1.2 PIC单片机C语言入门
PIC单片机的编程语言主要有两种：汇编语言和C语言。汇编语言的机器代码生成效率很高，但可读性并不强，复杂一点的程序就更难读懂，而C语言虽然机器代码生成效率不如汇编语言，但可读性和可移植性却远远超过汇编语言。因此，开发PIC单片机，采用的一般都是C语言。
1.2.1 为什么采用C语言编程
与汇编语言相比，C语言在功能、结构性、可读性、可维护性上都有明显优势，易学易用。用过汇编语言后再使用C语言来开发，体会更加深刻。下面简要说明单片机采用C语言编程的几点好处。
1.语言简洁，使用方便灵活
C语言是现有程序设计语言中规模最小的语言之一，C语言的关键字很少，ANSIC标准共有32个关键字，9种控制语句，压缩了一切不必要的成分。C语言的书写形式自由，表达方法简单，使用一些简单的方法就可以构造出相当复杂的数据类型和程序结构。同时，当前几乎所有单片机都有相应的C语言级别的仿真调试系统，调试十分方便。
2.代码编译效率较高
当前，较好的C语言编译系统编译出来的代码效率只比直接使用汇编语言低20%左右，如果使用优化编译选项甚至可以更低。况且，PIC系列单片机片上ROM空间可以做得很大，代码效率所差的20%已经不是一个重要问题了。
3.无须深入理解单片机内部结构
采用汇编语言进行编程时，编程者必须对单片机的内部结构及寄存器的使用方法十分清楚。在编程时，一般还要进行RAM分配，稍不小心，就会发生变量地址重复或冲突。
而采用C语言进行设计时，则不必对单片机硬件结构有深入了解，编译器可以自动完成变量存储单元的分配，编程者可以专注于应用软件部分的设计，大大加快了软件的开发速度。
4.可进行模块化开发
C语言是以函数作为程序设计基本单位的，C语言程序中的函数相当于汇编语言中的子程序。各种C语言编译器都会提供一个函数库，此外，C语言还具有自定义函数的功能，用户可以根据自己的需要编制满足某种特殊需要的自定义函数（程序模块），这些程序模块可不经修改，直接被其他项目所用。因此，采用C语言编程，可以最大程度地实现资源共享。
5.可移植性好
用过汇编语言的读者都知道，即使是功能完全相同的一种程序，对于不同的单片机，必须采用不同的汇编语言来编写，这是因为汇编语言完全依赖于单片机硬件。C语言是通过编译来得到可执行代码的，本身不依赖机器硬件系统，用C语言编写的程序基本上不用修改或者只需进行简单的修改，即可方便地移植到另一种结构类型的单片机上。
6.可以直接操作硬件
C语言具有直接访问单片机物理地址的能力，可以直接访问片内或片外存储器，还可以进行各种操作。
总之，用C语言进行单片机程序设计是单片机开发与应用的必然趋势，一旦学会使用C语言，尤其学习过51单片机C语言的读者，再学习PIC单片机C语言是十分方便的，只需要对PIC单片机的硬件结构及相关寄存器做一简单了解即可。
1.2.2 简单的C语言程序
下面以一个简单的流水灯程序为例，了解一下PIC单片机C语言。
1.硬件电路
下面先来看一个实例，这个例子的功能十分简单，就是让单片机RD口的LED灯按流水灯的形式进行闪烁，硬件电路如图1-11所示。
5V电源分别连接8个发光二极管的正极，8个发光二极管的负极分别连接8个1kΩ限流电阻，然后再接到PIC单片机RD口。这样，当单片机的I/O口输出高电平时，发光二极管两端都是高电平，发光二极管不会导通，当I/O口输出低电平时，发光二极管正向导通，同时也就发出光亮了。
图1-11 点亮P0口LED灯电路
这里解释一下LED灯上串联电阻大小的选择问题。LED灯的工作电压为1.6～2.8V（一般为2V），工作电流为2～30mA（一般控制在4～10mA），如果系统供电VCC为5V，LED上串联的电阻为1kΩ，并取LED上电压为2V，那么，此时通过LED的电流则为（5V-2V）/1000Ω=3mA。如果需要提高亮度，需要增大LED灯的工作电流，当工作电流为10mA时，此时电阻应该选择（5V-2V）/10mA＝300Ω，所以，LED灯的串联电阻一般在0.3Ω～1kΩ之间选择。
2.程序实现
8位流水灯源程序如下：
#include<pic.h>
#define uchar unsigned char
#define uint unsigned int
__CONFIG（HS&WDTDIS&LVPDIS）；
/********延时函数********/
void Delay_ms（uint xms）
{
int i，j；
for（i=0；i<xms；i++）
{ for（j=0；j<71；j++） ； }
}
/********主函数********/
void main （void）
{
TRISD=0x00； //RD口设置为输出
while（1）
{
PORTD=0xFE； //点亮第1个LED灯
Delay_ms（500）； //延时
PORTD=0xFD； //点亮第2个LED灯
Delay_ms（500）；
PORTD=0xFB； //点亮第3个LED灯
Delay_ms（500）；
PORTD=0xF7； //点亮第4个LED灯
Delay_ms（500）；
PORTD=0xEF； //点亮第5个LED灯
Delay_ms（500）；
PORTD=0xDF； //点亮第6个LED灯
Delay_ms（500）；
PORTD=0xBF； //点亮第7个LED灯
Delay_ms（500）；
PORTD=0x7F； //点亮第8个LED灯
Delay_ms（500）；
}
}
下面对这个程序进行简要分析。
（1）程序的第一行是“文件包含”。“文件包含”是指一个文件将另一个文件的内容全部包含进来。所以，这里的程序虽然只有几行，但C编译器（如HI-TECH编译器，即PICC软件）在处理的时候却要处理几十行或几百行。为加深理解，可以用任何一个文本编辑器打开HT-PIC\include文件夹下面的pic.h来看一看里面有什么内容，如下所示（摘取部分）：
#ifndef _PIC_H
#define _PIC_H
……
#if defined（_16F87） || defined（_16F88）
#include <pic16f87.h>
#endif
#if defined（_16F873） || defined（_16F874） ||\
defined（_16F876）|| defined（_16F877） ||\
defined（_16F872）|| defined（_16F871） ||\
defined（_16F870）
#include <pic1687x.h>
#endif
#if defined（_16F873A） || defined（_16F874A） ||\
defined（_16F876A） || defined（_16F877A）
#include <pic168xa.h>
……
PIC单片机与80C51系列单片机的不同之处在于其包含了一个庞大的系列，这个系列中的很多芯片有其特定的头文件。为了编写程序的方便，PICC编译器给出了一个统一的头文件pic.h，在这个文件中，根据编译环境所定义的器件名称，调入定义这个器件的头文件。在编译这段程序时，需要先建立一个工程，在建立工程时，假设定义器件名称为PIC16F877A，相当于满足了下述条件中的defined（_16F877A）部分，因此，在编译程序时会执行：
#include <pic168xa.h>
即开始调pic168xa.h头文件，下面再来看看这个头文件，用记事本打开后，内容如下（部分）：
/* * Header file for the Microchip * PIC 16F873A chip * PIC 16F874A chip * PIC 16F876A chip * PIC 16F877A chip * Midrange Microcontroller */ #if defined（_16F874A） || defined（_16F877A） #define __PINS_40 #endif static volatile unsigned char INDF @ 0x00； static volatile unsigned char TMR0 @ 0x01； static volatile unsigned char PCL @ 0x02； static volatile unsigned char STATUS @ 0x03； static unsigned char FSR @ 0x04； static volatile unsigned char PORTA @ 0x05； static volatile unsigned char PORTB @ 0x06； static volatile unsigned char PORTC @ 0x07； #ifdef __PINS_40 static volatile unsigned char PORTD @ 0x08； static volatile unsigned char PORTE @ 0x09； #endif ……
从以上定义可以看出，这些符号的定义规定了符号名与地址的对应关系。其中有
static volatile unsigned char PORTD @ 0x08；
这样的一行，即定义PORTD与地址0x08对应，PORTD的地址就是0x08。
熟悉PIC内部结构的读者不难看出，PORTD口的地址就是0x08。在这个宏定义中，volatile是C语言的关键字，加上volatile关键字后，将不进行编译优化。
（2）源程序中有一行语句：
__CONFIG（HS&WDTDIS& LVPDIS）；
此行程序称为配置文件，其功能是为这款单片机进行配置。PIC单片机内部具有多种功能，可以根据需要来进行配置，以便在不同场合正确地工作。这种配置工作可以在烧写芯片时手工设置，不过更好的方法是将配置写在程序中，在生成可烧写文件后，就将配置信息也包含在内了。对于大部分编程器所配套的软件而言，它们能够识别这种信息，从而自动完成配置，避免了手工设置可能带来的错误。
下面简要说明这条配置语句的意义：
① PIC16F877A芯片可以在4种不同类型的振荡方式下工作，实验板上采用的是外接4MHz的高频晶体振荡器，因此，配置时要选择HS。
为了避免在刚开始学习时由于芯片内部看门狗复位而造成误判，一般在学习程序过程中总是关掉看门狗，因此，配置时选择WDTDIS（禁止看门狗）。
实验时，一般采用高电压编程方式来下载程序，因此，这里选择LVPDIS（低电压编程禁止）。
② Delay_ms（500）的用途是延时，由于单片机执行指令的速度很快，如果不进行延时，灯亮之后马上就灭，灭了之后马上就亮，速度太快，人眼根本无法分辨，所以，需要进行适当的延时，这里采用自定义函数Delay_ms（500）实现延时，函数前面的void表示该延时函数没有返回值。
Delay_ms（500）函数是一个自定义函数，它不是由PIC编译器提供的，也就是说不能在任何情况下写这样一行程序以实现延时，如果在编写其他程序时写上这么一行，会发现编译通不过。注意观察本程序会发现，在使用Delay_ms（500）之前，已对Delay_ms（int k）函数进行了事先定义，因此，在主程序中才能对Delay_ms（500）进行使用。
注意：在延时函数Delay_ms（uint xms）定义中，参数xms称为“形式参数”（简称形参）；而在调用延时函数Delay_ms（500）中，小括号里的数据“500”称为“实际参数”（简称实参），参数的传递是单向的，即只能把实参的值传给形参，而不能把形参的值传给实参。另外，实参可以在一定范围内调整，这里的“500”表示延时时间为0.5s，若为“1000”，则延时时间是1000ms，即1s。
③ PIC单片机的I/O口是标准的I/O口，I/O口的功能是负责实现CPU通过系统总线把I/O电路和外围设备联系在一起，标准的I/O口具有输入、输出、高阻3种状态，PIC单片机通过两个寄存器来控制I/O口的状态：输入和输出方向寄存器TRISx（x表示端口，如TRISD表示端口RD的方向寄存器）、输出寄存器PORTx。
程序中，“TRISD=0x00；”就是将端口RD口设置为输出。
“PORTD=0xFE；”的含义就是将端口RD的输出寄存器设置为0xFE，即让端口RD的高7位输出高电平，低1位输出低电平，其他依次类推。
④ 在单片机程序中，让程序进入一个while（1）{}死循环中，这样保证程序一直运行。程序都是一步一步向下执行的，执行到程序的结尾就会停止，这时即使外界再有什么动作，单片机也不再响应了，加上死循环，那么程序就会一直在这个循环体中运行。如果在这个循环体中进行相应操作，程序就会很快检测到并给出响应。
在本例中，while（1）{}死循环的功能轮流点亮PORTD口的LED灯，使PORTD口的LED灯流动显示。