單片機C語言編程：.H文件與.C文件的關係！

素材來源：電子工程專輯

一個.C文件對應一個.H文件是一種良好的編程習慣，那麼.C和.H文件之間的關係是怎麼樣的呢？

一、.H文件與.C文件的關係：

迄今爲止，寫過的程序都是一些很簡單的程序，從來沒有想到要自己寫.H文件，也不知道.H文件到底什麼用，與.C文件什麼關係。只是最近寫鍵盤程序，參考別人的程序時，發現別人寫的嚴格的程序都帶有一個“KEY.H”，裏面定義了.C文件裏用到的自己寫的函數，如Keyhit()、Keyscan()等。

經過查找資料得知，.H文件就是頭文件，估計就是Head的意思吧，這是規範程序結構化設計的需要，既可以實現大型程序的模塊化，又可以實現根各模塊的連接調試。

1、.H文件介紹：

在單片機C程序設計中，項目一般按功能模塊化進行結構化設計。將一個項目劃分爲多個功能，每個功能的相關程序放在一個C程序文檔中，稱之爲一個模塊，對應的文件名即爲模塊名。一個模塊通常由兩個文檔組成，一個爲頭文件*.h，對模塊中的數據結構和函數原型進行描述;另一個則爲C文件*.c ，對數據實例或對象定義，以及函數算法具體實現。

2、.H文件的作用

作爲項目設計，除了對項目總體功能進行詳細描述外，就是對每個模塊進行詳細定義，也就是給出所有模塊的頭文件。通常H頭文件要定義模塊中各函數的功能，以及輸入和輸出參數的要求。模塊的具體實現，由項目組成根據H文件進行設計、編程、調試完成。爲了保密和安全，模塊實現後以可連接文件OBJ、或庫文件LIB的方式提供給項目其他成員使用。由於不用提供源程序文檔，一方面可以公開發行，保證開發人員的所有權;另一方面可以防止別人有意或無意修改產生非一致性，造成版本混亂。所以H頭文件是項目的詳細設計和團隊工作劃分的依據，也是對模塊進行測試的功能說明。要引用模塊內的數據或算法，只要用包含include指定模塊H頭文件即可。

3、.H文件的基本組成

/*如下爲鍵盤驅動的頭文檔*/
#ifndef _KEY_H_ //防重複引用，如果沒有定義過_KEY_H_，則編譯下句
#define _KEY_H_ //此符號唯一， 表示只要引用過一次，即#i nclude，則定義符號_KEY_H_
/
char keyhit( void ); //擊鍵否
unsigned char Keyscan( void ); //取鍵值

#endif

二、儘量使用宏定義#define

開始看別人的程序時，發現程序開頭，在文件包含後面有很多#define語句，當時就想，搞這麼多標示符替換來替換去的，麻不麻煩啊，完全沒有理解這種寫法的好處。原來，用一個標示符表示常數，有利於以後的修改和維護，修改時只要在程序開頭改一下，程序中所有用到的地方就全部修改，節省時間。

#define KEYNUM 65//按鍵數量，用於Keycode[KEYNUM]
#define LINENUM 8//鍵盤行數
#define ROWNUM 8//鍵盤列數

注意的地方：

1、宏名一般用大寫

2、宏定義不是C語句，結尾不加分號

三、不要亂定義變量類型

以前寫程序，當需要一個新的變量時，不管函數內還是函數外的，直接在程序開頭定義，雖然不是原則上的錯誤，但是很不可取的作法。

下面說一下，C語言中變量類型的有關概念：

從變量的作用範圍來分，分爲局部變量和全局變量：

1、全局變量：是在函數外定義的變量，像我以前定義在程序開頭的變量都是全局變量，這裏我就犯了一個大忌，使用了過多的全局變量。

帶來的問題有兩個：一是，全局變量在程序全部執行過程中都佔用資源;二是，全局變量過多使程序的通用性變差，因爲全局變量是模塊間耦合的原因之一。

2、局部變量：在函數內部定義的變量，只在函數內部有效。

從變量的變量值存在的時間分爲兩種：

1、靜態存儲變量：程序運行期間分配固定的存儲空間。

2、動態存儲變量：程序運行期間根據需要動態地分配存儲空間。

具體又包括四種存儲方式：auto static register extern

1、局部變量，不加說明默認爲auto型，即動態存儲，如果不賦初值，將是一個不確定的值。而將局部變量定義爲static型的話，則它的值在函數內是不變的，且初值默認爲0。

static unsigned char sts;//按鍵狀態變量
static unsigned char Nowkeycode;//此時的鍵碼
static unsigned char Prekeycode;//上一次的鍵碼
static unsigned char Keydowntime;//矩形鍵盤按下去抖時間變量
static unsigned char Keyuptime;//矩形鍵盤釋放去抖時間變量
static unsigned char Onoffdowntime;//關機鍵按下去抖時間變量
static unsigned char Onoffuptime;//關機鍵釋放去抖時間變量
static unsigned char onoff_10ms; //判斷關機鍵中斷次數變量，累計150次大約爲3S,因爲前後進了兩個10ms中斷

2、全局變量，編譯時分配爲靜態存儲區，可以被本文件中的各個函數引用。如果是多個文件的話，如果在一個文件中引用另外文件中的變量，在此文件中要用extern說明。不過如果一個全局變量定義爲static的話，就只能在此一個文件中使用。

四、特殊關鍵字const volatile的使用

1、const

const用於聲明一個只讀的變量

const unsigned char a=1;//定義a=1，編譯器不允許修改a的值
作用：保護不希望被修改的參數
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
};//鍵碼
const unsigned char Line_out[LINENUM]={0xFE,0xFD,0xFB,0xf7,0xEF,0xDF,0xBF,0x7F};//行輸出編碼
const unsigned char Row_in[ROWNUM]={0xFE,0xFD,0xFB,0xf7,0xEF,0xDF,0xBF,0x7F};//列輸入編碼

2、volatile

一個定義爲volatile的變量是說這變量可能會被意想不到地改變,這樣,編譯器就不會去假設這個變量的值了。精確地說就是,優化器在用到這個變量時必須每次都小心地重新讀取這個變量的值,而不是使用保存在寄存器裏的備份。

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中斷產生時，在main當中調用dosomething函數，但是，由於編譯器判斷在main函數裏面沒有修改過i，因此可能只執行一次對從i到某寄存器的讀操作,然後每次if判斷都只使用這個寄存器裏面的“i副本”，導致dosomething永遠也不會被調用。如果將將變量加上volatile修飾,則編譯器保證對此變量的讀寫操作都不會被優化(肯定執行)。

一般說來,volatile用在如下的幾個地方：

1、中斷服務程序中修改的供其它程序檢測的變量需要加volatile；

2、多任務環境下各任務間共享的標誌應該加volatile；

3、存儲器映射的硬件寄存器通常也要加volatile說明，因爲每次對它的讀寫都可能由不同意義。