制，查上表便可计算：
A = 0011 0111
B = 0001 0101
A&B = 0001 0101
| A | B = 0011 0111 |
A^ B = 0010 0010
~：按位取反操作符，即0变1,1变0：
A = 0011 0111
~A = 1100 1000
:右移运算符
如A»3，将A右移动3位，并在左边补3个0
A = 0011 0111
= 0 0110 先右移动3位
A»3 = 0 0110 左边补3个0
«:左移运算符，与右移类似
如A»3，将A左移动3位，并在右边补3个0
A = 0011 0111
= 1011 1 先左移动3位
A«3 = 1011 1000 右边补3个0
上面讲解的都是在一条语句中只有一个运算符，如果有多个运算符的情况下该怎么计算呢？例如下面的赋值语句：
a = 1 + 2 * 3;
// 运算结果应该为7，即先算2*3，再加1，原因为” * “的优先级比” + “更高
各运算符的优先级如下表所示：
表 5-7 运算符优先级
类别 运算符 结合性 ————— —————————————– ——————– 后缀 () [] -> . ++ - - 从左到右
一元 + - ! ~ ++ - - (type)* & sizeof 从右到左
乘除 * / % 从左到右
加减 + - 从左到右
移位 « » 从左到右
关系 < <= > >= 从左到右
相等 == != 从左到右
位与 AND & 从左到右
位异或 XOR ^ 从左到右
| 位或 OR | 从左到右 |
逻辑与 AND && 从左到右
| 逻辑或 OR | 从左到右 |
条件 ?: 从右到左
| 赋值 = += -= *= /= %=»= «= &= ^= | = 从右到左 |
逗号 , 从左到右
5.6.5流程控制
C语言的程序执行方式为，一条一条语句按顺序往下执行，在程序中加入流程控制语句，可以将程序跳转至指定的地方运行。下面讲解C语言常用的流程控制语句。
if 语句
表达式如下：
if(条件表达式)
{动作}
语法：
如果”条件表达式”的值为真（非零的数），则执行{ }内”动作”，如果”条件表达式”为假，则跳过该”动作”而继续往下执行。
举例说明编写， if.c文件如下：
/********************************************************
* 程序功能：
*使用 if 语句判断，按键输入的是否为数字
*********************************************************/
#include <stdio.h>
void main()
{
int number;
printf("\n请按下键盘的一个按键，并按回车键：");
scanf("%d",&number);
if(number<=9) // 先判断按的按键是否小于等于9，是的话，执行{}里的内容
{
printf("\n输入了数字：%d\n",number);
}
printf("\n程序结束！\n");
return;
}
图 5-16 if 语句代码
运行结果如下，可尝试输入非数字的按键。
图 5-17 if 语句运行结
if –else 语句
表达式如下：
if(条件表达式)
{动作1}
else
{动作2}
语法：
如果条件表达式为真，则执行动作1，跳过 else 部分的动作2，接着往下执行。如果条件表达式为假，则跳过动作1，执行动作2，然后继续往下执行。
举例说明编写， if-else.c文件如下：
/********************************************************
* 程序功能：
*使用 if-else 语句判断，按键输入的是否为数字或字符
*********************************************************/
#include <stdio.h>
void main()
{
int number;
printf("\n请按下键盘的一个按键，并按回车键：");
scanf("%d",&number);
if(number<=9) // 先判断按的按键是否小于等于9，是的话，执行{}里的内容
{
printf("\n输入了数字：%d\n",number);
}
else
{
printf("\n输入的不是数字，是一个字符!\n");
}
printf("\n程序结束！\n");
return;
}
图 5-18 if-else 语句代码
2次运行程序，输入的分别是数字1和字符e，程序执行结果如下：
图 5-19 if-else 试验结果
switch-case 语句
表达式如下：
switch（条件表达式）
{
case 条件值 1：
动作1
break;
case 条件值 2：
动作2
break;
...
default:
动作N;
break;
}
语法：
先计算”条件表达式”的值，然后逐个和 case 后面的”条件值”比较，如果不相等，则顺序往下比较，如果一直不相等，则执行 default 后面的语句。如果等于执行这个”条件值”后面的语句，并且后续所有 case 后的语句都不执行。
举例说明编写， caseswitch.c文件如下：
/********************************************************
* 程序功能：
*使用 switch-case 语句判断，根据输入的数字，显示星期几。
*1-7 分别对应星期一-星期日
*其他数字无效
*********************************************************/
#include <stdio.h>
void main()
{
int a;
printf("请输入数字，回车结束: ");
scanf("%d",&a);
switch(a) // 输入数字a,和下面 case 后面的数字对比
{
case 1:printf("\n星期一\n");
break;
case 2:printf("\n星期二\n");
break;
case 3:printf("\n星期三\n");
break;
case 4:printf("\n星期四\n");
break;
case 5:printf("\n星期五\n");
break;
case 6:printf("\n星期六\n");
break;
case 7:printf("\n星期日\n");
break;
default:printf("\n输入错误！\n");
}
return;
}
图 5-20 case 语句代码
运行3次，分别输入不同数字，结果如下图所示：
图 5-21 case 语句运行结果
while 循环语句
表达式如下：
while(条件表达式)
{动作}
语法：
先执行 while 后面的”条件表达式”，如果为真，则执行{}里面的”动作”，执行完之后，再次回去执行”条件表达式”。如此，一直循环，直到”条件表达式”不为真，才结束 while 循环。
举例说明编写， while.c文件如下：
/********************************************************
* 程序功能：
*使用 whie 语句
* 循环打印变量值
*********************************************************/
#include <stdio.h>
void main ()
{
int a = 0;// 变量定义，并初始化为0
/**********************************
1.先判断a是否小于 10，成立的话,执行{}
里面的语句，{}里面语句执行完之后，在判断
a是否小于 10,成立的话，继续执行{}内语句，
如此循环，直到a不小于 10.
2.下面程序中，{}内没执行一次a的值加1，因此，
执行 10 次之后，a不小于 10 ，循环结束。
**********************************/
while( a < 10 )
{
a=a+1;
printf("a 的值：%d\n", a);
}
printf("\n程序结束！\n", a);
return;
}
图 5-22 while 语句代码
程序运行结果如下：
图 5-23 while 运行结果
for 循环语句
表达式如下：
for(初始化；条件1；表达式2)
{ 动作 }
语法：
“初始化”首先被执行，并且只会执行一次；
判断”条件 1”，如果为真，执行后续{}中的”动作”，如果不为真，则结束 for 循环；
执行完”动作”后，执行”表达式 2” ，这里的”表达式 2” 往往会更新”条件 1” 的状态；
回到2继续执行。
举例说明编写， for.c文件如下：
/********************************************************
* 程序功能：
*使用 for 语句
* 循环打印变量值
*********************************************************/
#include <stdio.h>
void main ()
{
int a;// 变量定义
/**********************************
1.for 循环首先出初始化a=0
2.执行第二条语句判断a<10 是否成立，不成立直接结束
3.如果2成立
4.执行{}内的所有内容
5.执行a++
6.跳转到2继续执行
a每次循环都加1，因此，{}的内容将执行 10 次
**********************************/
for(a = 0;a<10;a++)
{
printf("a 的值：%d\n", a);
}
printf("\n程序结束！\n", a);
return;
}
图 5-24 for 语句代码
运行结果如下：
图 5-25 for 语句运行结果
5.6.6函数
函数是一组一起执行一个任务的语句，通常我们会让函数来执行一个特定的任务。如果我们在程序的不同地方需要多次执行这个任务，我们只需要调用这个函数即可，而不需要每次都重复写这段代码。
我们前面用到过得 prinf()，就是标准的C语言库函数，它的功能就是打印显示指定的数据。定义函数：
返回值类型 函数名称(参数1，参数2，参数3，…)
{
函数主体；
}
语法：
返回值类型：一个函数可以返回一个值或者不返回。“返回值类型”就指这个值的数据类型。如果函数没有返回值，那么，”返回值类型就是”关键字 void。
函数名称：这是函数标识符，也就是这个函数的名字。
参数：参数就像是占位符。当函数被调用时，您向参数传递一个值，这个值被称为实际参数。参数列表包括函数参数的类型、顺序、数量。参数是可选的，也就是说，函数可能不包含参数。
函数主体：函数主体包含一组定义函数执行任务的语句。
举例说明：
/********************************************************
* 程序功能：
*比较两个数的值，并显示较小的值
* 循环打印变量值
*********************************************************/
#include <stdio.h>
void main ()
{
int a = 1，b=2;
int c;
//a,b谁小，就把它赋值给c，然后显示c,就达到了显示较小值的目的
if(a<b)
{
c=a;
}
else
{
c=b;
}
printf("较小值的值：%d\n",c);
return;
}
图 5-26 函数代码1
如上第 14-21 行是比较a和b大小的功能代码，下面我们使用函数替代他们。编写代码 function.c,如下：
/********************************************************
* 程序功能：
*比较两个数的值，并显示较小的值
* 循环打印变量值
*********************************************************/
#include <stdio.h>
// 计算较小值得函数
int Min(int num1,int num2)
{
int result;
if(num1<num2)
{
result=num1;
}
else
{
result=num2;
}
return result;
}
// 主函数
void main()
{
int a = 1,b=2;
int c;
// 调用函数 Min(),返回较小值
c=Min(a,b);
printf("\n较小值的为：%d\n",c);
return;
}
图 5-27 函数代码2
在第 28 行，通过调用函数 Min()，即一条语句替换了最开始的多条语句。上图的第 8-21 行是我们定义的函数 int Min( int num1, int num2 ) ，函数的返回值类型为 int，函数名称为 Min，函数参数为 num1， num2 ，函数主体的功能为比较 num1， num2 的大小，并将小的值返回。在第 28 行调用函数的时候，我们使用要比较的值a，b传递到函数里面，即替换了 num1， num2 。所以，函数的返回值就是a，b中小的那个值。程序运行结果如下图所示：
图 5-28 函数代码运行结果
5.7本章小结
为了方便我们后续的单片机开发，本章介绍了C语言的基础知识，基本都是点到为止。更多的内容请参考专业的C语言书籍。本章中涉及的代码均放入了资料包中，如下图所示。
图 5-29 C语言代码路径