KeilC51開發(fā)系統(tǒng)基本知識

1、Keil C51開發(fā)系統(tǒng)基本知識        Keil C51開發(fā)系統(tǒng)基本知識1. 第一節(jié) 系統(tǒng)概述Keil C51是美國Keil Software公司出品的51系列兼容單片機(jī)C語言軟件開發(fā)系統(tǒng)，與匯編相比，C語言在功能上、結(jié)構(gòu)性、可讀性、可維護(hù)性上有明顯的優(yōu)勢，因而易學(xué)易用。用過匯編語言后再使用C來開發(fā)，體會更加深刻。Keil C51軟件提供豐富的庫函數(shù)和功能強(qiáng)大的集成開發(fā)調(diào)試工具，全Windows界面。另外重要的一點(diǎn)，只要看一下編譯后生成的匯編代碼，就能體會到Keil C51生成的目標(biāo)代碼效率非常之

2、高，多數(shù)語句生成的匯編代碼很緊湊，容易理解。在開發(fā)大型軟件時(shí)更能體現(xiàn)高級語言的優(yōu)勢。下面詳細(xì)介紹Keil C51開發(fā)系統(tǒng)各部分功能和使用。2. 第二節(jié) Keil C51單片機(jī)軟件開發(fā)系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)C51工具包的整體結(jié)構(gòu)，如圖(1)所示，其中uVision與Ishell分別是C51 for Windows和for Dos的集成開發(fā)環(huán)境(IDE)，可以完成編輯、編譯、連接、調(diào)試、仿真等整個(gè)開發(fā)流程。開發(fā)人員可用IDE本身或其它編輯器編輯C或匯編源文件。然后分別由C51及A51編譯器編譯生成目標(biāo)文件(.OBJ)。目標(biāo)文件可由LIB51創(chuàng)建生成庫文件，也可以與庫文件一起經(jīng)L51連接定位生成絕對目標(biāo)文件

3、(.ABS)。ABS文件由OH51轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的Hex文件，以供調(diào)試器dScope51或tScope51使用進(jìn)行源代碼級調(diào)試，也可由仿真器使用直接對目標(biāo)板進(jìn)行調(diào)試，也可以直接寫入程序存貯器如EPROM中。圖(1) C51工具包整體結(jié)構(gòu)圖3. 第三節(jié) Keil C51工具包的安裝1. 1. C51 for Dos在Windows下直接運(yùn)行軟件包中DOS/C51DOS.exe然后選擇安裝目錄即可。完畢后欲使系統(tǒng)正常工作須進(jìn)行以下操作(設(shè)C:/C51為安裝目錄)：修改Autoexec.bat，加入path=C:/C51/BinSet C51LIB=C:/C51/LIBSet C51INC=C:/C51

4、/INC然后運(yùn)行Autoexec.bat2. 2. C51 for Windows的安裝及注意事項(xiàng)：在Windows下運(yùn)行軟件包中WIN/Setup.exe，最好選擇安裝目錄與C51 for Dos相同，這樣設(shè)置最簡單(設(shè)安裝于C:/C51目錄下)。然后將軟件包中crack目錄中的文件拷入C:/C51/Bin目錄下。4. 第四節(jié) Keil C51工具包各部分功能及使用簡介1. 1. C51與A511. (1) C51C51是C語言編譯器，其使用方法為：C51 sourcefile編譯控制指令或者C51 commandfile其中sourcefile為C源文件(.C)。大量的編譯控制指令完成C5

5、1編譯器的全部功能。包控C51輸出文件C.LST，.OBJ，.I和.SRC文件的控制。源文件(.C)的控制等，詳見第五部分的具體介紹。而Commandfile為一個(gè)連接控制文件其內(nèi)容包括：.C源文件及各編譯控制指令，它沒有固定的名字，開發(fā)人員可根據(jù)自己的習(xí)慣指定，它適于用控制指令較多的場合。2. (2) A51A51是匯編語言編譯器，使用方法為：A51 sourcefile編譯控制指令或A51 commandfile其中sourcefile為匯編源文件(.asm或.a51)，而編譯控制指令的使用與其它匯編如ASM語言類似，可參考其他匯編語言材料。Commandfile同C51中的Command

6、file類似，它使A51使用和修改方便。2. 2. L51和BL511. (1) L51L51是Keil C51軟件包提供的連接/定位器，其功能是將編譯生成的OBJ文件與庫文件連接定位生成絕對目標(biāo)文件(.ABS)，其使用方法為：L51 目標(biāo)文件列表庫文件列表 to outputfile 連接控制指令或 L51 Commandfile源程序的多個(gè)模塊分別經(jīng)C51與A51編譯后生成多個(gè)OBJ文件，連接時(shí)，這些文件全列于目標(biāo)文件列表中，作為輸入文件，如果還需與庫文件(.LiB)相連接，則庫文件也必須列在其后。outputfile為輸文件名，缺少時(shí)為第一模塊名，后綴為.ABS。連接控制指令提供了連接定

7、位時(shí)的所有控制功能。Commandfile為連接控制文件，其具體內(nèi)容是包括了目標(biāo)文件列表，庫文件列表及輸出文件、連接控制命令，以取代第一種繁瑣的格式，由于目標(biāo)模塊庫文件大多不止1個(gè)，因而第2種方法較多見，這個(gè)文件名字也可由使用者隨意指定。2. (2) Bl51BL51也是C51軟件包的連接/定位器，其具有L51的所有功能，此外它還具有以下3點(diǎn)特別之處：a. 可以連接定位大于64kBytes的程序。b. 具有代碼域及域切換功能(CodeBanking & Bank Switching)c. 可用于RTX51操作系統(tǒng)RTX51是一個(gè)實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)，它改變了傳統(tǒng)的編程模式，甚至不必用ma

8、in( )函數(shù)，單片機(jī)系統(tǒng)軟件向RTOS發(fā)展是一種趨勢，這種趨勢對于186和386及68K系列CPU更為明顯和必須，對8051因CPU較為簡單，程序結(jié)構(gòu)等都不太復(fù)雜，RTX51作用顯得不太突出，其專業(yè)版軟件PK51軟件包甚至不包括RTX51Full，而只有一個(gè)RTX51TINY版本的RTOS。RTX51 TINY適用于無外部RAM的單片機(jī)系統(tǒng)，因而可用面很窄，在本文中不作介紹。Bank switching技術(shù)因使用很少也不作介紹。3. 3. DScope51，Tscope51及Monitor511. (1) dScope51dScope51是一個(gè)源級調(diào)試器和模擬器，它可以調(diào)試由C51編譯器、A

9、51匯編器、PL/M-51編譯器及ASM51匯編器產(chǎn)生的程序。它不需目標(biāo)板（for windows也可通過mon51接目標(biāo)板），只能進(jìn)行軟件模擬，但其功能強(qiáng)大，可模擬CPU及其外圍器件，如內(nèi)部串口，外部I/O及定時(shí)器等，能對嵌入式軟件功能進(jìn)行有效測試。其使用方法為：DS51debugfileINIT(initfile)其中debugfile是一個(gè)Hex格式的8051文件，即待調(diào)試的文件其為可選的，可在進(jìn)入dScope51后用load命令裝入。Initfile為一個(gè)初使化文件，它在啟動dScope51后，在debugfile裝入前裝入，裝有一些dScope的初使化參數(shù)及常用調(diào)試函數(shù)等。下面是一個(gè)

10、dScope.ini文件(for dos)的內(nèi)容：Load ././ds51/8051.iofMap 0,0xffffdScope51 for Windows則直接用鼠標(biāo)進(jìn)入，然后用load裝入待調(diào)文件。2. (2) tScope51與dScope51不同的是Scope51必須帶目標(biāo)板，目前它可以通過兩種方式訪問目標(biāo)板。(1) 通過EMul51在線仿真器，tScope51為該仿真器準(zhǔn)備了一個(gè)動態(tài)連接文件EMUL51.IOT，但該方法必須配合該仿真器。(2) 通過Monitov51監(jiān)控程序，這種方法是可行的，tScope51為訪問Monitor51專門帶有MON51.IOT連接程序，使用時(shí)可通過

11、串口及監(jiān)控程序來調(diào)試目標(biāo)板。其使用方法為：TS51INIT(file_name.ini)其中file_name.ini為一個(gè)初使化文件。進(jìn)入TS51后，必須裝入IOT文件，可用的有MON51.IOT及EMUL51.IOT兩種，如裝入MON51.IOT：Load.C:/C51/TS51/MON51.IOT CPUTYPE(80517)可惜的是tScope51只有for Dos的版本。3. (3) Monitor 51Monitor51是一個(gè)監(jiān)控程序通過PC機(jī)的串口與目標(biāo)板進(jìn)行通信，Monitor操作需要MON51或dScope51 for Windows,后面部分將對Monitor51做較為詳細(xì)

12、的介紹。4. 4. Ishell及uVision1. (1) Ishell for Dos這是一個(gè)for Dos的IDE，直接在命令行鍵入Ishell，則進(jìn)入該環(huán)境，它使用簡單方便。其命令行與DOS命令行具有同樣的功能，對單模塊的Project直接由菜單進(jìn)行編譯連接，對多模塊的project。則通過批處理，BAT文件進(jìn)行編譯連接，然后通過菜單控制由dScope51或tScope51對程序進(jìn)行調(diào)試，因?yàn)槭莊or dos的，不做太詳細(xì)介紹。2. (2) uVision for WindowsuVision for Windows是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的Windows應(yīng)用程序，它是C51的一個(gè)集成軟件開發(fā)平臺，

13、具有源代碼編輯、project>' target='_blank' class='infotextkey'>管理、集成的make等功能，它的人機(jī)界面友好，操作方便，是開發(fā)者的首選，具體配置及使用見第五部分。2. 第二章 Keil C51軟件使用詳解1. 第一節(jié) Keil C51編譯器的控制指令C51編譯器的控制指令分為三類：源文件控制類，目標(biāo)文件控制類及列表控制類。1. 1. 源文件控制類NOEXTEND：C51源文件不允許使用ANSI C擴(kuò)展功能。DEFINE(DF)：定義預(yù)處理(在C51命令行)。2. 2. 目標(biāo)文件(Object)控制類

14、：COMPACT LARGE SMALL 選編譯模式DEBUG(DB) 包含調(diào)試信息，以供仿真器或dSCope51使用。NOAMAKE(NOAM) 禁止AutoMake信息記錄NOREGPARMS 禁止用寄存器傳遞參數(shù)OBJECTEXTEND(OE) Object文件包含附加變量類型信息OPTIMIZE(OT) 指定優(yōu)化級別REGFILE(RF) 指定一個(gè)寄存器使用的文件以供整體優(yōu)化用REGISTERBANK(RB) 指定一個(gè)供絕對寄存器訪問的寄存器區(qū)名SRC 不生成目標(biāo)文件只生成匯編源文件其它控件不常用。3. 3. 列表文件(listing)控制類：CODE(CD)：向列表文件加入?yún)R編列表L

15、ISTINCLUDE(LC)：顯示indude文件SYMBOLS(SB)：列表文件包括模塊內(nèi)所有符號的列表WARNINGLEVEL(WL)：選擇“警告”級別2. 第二節(jié) dScope51的使用1. 1. dScope51 for Dos總的來說dScope51具有以下特性：l 高級語言顯示模式l 集成硬件環(huán)境模擬l 單步或“GO”執(zhí)行模式l 存儲器、寄存器及變量訪問l Watch表達(dá)式之值l 函數(shù)與信號功能下面，具體說明在進(jìn)入dScope51 for Dos之后，如何實(shí)現(xiàn)上述功能，dScope51采用下拉菜單格式和窗口顯示控制，共有l(wèi)anguage、serial、exe、register四個(gè)窗

16、口，其中exe為命令行窗口，language為程序窗口，serial為串口窗，register為寄存器窗。1. (1) 高級語言顯示模式單擊主菜單中的“View”，第一欄中的三條命令“Highlevel”、“Mixed”、“Assembly”分別對所裝入的程序按照“高級”、“混合級”及“匯編級”三種方式顯示，以方便調(diào)試使用。2. (2) 集成硬件環(huán)境模擬顯示主菜單中“Peripheral”各條能顯示模擬硬件環(huán)境的狀態(tài)，其中：i/o Port：顯示各I/O口之值，對8031而言SFR中的P1、P2、P3、P0與引腳之值分別列出：Interrupt：顯示5個(gè)中斷源的入口模式是否允許，優(yōu)先級等中斷狀

17、態(tài)。Timer：顯示各定時(shí)/計(jì)數(shù)器的模式，初始值狀態(tài)等。int Message：中斷信息允許，如為允許(“>>”出現(xiàn))，則當(dāng)中斷申請時(shí)，顯示中斷源信息。比如當(dāng)中斷發(fā)生時(shí)會顯示：“interrupt Timer 0 occured”等A/D converter：顯示A/D轉(zhuǎn)換器狀態(tài)無時(shí)，則提示“無”。Serial：串口信息顯示，包括串口模式、波特產(chǎn)等Other：其它器件，如為8031則顯示“ 無”3. (3) 單步或“Go”執(zhí)行“F8”單步執(zhí)行，“F5”全速執(zhí)行到斷點(diǎn)?；蜻x主菜單中Trace單步執(zhí)行CPU中的Go全速執(zhí)行。4. (4) 存儲器寄存器及變量訪問外部存儲器>'

18、; target='_blank' class='infotextkey'>管理MAP菜單：設(shè)置(set)、取消(reset)、顯示(Display)處理可用存儲空間。修改Code代碼：ASM命令存儲器顯示命令：D 類別為(X、D、I、B、C)修改存儲器命令：E 有以下幾種命令EB、EC、EI、EL、EF、EP復(fù)雜數(shù)據(jù)類型顯示：Object命令；用以顯示結(jié)構(gòu)或數(shù)組的內(nèi)容。欲使此命令有效，C51編譯器必須有DB及OBJECTEXTEND兩條。反匯編命令：U5. (5) “Watch”表達(dá)式之值在View菜單的“Watch”一欄中有四項(xiàng)：其中包括定義Watch

19、 Point(Define)、刪除Watch Point(remove,kill all)，及自動更新選項(xiàng)。也可用WS、WK等命令代替，下面具體看“表達(dá)式”類型：dScope51一次最多可設(shè)16個(gè)WtchPoint表達(dá)式，顯示于Watch Window之中，表達(dá)式可以是簡單變量，也可是復(fù)雜數(shù)據(jù)類型如結(jié)構(gòu)、數(shù)組和指向結(jié)構(gòu)的指針等，例如：>WS *ptime>WS ptimehour>WS some_recordo，analog等等6. (6) 關(guān)于.IOF文件啟動DS51后必須裝入.IOF文件才能使CPU及Peripheral各項(xiàng)起作用，這個(gè)函數(shù)的使用是依據(jù)8051系列CPU的

20、不同特點(diǎn)，裝入8051各CPU硬件設(shè)備模擬驅(qū)動文件，比如8031CPU就必須load DS51目錄下的8051.IOF。2. 2. dScope for WindowsdScope for windows具有dScope for dos的全部功能，此外，它還具有以下明顯的優(yōu)點(diǎn)：(1) 標(biāo)準(zhǔn)的Windows界面，操作更容易更簡單；(2) 常用操作多用對話框，而非Dos的行命令方式；(3) 窗口資源更加豐富：存儲器窗口、覆蓋率分析、運(yùn)行狀態(tài)分析窗口，加強(qiáng)了調(diào)試功能；因?yàn)閐Scope for Windows功能強(qiáng)大，具體操作在第八章詳細(xì)介紹。3. 第三節(jié) Monitor51及其使用1. 1. Mon

21、itor51對硬件的要求(1) 硬件系統(tǒng)為51系列CPU；(2) 帶5K外部程序存儲器(從O地址開始)，存放Monitor51程序；(3) 256Bytes的外部數(shù)據(jù)存儲器以及5K的跟蹤緩沖區(qū)，此外，外部數(shù)據(jù)存儲器必須足夠容納所有應(yīng)用程序代碼及數(shù)據(jù)，且所有外部數(shù)據(jù)存儲器必須為馮·諾伊曼存儲器，即能一致訪問XDATA與Code空間。(4) 一個(gè)定時(shí)器作為波特率發(fā)生器供串口使用；(5) 6 Bytes的空余堆棧。2. 2. Mon51的使用Mon51的使用途徑有三種方式：(1) Dos行命令方式即先用install對MON51進(jìn)行配置，然后用MON51進(jìn)入Monitor狀態(tài)，啟用各種命令

22、對Monitor51進(jìn)行調(diào)試。(2) tScope51方式啟動tScope51裝入TS51目錄下的MON51.IOT驅(qū)動文件，與目標(biāo)板通信。(3) dScope51 for Windows方式在選CPU驅(qū)動文件時(shí)，選“MON51.dll”，則檢查目標(biāo)板并進(jìn)入MON51狀態(tài)。3. 3. MON51的配置(1) MON51 for Dos的配置運(yùn)行install文件(在MON51目錄下)，不同的參數(shù)可以配置不同的硬件環(huán)境。INSTALL Serialtype xdstastartcodestartbankPROMCHECK，具體說明見MON51幫助文件或使用手冊。(2) MON51 for Win

23、dows的配置在啟用MON51.dll時(shí)，會使得系統(tǒng)自動檢查目標(biāo)板連接，如配置不對，則彈出“Configuration”對話框，設(shè)置PC串口，波特率等，完畢單擊“apply”有效。4. 4. 串口連接圖：收發(fā)交*互連，RTS、CTS直連，DSR、DTR直連，具體引腳排列參考串口資料。5. 5. MON51命令及使用詳細(xì)的MON51命令可參閱幫助。4. 第四節(jié) 集成開發(fā)環(huán)境(IDE)的使用1. 1. Ishell for Dos的使用進(jìn)入Ishell之后看到兩個(gè)窗口：一個(gè)是文件窗口，一個(gè)是Dos命令行窗口，窗口上方是下拉式的命令菜單，其中的Files控制文件窗口的顯隱。使用Ishell，第一步就

24、是配置系統(tǒng)，即要學(xué)習(xí)兩個(gè)文件的修改與創(chuàng)建：1. (1) Ishell.CFG文件每一個(gè)project都有一個(gè)Ishell.CFG，其中存放有“Option菜單和Setup菜單下的部分信息；Bell enabled、Monochrome enabled、Editor Selected、CRT Lines、target enviroment、name of user edit、Automatic load for configuration enabled、file window enabled、file specification for file window、translate comman

25、d line controls、project name等。對每個(gè)project都必須設(shè)置以上信息，然后存盤“setup”的的“save”，這樣才可正式開始下面工作。2. (2) IShell.col文件對IDE顏色設(shè)置，如不改動，可以缺省為主。3. (3) CDF文件該文件位于BIN目錄下，每一文件定義一組外部函數(shù)工具包，即定義外部環(huán)境如8051.CDF，USER.CDF等，開發(fā)者可修改CDF文件，供自己使用，至于CDF文件內(nèi)容可查看一下8051.CDF即可知道。注意.CDF文件是Ishell系統(tǒng)的核心所在，不同的CDF文件可使本IDE適用于不同的編譯、連接系統(tǒng)，即本IDE并不僅適于C51。

26、下面談一談Automake工具：C51的Automake是一個(gè)project>' target='_blank' class='infotextkey'>管理器，在8051工具包中以O(shè)BJECT文件形式保留了一個(gè)project的信息，AutoMake用這些信息來進(jìn)行project>' target='_blank' class='infotextkey'>管理，一旦手工建立一個(gè)project，Automake可生成一個(gè)新的OBJECT，AutoMake利用此文件來編譯那些修改過的文件。Aut

27、omake支持C51、A51、L51/BL51、C166、A166、L166等編譯連接器。點(diǎn)中主菜單中的Automake即運(yùn)行本工具。Ishell for Dos使用比較繁瑣，推薦使用uVision for windows。2. 2. uVision for windows的使用uVision是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的windows應(yīng)用程序，其編譯功能、文件處理功能、project處理功能、窗口功能以及工具引用功能(如A51、C51、PL/M41、BL51 dScope等)等都較Ishell for Dos要強(qiáng)得多。uVision采用BL51作連接器，因?yàn)锽L51兼容L51，所以一切能在Dos下工作的pro

28、ject都可以到uVision中進(jìn)行連接調(diào)試。uVision采用dScope for windows作調(diào)試器，該調(diào)試器支持MON51及系統(tǒng)模擬兩種方式，功能較for DOS要強(qiáng)大好用，調(diào)試功能強(qiáng)大。注意：(1) Option菜單下的各項(xiàng)要會使用，其中A51、C51、PL/M51、BL51定義各文件所使用的編譯、連接控制指令，dScope定義一個(gè)dScope初始化文件。Make則是定義一個(gè)make文件。(2) 進(jìn)入調(diào)試是在RUN菜單下運(yùn)行dScope。(3) project中包括新建、打開、修改、更新、編譯、連接等poject處理，具體使用可參考后面的例子。3. 第三章 Keil C51 vs 標(biāo)準(zhǔn)C深入理解并應(yīng)用C51對標(biāo)準(zhǔn)ANSIC的擴(kuò)展是學(xué)習(xí)C51的關(guān)鍵之一。因?yàn)榇蠖鄶?shù)擴(kuò)展功能都是直接針對8051系列CPU