Keil uVision2仿真軟件的使用說明

μVision2集成開發(fā)環(huán)境

μVision2IDE是德國Keil公司開發(fā)的基于Windows平臺的單片機集成開發(fā)環(huán)境，它包含一個高效的編譯器、一個項目管理器和一個MAKE工具。其中KeilC51是一種專門為單片機設計的高效率C語言編譯器，符合ANSI標準，生成的程序代碼運行速度極高，所需要的存儲器空間極小，完全可以與匯編語言媲美。

1．關(guān)于開發(fā)環(huán)境

μVision2的界面如圖1－1所示，μVision2允許同時打開、瀏覽多個源文件。

圖1－1 μVision2界面圖

2．菜單條、工具欄和快捷鍵

下面的表格列出了μVision2菜單項命令，工具欄圖標，默認的快捷以及他們的描述。

1）編輯菜單和編輯器命令Edit（如表1-1所示）

表1-1 編輯菜單和編輯器命令Edit

2）選擇文本命令

在μVision2中，可以通過按住Shift鍵和相應的鍵盤上的方向鍵來選擇文本。如Ctrl+→可以移動光標到下一個詞，那么，Ctrl+Shift+→就是選擇當前光標位置到下一個詞的開始位置間的文本。當然，也可以用鼠標來選擇文本。

3）項目菜單Project和項目命令Project（如表1-2所示）

表1-2 項目菜單和項目命令Project

4）調(diào)試菜單Debug和調(diào)試命令（如表1-3所示）

表1-3 調(diào)試菜單和調(diào)試命令Debug

5）外圍器件菜單Peripherals（如表1-4所示）

表1-4 外圍器件菜單Peripherals

6）工具菜單Tool（如表1-5所示）

利用工具菜單，可以設置并運行Gimpel PC-Lint、Siemens Easy-Case和用戶程序。通過CustomizeTools Menu…菜單，可以添加需要的程序。

表1-5 工具菜單Tool

3．創(chuàng)建項目實例

μVision2包括一個項目管理器，它可以使8x51應用系統(tǒng)的設計變得簡單。要創(chuàng)建一個應用，需要按下列步驟進行操作：

l啟動μVision2，新建一個項目文件并從器件庫中選擇一個器件。

l新建一個源文件并把它加入到項目中。

l增加并設置選擇的器件的啟動代碼

l針對目標硬件設置工具選項。

l編譯項目并生成可編程PROM的HEX文件。

下面將逐步地進行描述，從而指引讀者創(chuàng)建一個簡單的μVision2項目。

1）選擇【Project】/【New Project】選項，如圖1-2所示。

圖1-2 Project菜單

2）在彈出的“Create NewProject”對話框中選擇要保存項目文件的路徑，比如保存到Exercise目錄里，在“文件名”文本框中輸入項目名為example，如圖1-3所示，然后單擊“保存”按鈕。

圖1-3 Create New Project對話框

3）這時會彈出一個對話框，要求選擇單片機的型號。讀者可以根據(jù)使用的單片機型號來選擇，KeilC51幾乎支持所有的51核的單片機，這里只是以常用的AT89C51為例來說明，如圖1-4所示。選擇AT89C51之后，右邊Description欄中即顯示單片機的基本說明，然后單擊“確定”按鈕。

圖1－4 選擇單片機的型號對話框

4）這時需要新建一個源程序文件。建立一個匯編或C文件，如果已經(jīng)有源程序文件，可以忽略這一步。選擇【File】/【New】選項，如圖1-5所示。

5）在彈出的程序文本框中輸入一個簡單的程序，如圖1-6所示。

圖1-5新建源程序文件對話框圖圖1-6 程序文本框

6）選擇【File】/【Save】選項，或者單擊工具欄 按鈕，保存文件。

在彈出的如圖1-7所示的對話框中選擇要保存的路徑，在“文件名”文本框中輸入文件名。注意一定要輸入擴展名，如果是C程序文件，擴展名為.c；如果是匯編文件，擴展名為.asm；如果ini文件，擴展名為.ini。這里需要存儲ASM源程序文件，所以輸入.asm擴展名（也可以保存為其他名字，比如new.asm等），單擊“保存”按鈕。

圖1-7 Save As對話框圖

7）單擊Target1前面的+號，展開里面的內(nèi)容Source Group1，如圖1-8所示。

圖1-8 Target展開圖

8）用右鍵單擊Source Group1，在彈出的快捷菜單中選擇Add File to Group‘SourceGroup1’選項，如圖1-9所示。

圖1－9 Add Files to Group‘SourceGroup1’菜單

9）選擇剛才的文件example.asm，文件類型選擇Asm Source file（*.C）。如果是C文件，則選擇CSource file；如果是目標文件，則選擇Object file；如果是庫文件，則選擇Libraryfile。最后單擊“Add”按鈕，如果要添加多個文件，可以不斷添加(注意：在用匯編語言編寫的程序文件時只能添加一個文件，否則會顯示錯誤信息)。添加完畢后單擊“Close”按鈕，關(guān)閉該窗口，如圖1-10所示

圖1-10 Add Files to Group‘SourceGroup1’對話框

10）這時在Source Group1目錄里就有example.asm文件，如圖1-11所示。

圖1-11 example.asm文件

11）接下來要對目標進行一些設置。用鼠標右鍵（注意用右鍵）單擊Target1，在彈出的右鍵菜單中選擇Options forTarget‘Target 1’選項，如圖1-12所示。

圖1-12 ptions for Target ‘Target1’選項

12）彈出Options for Target ‘Target 1’對話框，其中有8個選項卡。

①默認為Target選項卡（如圖1-13所示）

圖1-13 Target選項卡

lXtal（MHZ）：設置單片機工作的頻率，默認是24.0MHz。

lUse On-chip ROM(0x0-0XFFF)：表示使用片上的Flash ROM，At89C51有4KB的可重編程的FlashROM，該選項取決于單片機應用系統(tǒng)，如果單片機的EA接高電平，則選中這個選項，表示使用內(nèi)部ROM，如果單片機的EA接低電平，表示使用外部ROM，則不選中該項。這里選中該選項。

lOff-chip Codememory：表示片外ROM的開始地址和大小，如果沒有外接程序存儲器，那么不需要填任何數(shù)據(jù)。這里假設使用一個片外ROM，地址從0x8000開始，一般填16進制的數(shù)，Size為片外ROM的大小。假設外接ROM的大小為0x1000字節(jié)，則最多可以外接3塊ROM。

lOff-chip Xdata memory：那么可以填上外接Xdata外部數(shù)據(jù)存儲器的起始地址和大小，一般的應用是62256，這里特殊的指定Xdata的起始地址為0x2000，大小為0x8000。

lCode Banking：是使用CodeBanking技術(shù)。Keil可以支持程序代碼超過64KB的情況，最大可以有2MB的程序代碼。如果代碼超過64KB，那么就要使用CodeBanking技術(shù)，以支持更多的程序空間。CodeBanking支持自動的Bank的切換，這在建立一個大型系統(tǒng)時是必需的。例如：在單片機里實現(xiàn)漢字字庫，實現(xiàn)漢字輸入法，都要用到該技術(shù)。

lMemory Model：單擊Memory Model后面的下拉箭頭，會有3個選項，如圖1-14所示。

圖1-14 Memory Model選項

lSmall：變量存儲在內(nèi)部RAM里。

lCompact：變量存儲在外部RAM里，使用8位間接尋址。

lLarge：變量存儲在外部RAM里，使用16位間接尋址。

一般使用Small來存儲變量，此時單片機優(yōu)先將變量存儲在內(nèi)部RAM里，如果內(nèi)部RAM空間不夠，才會存在外部RAM中。Compact的方式要通過程序來指定頁的高位地址，編程比較復雜，如果外部RAM很少，只有256字節(jié)，那么對該256字節(jié)的讀取就比較快。

如果超過256字節(jié)，而且需要不斷地進行切換，就比較麻煩，Compact模式適用于比較少的外部RAM的情況。Large模式是指變量會優(yōu)先分配到外部RAM里。需要注意的是，3種存儲方式都支持內(nèi)部256字節(jié)和外部64KB的RAM。因為變量存儲在內(nèi)部RAM里運算速度比存儲在外部RAM要快得多，大部分的應用都是選擇Small模式。

使用Small模式時，并不說明變量就不可以存儲在外部，只是需要特別指定，比如：

unsigned char xdata a：變量a存儲在內(nèi)部RAM。

unsigned char a：變量存儲在內(nèi)部RAM。

但是使用Large的模式時：

unsigned char xdata a：變量a存儲在外部RAM。

unsigned char a：變量a同樣存儲在外部RAM。

這就是它們之間的區(qū)別，可以看出這幾個選項只影響沒有特別指定變量的存儲空間的情況，默認存儲在所選模式的存儲空間，比如上面的變量定義unsignedchar a。

lCode Rom Size：單擊Code Rom Size后面的下拉箭頭，將有3個選項，如圖1-15所示。

圖1-15 Code Rom Size選項

ŸSmall：program2K orless，適用于AT89C2051這些芯片，2051只有2KB的代碼空間，所以跳轉(zhuǎn)地址只有2KB，編譯的時候會使用ACALLAJMP這些短跳指令，而不會使用LCALL，LJMP指令。如果代碼地址跳轉(zhuǎn)超過2KB，那么會出錯。

ŸCompact：2K functiongs，64Kprogram，表示每個子函數(shù)的代碼大小不超過2K，整個項目可以有64K的代碼。就是說在main()里可以使用LCALL，LJMP指令，但在子程序里只會使用ACALL，AJMP指令。只有確定每個子程序不會超過2KB，才可以使用Compact方式。

ŸLarge：64KB program，表示程序或子函數(shù)代碼都可以大到64KB，使用codebank還可以更大。通常都選用該方式。選擇Large方式速度不會比Small慢很多，所以一般沒有必要選擇Compact和Small方式。這里選擇Large方式。

lOperating：單擊Operating后面的下拉箭頭，會有3個選項，如圖1-16所示。

圖1-16 Operating選項

ŸNone：表示不使用操作系統(tǒng)。

ŸRTX-51 Tiny Real-Time OS：表示使用Tiny操作系統(tǒng)。

ŸRTX-51 Full Real -Time OS：表示使用Full操作系統(tǒng)。

Tiny是一個多任務操作系統(tǒng)，使用定時器0做任務切換。在11.0592MHz時，切換任務的速度為30ms。如果有10個任務同時運行，那么切換時間為300ms。不支持中斷系統(tǒng)的任務切換，也沒有優(yōu)行級，因為切換的時間太長，實時性大打折扣。多任務情況下（比如5個），輪循一次需要150ms，即150ms才處理一個任務，這連鍵盤掃描這些事情都實現(xiàn)不了，更不要說串口接收、外部中斷了。同時切換需要大概1000個機器周期，對CPU的浪費很大，對內(nèi)部RAM的占用也很嚴重。實際上用到多任務操作系統(tǒng)的情況很少。

Keil C51 Full Real -TimeOS是比Tiny要好一些的系統(tǒng)（但需要用戶使用外部RAM），支持中斷方式的多任務和任務優(yōu)先級，但是KeilC51里不提供該運行庫，要另外購買。

這里選擇None。

②設置Output選項卡（如圖1-17所示）

圖1-17 設置Output卡

lSelect Folder forObjects：單擊該按鈕可以選擇編譯后目標文件的存儲目錄，如果不設置，就存儲在項目文件的目錄里。

lName ofExecutable：設置生成的目標文件的名字，缺省情況下和項目的名字一樣。目標文件可以生成庫或者obj、HEX的格式。

lCreate Executable：如果要生成OMF以及HEX文件，一般選中Debug Information和BrowseInformation。選中這兩項，才有調(diào)試所需的詳細信息，比如要調(diào)試C語言程序，如果不選中，調(diào)試時將無法看到高級語言寫的程序。

lCreate HEXFile：要生成HEX文件，一定要選中該選項，如果編譯之后沒有生成HEX文件，就是因為這個選項沒有被選中。默認是不選中的。

lCreate Library：選中該項時將生成lib庫文件。根據(jù)需要決定是否要生成庫文件，一般應用是不生成庫文件的。

lAfter Make：欄中有以下幾個設置。

lBeep when complete：編譯完成之后發(fā)出咚的聲音。

lStart Debugging：馬上啟動調(diào)試（軟件仿真或硬件仿真），根據(jù)需要來設置，一般是不選中。

lRun User Program #1，Run User Program#2：這個選項可以設置編譯完之后所要運行的其他應用程序（比如有些用戶自己編寫了燒寫芯片的程序，編譯完便執(zhí)行該程序，將HEX文件寫入芯片），或者調(diào)用外部的仿真器程序。根據(jù)自己的需要設置。

③設置Listing選項卡（如圖1-18所示）

圖1-18 設置Listing選項卡

KeilC51在編譯之后除了生成目標文件之外，還生*.lst、*m51的文件。這兩個文件可以告訴程序員程序中所用的idata、data、bit、xdata、code、RAM、ROM、stack等的相關(guān)信息，以及程序所需的代碼空間。

選中AssemblyCode會生成匯編的代碼。這是很有好處的，如果不知道如何用匯編來寫一個long型數(shù)的乘法，那么可以先用C語言來寫，寫完之后編譯，就可以得到用匯編實現(xiàn)的代碼。對于一個高級的單片機程序員來說，往往既要熟悉匯編，同時也要熟悉C語言，才能更好地編寫程序。某些地方用C語言無法實現(xiàn)，便用匯編語言卻很容易。有些地方用匯編語言，很繁瑣，用C語言就很方便。

單擊Select Folder forListings按鈕后，在出現(xiàn)的對話框中可以選擇生成的列表文件的存放目錄。不做選擇時，使用項目文件所在的目錄。

④設置Debug選項卡（如圖1-19所示）

這里有兩類仿真形式可選：Use Simulator和Use：Keil Monitor-51Driver，前一種是純軟件仿真，后一種是帶有Monitor-51目標仿真器的仿真。

lLoad Application at Start：選擇這項之后，Keil才會自動裝載程序代碼。

圖1-19 設置Debug選項卡

lGo till main：調(diào)試C語言程序時可以選擇這一項，PC會自動運行到main程序處。

這里選擇Use Simulator。

如果選擇Use：Keil Monitor-51Driver，還可以單擊圖1-19中的Settings按鈕，打開新的窗口如圖1-20，其中的設置如下。

lPort：設置串口號，為仿真機的串口連接線COM_A所連接的串口。

lBaudrate：設置為9600，仿真機固定使用9600bit/s跟Keil通信。

lSerial Inerrupt：允許串行中斷，選中它。

lCache Options：可以選也可以不選，推薦選它，這樣仿真機會運行得快一點。

最后單擊OK按鈕關(guān)閉窗口。

圖1-20 Target設置

13）編譯程序，選擇【Project】/【Rebuild all target files】選項，如圖1-21所示。

圖1-21 Rebuild all targetfiles

或者單擊工具欄中的 按鈕，如圖1-22所示，開始編譯程序。

圖1-22 工具欄中的按鈕

如果編譯成功，開發(fā)環(huán)境下面會顯示編譯成功的信息，如圖1-23所示。

圖1-23 編譯成功信息

14）編譯完畢之后，選擇【Debug】/【Start/Stop DebugSession】選項，即就進入仿真環(huán)境，如圖1-24所示。

圖1-24 仿真

或者單擊工具欄中的 銨鈕，如圖1-25所示。

圖1-25 工具欄仿真按鈕

15）裝載代碼之后，開發(fā)環(huán)境下面顯示如圖1-26所示的信息。

圖1-26 裝載代碼

附錄二 使用PTS組件實現(xiàn)KeiluVision2的在線調(diào)試

1．硬件準備:

首先您必須具備PTS組件硬件系統(tǒng)和THKL-C51仿真器，還需要一條串口線（串口線的接法是2-3/3-2/5-5也就是交叉接法，不是平行接法)。

2．軟件準備:

您需要準備Keil uVision2軟件一套，版本最好是7.0之后的，我們產(chǎn)品附帶光盤就包含了最新的KeiluVision2軟件，如果老用戶無法得到這個版本軟件，可以上網(wǎng)尋找，也可以到Keil公司的網(wǎng)站下載 www.keil.com下載，當然您還可以和我們銷售聯(lián)絡，獲得光盤。

3．系統(tǒng)設置:

實驗箱聯(lián)接好電源線，串口線聯(lián)接好PC機和THKL-C51仿真器，把仿真器插入單片機最小應用系統(tǒng)的鎖緊插座。

請注意仿真器插入方 向，缺口應朝上。

4．軟件設置:

首先，打開KeiluVision2軟件，新建項目文件或打開已有的項目文件，再新建并添加源文件，詳見附錄一。開始軟件設置，單擊按鈕或選中項目文件窗口中的‘Target 1’，找到圖2-1所示菜單項。

圖2-1 Project菜單

選中以后找到圖2-2所示的對話框，按照圖2-2里面的圖示方法，進行端口設置。選擇硬件仿真(Use: KeilMonitor-51 Driner；部分實驗只這需要軟件軟件仿真時選擇Use Simulator)。

圖2-2 設置Debug選項卡

單擊“Settings”進入Target設置,如圖2-3。選擇串行口，波特率選擇38400，這樣就設置好了。

圖2-3 Target設置

5．開始調(diào)試

按實驗指導提供的方法連接好實驗導線。打開相關(guān)模塊的電源開關(guān)（關(guān)閉不相關(guān)模塊的電源開關(guān)），打開總電源開關(guān)。先單擊按鈕編譯項目文件，單擊按鈕 選擇菜單“Project”里的“Rebuild all targetfiles”如圖2.1所示。再按圖2-4中的按鈕 開始調(diào)試。

圖2-4 調(diào)試窗口

這時候如果出現(xiàn)圖2-5所示對話框，那么硬件系統(tǒng)應復位一次，關(guān)閉總電源開關(guān)2秒后從新打開電源。

圖2-5 聯(lián)接失敗對話框

然后按圖2-5所示的“Try Again”，可進入調(diào)試階段。如圖2-6所示。

圖2-6 調(diào)試窗口

按圖2-6 中 按鈕，即可運行程序。

如果想停止運行程序，應按一下THKL-C51仿真器的復位按鈕，等待約2秒后，程序便停止運行，再次按圖2-6中的按鈕可返回到圖2-4界面。

附錄三 Keil uVision2軟件仿真

我們來根據(jù)一個實例看看軟件仿真的過程。 本實例指定外部存儲器的起始地址和長度，將其內(nèi)容賦同一值。

程序如下：

1．軟件設置

點擊按鈕，按照圖3-1 里面的圖示方法，進行端口設置：

圖3-1 設置Debug 選項卡

2．編譯

點擊 按鈕，無誤后點擊 按鈕，如圖3-2。編譯無誤后點擊按鈕 開始調(diào)試。

圖3-2 編譯

3．調(diào)試

打開View 菜單下 Memory Window （存儲器窗口），在存儲器窗口的Address 輸入框中輸入：

X:0x8000 （如需查看單片機內(nèi)RAM單元則輸入D:0x**，如：D:0x30）

接著按回車鍵，存儲器窗口顯示8000H 起始的存儲數(shù)據(jù)（都為0）。點擊 按鈕，運行程序，如圖3-3。

程序運行結(jié)束后，存儲器窗口顯示8000H 起始的20 個單元的數(shù)據(jù)變?yōu)椤?FFH”，如圖3-4。

圖3-3 調(diào)試窗口

圖3-4 調(diào)試窗口

4．設置斷點

在需設斷點的指令行的空白處雙擊左鍵，指令行的前端出現(xiàn)紅色方塊即可。同樣，取消斷點設置，也在空白處雙擊左鍵，紅色方塊消失。如圖3-5。

圖3-5 調(diào)試窗口

按鈕 分別為：復位CPU、運行、停止、單步執(zhí)行程序（遇到子程序則進入）和單步執(zhí)行程序（跳過子程序）。

5．如何生成．HEX格式文件

因為燒錄器一般只支持．HEX格式文件，而KeiluVision2的默認設置中不會生成該格式的文件，這就需要我們來設置了。如圖3.6設置Output選項卡中的選中“Create HEXFi:”前的復選框，然后在編譯后就會生成和項目主文件名同名擴展名為“．HEX”的文件。

圖3-6 設置Output選項卡

附錄四 THKL-C51 仿真器介紹

1．聯(lián)機和自檢的正確操作步驟

不要帶電插拔串口，以防止由此產(chǎn)生的浪涌電流損壞MAX232通訊芯片，下面的操作順序可以避免帶電插拔：

聯(lián)機正確順序：插好仿真用串口旋緊固定螺栓→插上USB電源接口→連接目標硬件，目標硬件可以是任何51系列單片機系統(tǒng)開發(fā)板、試驗板、工控板、目標板…等等的51系列單片機硬件系統(tǒng)。

脫機正確順序：拔下USB電源接口→拔下仿真用串口。如果短期內(nèi)經(jīng)常要使用仿真功能，無需拔下串口。

因為仿真器在通電瞬間要對系統(tǒng)進行自檢，所以在通過USB給仿真系統(tǒng)供電之前，仿真頭上不要連有負載。接通USB電源，POWLED指示燈會亮起來，表示自檢通過，此時就可以進入的硬件仿真了。

2．仿真器復位按鈕的作用

在仿真器的右側(cè)下方有一個小的按紐,這個按鈕用來給整個仿真器硬件系統(tǒng)復位，什么時候需要按這個按鈕呢？設置好KEIL的硬件環(huán)境后，在每次點擊進入仿真環(huán)境之前，需要按一下這個復位按紐，這樣KEIL啟動后，軟件和已復位的硬件仿真器就會順利聯(lián)機。在點擊進入仿真環(huán)境之后，仿真器完全由KEIL控制，此時不要按這個按鈕，否則在仿真過程中系統(tǒng)將會提示聯(lián)機中斷。如果需要給硬件復位的話，請先點擊退出KEIL仿真調(diào)試環(huán)境。

仿真器使用注意事項：在打開PC機之前請把仿真器和PC機的串口連好。在聯(lián)機后，請千萬不要帶電插拔仿真器和PC機的接口，如果帶電插拔仿真器就可能導致接口電路MAX232損壞。注意插拔的時候仿真器或者PC機至少有一方的電源是斷開的。

斷開連接之前推薦步驟：

（1）按一下仿真器硬件復位按紐；

（2）按 退出仿真環(huán)境；

（3）關(guān)閉KEIL，關(guān)閉PC機，最后再斷開硬件連接,如果要經(jīng)常使用則不用斷開硬件連接。

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