實驗一閃爍燈電路的軟件仿真和硬件仿真

實驗一閃爍燈電路的軟件仿真和硬件仿真第一頁，共六十六頁，2022年，8月28日二、閃爍燈電路原理圖第二頁，共六十六頁，2022年，8月28日三、軟件仿真實驗步驟——

KeilC51集成開發(fā)環(huán)境的安裝及使用1、KeilC51的安裝1.1系統(tǒng)要求安裝KeilC51集成開發(fā)軟件，必須滿足最小的硬件和軟件要求，才能確保編譯器以及其它程序功能正常，至少應具有：（1）PentiumII或兼容處理器的PC；（2）Windows95、Windows98、WindowsNT4.0；（3）至少16MBRAM（4）至少20MB硬盤空間第三頁，共六十六頁，2022年，8月28日1.2軟件的安裝以keilC51完全破解版7.06為例（1）雙擊Setup.exe安裝文件，出現(xiàn)如圖所示的安裝初始化畫面。第四頁，共六十六頁，2022年，8月28日第五頁，共六十六頁，2022年，8月28日（2）稍后彈出一個安裝向導對話框，詢問用戶是否安裝、修復更新或是卸載軟件，若是第一次安裝該軟件應選擇第一項“InstallSupportforAdditional…”。第六頁，共六十六頁，2022年，8月28日（3）單擊“Next”命令按鈕，這時會出現(xiàn)下圖所示的安裝詢問對話框，提示用戶是安裝完全版還是評估版，評估版只支持2K的程序代碼的仿真調試。既然是破解軟件，當然應該選擇完全版，可支持64K程序代碼的仿真調試。第七頁，共六十六頁，2022年，8月28日（4）在此后彈出幾個確認對話框中選擇“NEXT”，這時會出現(xiàn)下圖所示的安裝路徑設置對話框，默認路徑是C:\KEIL。第八頁，共六十六頁，2022年，8月28日（5）接下來出現(xiàn)輸入序列號的對話框。按照提示輸入如下圖所示序列號及相關文字。第九頁，共六十六頁，2022年，8月28日（6）一路按下“NEXT”，可出現(xiàn)如下圖所示的安裝進度指示畫面。接下來就是等待安裝，安裝完畢后單擊“Finish”加以確認，此時在桌面上看到KeiluVision2軟件的快捷圖標，雙擊即可進入KeilC51集成開發(fā)環(huán)境。第十頁，共六十六頁，2022年，8月28日2、使用集成開發(fā)環(huán)境進行程序的軟件仿真2.1創(chuàng)建燈閃爍電路的KeilC51應用程序基本步驟：新建一個工程項目文件為工程選擇目標器件（例如選擇PHILIPS的P89C52X2）為工程項目設置軟硬件仿真調試環(huán)境創(chuàng)建源程序文件并輸入程序代碼保存創(chuàng)建的源程序項目文件把源程序文件添加到項目中第十一頁，共六十六頁，2022年，8月28日（1）雙擊桌面的KeilC51快捷圖標，進入下圖所示的KeilC51集成開發(fā)環(huán)境。如果不是第一次使用軟件，uVision會打開打開用戶前一次正確處理的工程，可以點擊工具欄的Project選項中的“CloseProject”命令關閉該工程。第十二頁，共六十六頁，2022年，8月28日第十三頁，共六十六頁，2022年，8月28日（2）點擊工具欄的Project選項，彈出如下圖所示的下拉菜單。第十四頁，共六十六頁，2022年，8月28日選擇“NewProject”命令，建立一個新的uVision2工程，可看到下圖所示的項目文件保存對話框。第十五頁，共六十六頁，2022年，8月28日上圖所示的對話窗口，需要完成下列事情：為你的工程取一個名稱，工程名應便于記憶且文件名不宜太長選擇工程存放的路徑，最好為每個工程單獨建立一個目錄，并且工程中需要的所有文件都放在這個目錄下選擇桌面上的工程目錄“l(fā)ed_light”后，點擊“保存”返回第十六頁，共六十六頁，2022年，8月28日（3）工程建立完畢，會立即彈出如下圖所示的器件選擇窗口。器件選擇的目的是告訴uVision2最終使用的80C51芯片的型號是哪一個公司的哪一個型號，因為不同型號的51芯片內部的資源是不同的，uVision2可以根據(jù)選擇進行SFR的預定義，在軟硬件仿真中提供易于操作的外設浮動窗口等。第十七頁，共六十六頁，2022年，8月28日在實驗室里面使用的實驗儀單片機芯片都是PHILIPS公司的P87C52X2系列或P89C52X2系列，故軟硬件仿真都選用這兩種型號，其實都是MCS-51的內核。第十八頁，共六十六頁，2022年，8月28日器件選擇完畢，按“確定”后出現(xiàn)如下圖所示的對話框，提示是否將標準8051的初始化文件加入到工程中，如果源程序文件是用C語言編寫的，點“是”，若是匯編語言程序，則點“否”。此時便建立了一個空白的工程項目文件，并為工程項目選好了目標器件。第十九頁，共六十六頁，2022年，8月28日如果在選擇完目標器件后想重新改變目標器件，可點擊工具欄“Profect”選項，在彈出的如下圖所示的下拉菜單中選擇“SelectDeviceforTarget‘Target1’”命令，也將出現(xiàn)上圖所示的對話窗口后重新加以選擇。第二十頁，共六十六頁，2022年，8月28日第二十一頁，共六十六頁，2022年，8月28日（4）下面進行軟件仿真環(huán)境的設置。點擊Project\OptionsforTarget‘Target1’，如下圖所示。第二十二頁，共六十六頁，2022年，8月28日第二十三頁，共六十六頁，2022年，8月28日彈出如下圖所示窗口：第二十四頁，共六十六頁，2022年，8月28日點擊Output選項卡在出現(xiàn)的窗口中選中CreateHexFile選項，在編譯時系統(tǒng)會自動生成目標代碼文件*.hex，如下圖所示。第二十五頁，共六十六頁，2022年，8月28日選擇“Debug”選項會出現(xiàn)下圖所示的工作模式選擇窗口，選中“usesimulator”，即將uVision2調試器設置成軟件模擬仿真模式。默認狀態(tài)下選中UseSimulator選項，在此模式下不需要實際的目標硬件就可以模擬微控制器的很多功能，在準備硬件之前就可以測試應用程序。第二十六頁，共六十六頁，2022年，8月28日（5）到現(xiàn)在用戶已經(jīng)建立了一個空白的工程項目文件，并為工程選擇好了目標器件，但是這個工程里沒有任何程序文件。程序文件的添加必須人工進行，但如果程序文件在添加前還沒有建立，用戶還必須建立它。點擊菜單File\New，出現(xiàn)下圖所示文件窗口Text1。第二十七頁，共六十六頁，2022年，8月28日第二十八頁，共六十六頁，2022年，8月28日點擊File\Save，出現(xiàn)下圖所示對話框，將該文件保存在工程項目所在的文件夾內，并給文件取名為led_light.asm，點擊“保存”按鈕，即創(chuàng)建了一個匯編語言源程序文件，保存后的文件在輸入?yún)R編語言源程序后，關鍵字會自動變成藍顏色。第二十九頁，共六十六頁，2022年，8月28日（6）在此源程序編輯窗口輸入源代碼，在uVision2中，文件的編輯方式同其它文本編輯器是一樣的，用戶可以執(zhí)行輸入、刪除、選擇、拷貝、粘貼等基本文字處理命令，當然你也可以使用其它編輯工具來編寫源程序，然后拷貝到uVision2源程序編輯窗口。下圖是燈閃爍程序的匯編語言源程序。第三十頁，共六十六頁，2022年，8月28日第三十一頁，共六十六頁，2022年，8月28日（7）輸入完畢后再次點擊File\Save保存文件。此時，這個程序文件僅僅是建立了而已，還未跟led_light.uV2工程建立起任何關系。此時同學們應該把led_light.asm源程序添加到工程中，構成一個完整的工程項目，方法是在“ProjectWindows”窗口內，選中“SourceGroup1”后點擊鼠標右鍵，在彈出的快捷菜單中選擇“AddfilestoGroup“SourceGroup1”命令，出現(xiàn)下圖所示的添加源程序文件窗口。第三十二頁，共六十六頁，2022年，8月28日在上圖窗口中選擇剛才創(chuàng)建的源程序文件Led_light.asm，單擊ADD命令即可把源程序文件添加到項目中。由于添加源程序文件窗口中的默認文件類型是C語言文件，故應先改變搜索文件類型為“ASMSourceFile(*.a”;*.src)。至此程序的創(chuàng)建告一段落。第三十三頁，共六十六頁，2022年，8月28日2.2程序文件的編譯、連接及軟件仿真、調試（1）點擊Project\BuildTarget命令對源程序文件進行編譯，當然也可以選擇Project\RebuildAllTargetFiles命令對所有的工程文件進行重新編譯，如下圖所示。第三十四頁，共六十六頁，2022年，8月28日第三十五頁，共六十六頁，2022年，8月28日

此時會在“OutputWindows”信息輸出窗口輸出一些相關信息。

其中第2行assemblingled_light.asm表示此時正在編譯led_light.asm源程序，第3行l(wèi)inking…表示此時正在連接工程項目文件，第5行Creatinghexfilefrom‘led_light’說明已生成目標文件led_light.hex，最后一行說明led_light.uV2項目在編譯過程中不存在錯誤和警告，編譯連接成功。若在編譯過程中出現(xiàn)錯誤，系統(tǒng)會給出錯誤所在的行和該錯誤提示信息，以便更正。第三十六頁，共六十六頁，2022年，8月28日（2）點擊Debug\Start/stopDebugSession菜單命令，工程項目進入到軟件仿真的調試界面。第三十七頁，共六十六頁，2022年，8月28日調試界面如下圖所示：第三十八頁，共六十六頁，2022年，8月28日在仿真調試窗口點擊Peripherals\I/O-Ports\Port1，出現(xiàn)下圖所示P1口觀察窗口。由于是軟件仿真，我們只能通過觀察P1口各位的電平變化來模擬燈的亮滅，如上圖所示，打“√”者表示P1口該位為高電平，空格則表示該位為低電平。第三十九頁，共六十六頁，2022年，8月28日（3）點擊Debug\Go

菜單命令，即可實現(xiàn)全速運行程序，此時看到P1口觀察窗口各位的“√”不斷閃爍變化，證明程序編寫無誤。第四十頁，共六十六頁，2022年，8月28日這就是該閃爍燈最簡單的軟件仿真調試過程，如果我們要理解這段程序每一條匯編指令執(zhí)行后各寄存器、存儲器單元數(shù)據(jù)的變化或各標號現(xiàn)在的地址，還應學會使用View菜單打開各種觀察窗口并交替使用軟件的各種調試命令及調試方法。下圖為各調試命令的調試工具欄。第四十一頁，共六十六頁，2022年，8月28日（4）幾種常用調試命令及方法介紹斷點巧妙的設置一些斷點，能夠更好幫助用戶分析程序的運行機制、程序中變量的變化狀況，提高工作效率。若要在某行設置斷點，將鼠標光標指向該行，然后點擊工具欄圖標即可設置成功，在該行的行首將出現(xiàn)紅顏色的斷點標志。若要取消斷點，可點擊工具欄圖標，可將所有斷點取消。第四十二頁，共六十六頁，2022年，8月28日復位CPU

用Debug菜單或工具欄的ResetCPU命令。在不改變程序的情況下，若想使程序重新開始運行，這時執(zhí)行此命令即可，執(zhí)行此命令后程序指針返回到0000H地址單元，另外，一些內部SFR在復位期間也將重新賦值，例如A將變?yōu)?0H，DPTR為0000H，SP為07H，I/O口變?yōu)?FFH。第四十三頁，共六十六頁，2022年，8月28日

單步跟蹤（F11）用Debug工具欄的Step或快捷命令StepInto命令按鈕可以單步跟蹤程序，每執(zhí)行一次此命令，程序將運行一條指令（以指令為基本執(zhí)行單元），當前的指令用黃色箭頭標出，每執(zhí)行一步箭頭都會移動，已執(zhí)行過的語句呈現(xiàn)綠色。在匯編語言調試狀態(tài)下，可以跟蹤到每一個匯編指令的執(zhí)行。第四十四頁，共六十六頁，2022年，8月28日

單步運行（F10）用Debug工具欄的StepOver或快捷命令StepOver按鈕即可實現(xiàn)單步運行程序，此時單步運行命令將把函數(shù)和函數(shù)調用當作一個實體來看待，因此單步運行是以語句（這一條語句不管是單一命令行還是函數(shù)調用）為基本執(zhí)行單元。第四十五頁，共六十六頁，2022年，8月28日

執(zhí)行返回（Ctrl+F11）在用單步跟蹤命令跟蹤到了子函數(shù)或子程序內部時，可以使用Debug菜單欄中的StepOutofCurrentFunction或快捷命令按鈕StepOut即可實現(xiàn)程序的PC指針返回到調用此子程序或函數(shù)的下一條語句。第四十六頁，共六十六頁，2022年，8月28日

執(zhí)行到光標所在命令行（Ctrl+F11）用工具欄或快捷菜單命令RuntoCursorLine即可執(zhí)行此命令，使程序執(zhí)行到光標所在行，但不包括此行，其實質是把當前光標所在的行當作臨時斷點。第四十七頁，共六十六頁，2022年，8月28日

全速運行（F5）用Debug工具欄的Go快捷命令Run命令按鈕即可實現(xiàn)全速運行程序，當然若程序中已經(jīng)設置斷點，程序將執(zhí)行到斷點處，并等待調試命令；若程序中沒有設置任何斷點，當uVision2處于全速運行期間，uVision2不允許任何資源的查看，也不接受其它的命令。將鼠標箭頭移到一個變量上可以看到它們的值。按鈕可以啟動/停止調試（Ctrl+F5）程序調試完畢可執(zhí)行DEBUG菜單欄中的Start/StopDebugSession命令停止調試。第四十八頁，共六十六頁，2022年，8月28日四、硬件仿真實驗——

基于DP-51PRO實驗儀的閃爍燈調試實驗室的硬件仿真是指DP-51PRO單片機綜合仿真實驗儀運行單片機P87C52X2（或P89C52X2）內部了MON51監(jiān)控程序，把用戶的應用程序裝載到外部SRAM中，從而實現(xiàn)運用KeilC51集成開發(fā)環(huán)境所提供的所有調試命令來調試用戶的應用程序或仿真用戶的應用系統(tǒng)。第四十九頁，共六十六頁，2022年，8月28日1、實驗儀電路外觀第五十頁，共六十六頁，2022年，8月28日（1）閃爍燈電路的連接用40針把排線把DP-51PRO實驗儀上的A1區(qū)J76接口和A2區(qū)J79接口相連，然后使用8孔導線把A2區(qū)的J61接口與D1區(qū)的J52接口相連。打開實驗儀電源開關，電源指示燈（紅光）點亮。2、調試前的準備工作第五十一頁，共六十六頁，2022年，8月28日（2）將MON51監(jiān)控程序寫入外部FLASH將A1區(qū)中SRAM_E和FLASH_E兩個跳線座的短路器拔走（即不短接），把MON_SW1開關撥到LOAD模式，然后將專用P89C52X2單片機芯片插入到仿真實驗儀的鎖緊座上，拔走ISP跳線JP14，短接JP15的1、2兩個跳線（TXD、RXD），然后按下復位按鍵“RESET”。此時，單片機仿真儀進入下載狀態(tài)。接上串口線，在PC機桌面上雙擊DPFLSH快捷鍵，出現(xiàn)如下圖所示的操作界面。第五十二頁，共六十六頁，2022年，8月28日第五十三頁，共六十六頁，2022年，8月28日在主界面中點擊“編程”命令按鈕，在下圖所示的編程窗口選擇“其它編程選擇”欄的“編程MON51”選項，單擊“編程”命令即可自動把MON51.HEX監(jiān)控程序到仿真實驗儀的外部FLASH中。若無異常，則提示編程正常結束，這時關閉該窗口退出DPFLSH軟件。第五十四頁，共六十六頁，2022年，8月28日提示：下載監(jiān)控程序到外部FLASH這一步在初次使用實驗儀時一般都已完成，再次做實驗可不操作，但同學們可做了解。第五十五頁，共六十六頁，2022年，8月28日（3）進入調試狀態(tài)把實驗儀A1區(qū)的工作模式選擇開關（MOD_SW1）切換到RUN處，然后按一下復位鍵（RESET），MON51程序就開始運行了。此時，實驗儀即進入調試狀態(tài)。注意：監(jiān)控程序運行時，A1區(qū)的“運行”指示燈將點亮。第五十六頁，共六十六頁，2022年，8月28日（4）軟件調試環(huán)境的設置雙擊KeilC51快捷圖標，進入KeilC51集成開發(fā)環(huán)境，這時KeilC51集成環(huán)境自動打開上次正確退出時所編輯的工程項目文件。第五十七頁，共六十六頁，2022年，8月28日第五十八頁，共六十六頁，2022年，8月28日在硬件仿真調試時，用戶的代碼是從8000H單元開始存放的，因此應修改源程序文件中的程序代碼定位偽指令語句“ORG0000H”為“ORG8000H”，偽指令語句“ORG0030H”修改為“ORG8030H”，然后重新進行編譯。第五十九頁，共六十六頁，2022年，8月28日第六十頁，共六十六頁，2022年，8月28日點擊Project\Optionfortarget‘target1’，將出現(xiàn)下圖所示的調試環(huán)境設置界面。點按