单片机C语言编程的H文件与C文件到底有什么关系

2021-12-29

这个8*8按键程序的过程中，不管是在自己写还是参考别人程序的过程中，发现自己对C语言有些基本知识点和编程规范有很多不懂的地方，有些是自己以前的编程习惯不好，有些就是基础知识不扎实的表现，所以总结出来。
一、.H文件与.C文件的关系：
【单片机C语言编程的H文件与C文件到底有什么关系】迄今为止，写过的程序都是一些很简单的程序，从来没有想到要自己写.H文件，也不知道.H文件到底什么用，与.C文件什么关系。只是最近写键盘程序，参考别人的程序时，发现别人写的严格的程序都带有一个“KEY.H”，里面定义了.C文件里用到的自己写的函数，如Keyhit（）、Keyscan（）等。
经过查找资料得知，.H文件就是头文件，估计就是Head的意思吧，这是规范程序结构化设计的需要，既可以实现大型程序的模块化，又可以实现根各模块的连接调试。

文章插图
1、.H文件介绍：
在单片机C程序设计中，项目一般按功能模块化进行结构化设计。将一个项目划分为多个功能，每个功能的相关程序放在一个C程序文档中，称之为一个模块，对应的文件名即为模块名。一个模块通常由两个文档组成，一个为头文件*.h，对模块中的数据结构和函数原型进行描述;另一个则为C文件*.c，对数据实例或对象定义，以及函数算法具体实现。
2、.H文件的作用
作为项目设计，除了对项目总体功能进行详细描述外，就是对每个模块进行详细定义，也就是给出所有模块的头文件。通常H头文件要定义模块中各函数的功能，以及输入和输出参数的要求。模块的具体实现，由项目组成根据H文件进行设计、编程、调试完成。为了保密和安全，模块实现后以可连接文件OBJ、或库文件LIB的方式提供给项目其他成员使用。由于不用提供源程序文档，一方面可以公开发行，保证开发人员的所有权;另一方面可以防止别人有意或无意修改产生非一致性，造成版本混乱。所以H头文件是项目的详细设计和团队工作划分的依据，也是对模块进行测试的功能说明。要引用模块内的数据或算法，只要用包含include指定模块H头文件即可。
3、.H文件的基本组成
/*如下为键盘驱动的头文档*/#ifndef _KEY_H_ //防重复引用，如果没有定义过_KEY_H_，则编译下句#define _KEY_H_ //此符号唯一，表示只要引用过一次，即#i nclude，则定义符号_KEY_H_/////////////////////////////////////////////////////////////////char keyhit（ void ）; //击键否unsigned char Keyscan（ void ）; //取键值/////////////////////////////////////////////////////////////////#endif
二、尽量使用宏定义#define
开始看别人的程序时，发现程序开头，在文件包含后面有很多#define语句，当时就想，搞这么多标示符替换来替换去的，麻不麻烦啊，完全没有理解这种写法的好处。原来，用一个标示符表示常数，有利于以后的修改和维护，修改时只要在程序开头改一下，程序中所有用到的地方就全部修改，节省时间。
#define KEYNUM 65//按键数量，用于Keycode［KEYNUM］#define LINENUM 8//键盘行数#define ROWNUM 8//键盘列数
注意的地方：
1、宏名一般用大写
2、宏定义不是C语句，结尾不加分号
三、不要乱定义变量类型
以前写程序，当需要一个新的变量时，不管函数内还是函数外的，直接在程序开头定义，虽然不是原则上的错误，但是很不可取的作法。
下面说一下，C语言中变量类型的有关概念：
从变量的作用范围来分，分为局部变量和全局变量：
1、全局变量：是在函数外定义的变量，像我以前定义在程序开头的变量都是全局变量，这里我就犯了一个大忌，使用了过多的全局变量。
带来的问题有两个：一是，全局变量在程序全部执行过程中都占用资源;二是，全局变量过多使程序的通用性变差，因为全局变量是模块间耦合的原因之一。
2、局部变量：在函数内部定义的变量，只在函数内部有效。
从变量的变量值存在的时间分为两种：
1、静态存储变量：程序运行期间分配固定的存储空间。
2、动态存储变量：程序运行期间根据需要动态地分配存储空间。
具体又包括四种存储方式：auto static register extern
1、局部变量，不加说明默认为auto型，即动态存储，如果不赋初值，将是一个不确定的值。而将局部变量定义为static型的话，则它的值在函数内是不变的，且初值默认为0 。
static unsigned char sts;//按键状态变量
static unsigned char Nowkeycode;//此时的键码
static unsigned char Prekeycode;//上一次的键码
static unsigned char Keydowntime;//矩形键盘按下去抖时间变量
static unsigned char Keyuptime;//矩形键盘释放去抖时间变量
static unsigned char Onoffdowntime;//关机键按下去抖时间变量
static unsigned char Onoffuptime;//关机键释放去抖时间变量
static unsigned char onoff_10ms; //判断关机键中断次数变量，累计150次大约为3S，因为前后进了两个10ms中断
2、全局变量，编译时分配为静态存储区，可以被本文件中的各个函数引用。如果是多个文件的话，如果在一个文件中引用另外文件中的变量，在此文件中要用extern说明。不过如果一个全局变量定义为static的话，就只能在此一个文件中使用。
四、特殊关键字const volatile的使用
1、const
const用于声明一个只读的变量
const unsigned char a=1;//定义a=1，编译器不允许修改a的值
作用：保护不希望被修改的参数
const unsigned char Key_code［KEYNUM］={0x01，0x02，0x03，0x04，0x05，0x06，0x07，0x08，
0x09，0x0A，0x0B，0x0C，0x0D，0x0E，0x0F，0x10，
0x11，0x12，0x13，0x14，0x15，0x16，0x17，0x18，
0x19，0x1A，0x1B，0x1C，0x1D，0x1E，0x1F，0x20，
0x21，0x22，0x23，0x24，0x25，0x26，0x27，0x28，
0x29，0x2A，0x2B，0x2C，0x2D，0x2E，0x2F，0x30，
0x31，0x32，0x33，0x34，0x35，0x36，0x37，0x38，
0x39，0x3A，0x3B，0x3C，0x3D，0x3E，0x3F，0x40，
0x41
};//键码
const unsigned char Line_out［LINENUM］={0xFE，0xFD，0xFB，0xf7，0xEF，0xDF，0xBF，0x7F};//行输出编码
const unsigned char Row_in［ROWNUM］={0xFE，0xFD，0xFB，0xf7，0xEF，0xDF，0xBF，0x7F};//列输入编码
2、volatile
一个定义为volatile的变量是说这变量可能会被意想不到地改变，这样，编译器就不会去假设这个变量的值了。精确地说就是，优化器在用到这个变量时必须每次都小心地重新读取这个变量的值，而不是使用保存在寄存器里的备份。
static int i=0;int main（void）{ 。..while （1）{if （i）dosomething（）;}}/* Interrupt service routine. */void ISR_2（void）{i=1;}
程序的本意是希望ISR_2中断产生时，在main当中调用dosomething函数，但是，由于编译器判断在main函数里面没有修改过i，因此可能只执行一次对从i到某寄存器的读操作，然后每次if判断都只使用这个寄存器里面的“i副本”，导致dosomething永远也不会被调用。如果将将变量加上volatile修饰，则编译器保证对此变量的读写操作都不会被优化（肯定执行）。
一般说来，volatile用在如下的几个地方：
1、中断服务程序中修改的供其它程序检测的变量需要加volatile；
2、多任务环境下各任务间共享的标志应该加volatile；
3、存储器映射的硬件寄存器通常也要加volatile说明，因为每次对它的读写都可能由不同意义。
责任编辑 LK

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