實(shí)驗(yàn)一 Keil_C 集成開發(fā)環(huán)境的練習(xí)20141502

1、實(shí)驗(yàn)一 keil C集成開發(fā)環(huán)境的使用Keil C51軟件可以從相關(guān)網(wǎng)站下載并安裝。安裝好后，雙擊桌面快捷圖標(biāo)或在“開始”菜單中選擇Keil Vision3，啟動(dòng)Keil Vision3集成開發(fā)環(huán)境，啟動(dòng)后界面如圖4-3所示。圖4-3 Keil Vision3啟動(dòng)后的集成開發(fā)環(huán)境界面（一）創(chuàng)建項(xiàng)目Keil Vision3中有一個(gè)項(xiàng)目管理器，用于對(duì)項(xiàng)目文件進(jìn)行管理。它包含了程序段環(huán)境變量和編程有關(guān)的全部信息，為單片機(jī)程序的管理帶來了很大的方便。創(chuàng)建一個(gè)新項(xiàng)目的操作步驟如下：（1）啟動(dòng)Vision3，創(chuàng)建一個(gè)項(xiàng)目文件，并從器件數(shù)據(jù)庫(kù)中選擇一款合適的單片機(jī)型號(hào)。（2）創(chuàng)建一個(gè)新的源程序文件，并把這個(gè)

2、源文件添加到項(xiàng)目中；（3）為該單片機(jī)芯片添加或配置啟動(dòng)程序代碼；（4）設(shè)置工具選項(xiàng)，使之適合目標(biāo)硬件；（5）編譯項(xiàng)目并創(chuàng)建一個(gè)*.hex文件。下面以本章任務(wù)為例分別介紹每一步的具體操作。1新建項(xiàng)目文件單擊菜單“Project”“New Project”命令，彈出如圖4-4所示的新建項(xiàng)目對(duì)話框，指定保存路徑，建議每個(gè)項(xiàng)目使用一個(gè)獨(dú)立文件夾，例如本項(xiàng)目保存在“第4章”文件夾；然后，在“文件中名”輸入項(xiàng)目名稱，例如“4-1”，單擊“保存”按鈕即完成新項(xiàng)目的創(chuàng)建（系統(tǒng)默認(rèn)擴(kuò)展名為“.uv2”）。保存路徑輸入文件名 圖4-4 新建項(xiàng)目對(duì)話框此時(shí)彈出選擇單片機(jī)的型號(hào)對(duì)話框，如圖4-5所示，展開Atmel系

3、列單片機(jī)，選擇“AT89C51”，單擊“確定”按鈕完成設(shè)備的選擇。圖4-5 選擇單片機(jī)的型號(hào)對(duì)話框單片機(jī)型號(hào)選擇結(jié)束后，在Vision3工作界面左邊的項(xiàng)目管理器中新增加了一個(gè)“Target 1”目標(biāo)1文件夾，如圖4-6所示。圖4-6 項(xiàng)目管理器中新增“Target 1”對(duì)話框2新建源程序文件單擊菜單“File”“New”命令，就可以創(chuàng)建一個(gè)源程序文件。該命令會(huì)打開一個(gè)空的編輯器窗口，默認(rèn)名為“Text 1”，輸入如下源程序：/*名稱： 流水燈控制           

4、0;                                       模 塊 名：AT89C51，74LS373   功能描述：當(dāng)開關(guān)打開時(shí)，LED

5、自上而下依次點(diǎn)亮；當(dāng)開關(guān)閉合時(shí)，LED從下向上依次點(diǎn)亮。*/#include<reg51.h>#define uchar unsigned char /類型重定義#define uint unsigned intsbit Key = P00; /定義位名稱void DelayMS(uint ms); /延時(shí)函數(shù)原型聲明/ 主程序void main( ) uchar i,keyPre,shift; Key = 1; while(1) keyPre = Key; if(keyPre) shift=0x01; for(i=0;i<8;i+) P1 = shift; DelayMS(

6、200); shift<<=1; else shift=0x80; for(i=0;i<8;i+) P1 = shift; DelayMS(200); shift>>=1; /*函數(shù)名稱：DelayMS函數(shù)功能：延時(shí)函數(shù)入口參數(shù)：參數(shù)ms控制循環(huán)次數(shù)，從而控制延時(shí)時(shí)間長(zhǎng)短*/void DelayMS(uint ms) uchar i; while(ms-) for(i=0; i<120; i+);程序輸入完畢后，單擊“File”“Save”命令對(duì)源程序進(jìn)行保存，在保存時(shí)，文件名可以是字符、字母或數(shù)字，并且一定要帶擴(kuò)展名（使用匯編語(yǔ)言編寫的源程序，擴(kuò)展名為.a

7、sm，使用單片機(jī)C語(yǔ)言編寫的源程序，擴(kuò)展名為.c）。保存好源程序后，源程序窗口中的關(guān)鍵字呈彩色高亮顯示。這里保存為“4-1.c”。特別注意：源程序擴(kuò)展名“.c”必須手動(dòng)輸入，表示為C語(yǔ)言程序，使Keil C51采用對(duì)應(yīng)的C語(yǔ)言的方式來編譯源程序。源程序文件創(chuàng)建好后，可以把這個(gè)文件添加到項(xiàng)目管理器中。單擊項(xiàng)目管理器中“Target 1”文件夾旁邊的“+”按鈕，展開后在“Source Group 1”上單擊右鍵，彈出快捷菜單，如圖4-7所示。選擇“Add Files to Group Source Group 1”命令，彈出如圖4-8所示的加載文件對(duì)話框。在該對(duì)話框中選擇文件類型為“c Sourc

8、e file”，找到剛才創(chuàng)建的“4-1.c”源程序文件，然后單擊“Add”按鈕，4-1.c即被加入到項(xiàng)目中，此時(shí)對(duì)話框不消失可以繼續(xù)加載其它文件。單擊“Close”按鈕將對(duì)話框關(guān)閉。 圖4-7 在快捷菜單中選擇加載源程序文件命令圖4-8 在對(duì)話框中選擇要添加的文件此時(shí)在Keil軟件項(xiàng)目管理器的“Source Group 1”文件夾中可以看到新加載的4-1.c文件。3為目標(biāo)1設(shè)置選項(xiàng)選中Target 1，單擊菜單“Project”“Options for Target Target 1”命令，彈出為目標(biāo)1的設(shè)置選項(xiàng)對(duì)話框，如圖4-9所示，共有11個(gè)選項(xiàng)，其中“Target”、“Output”和“

9、Debug”選項(xiàng)較為常用，默認(rèn)打開“Target”選項(xiàng)。圖4-9 為目標(biāo)1設(shè)置選項(xiàng)對(duì)話框在該選項(xiàng)中可以對(duì)目標(biāo)硬件及所選器件片內(nèi)部件進(jìn)行參數(shù)設(shè)置：包括指定CPU時(shí)鐘頻率；是否使用片上自帶的ROM存儲(chǔ)器；指定C51編譯器的存儲(chǔ)模式（默認(rèn)為SMALL模式）；指定ROM存儲(chǔ)器大小使用；指定片外程序存儲(chǔ)器和片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的地址范圍（如果沒有則不填）等。4編譯項(xiàng)目并創(chuàng)建*.hex文件單片機(jī)不能處理C語(yǔ)言程序，必須將C程序轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制或十六進(jìn)制代碼，這個(gè)轉(zhuǎn)換過程稱為匯編或編譯。Keil C51軟件本身帶有C51編譯器，可將C程序轉(zhuǎn)換成十六進(jìn)制代碼，即*.hex文件。在完成項(xiàng)目設(shè)置后，就可對(duì)源程序進(jìn)行編譯。執(zhí)

10、行菜單“Project”“Rebuild all target files”命令，可以編譯源程序并生成目標(biāo)文件。如果程序有錯(cuò)，則編譯不成功，Vision3將會(huì)在輸出窗口（“View”“Output Window”命令切換顯示或屏蔽此窗口）的編譯頁(yè)中顯示如圖4-10所示信息，雙擊某一條錯(cuò)誤信息，光標(biāo)將會(huì)停留在Vision3文本編輯窗口中出現(xiàn)語(yǔ)法錯(cuò)誤或警告的位置處，修改并保存后，重新編譯，直至正確無(wú)誤。圖4-10 錯(cuò)誤和警告信息若成功創(chuàng)建并編譯了應(yīng)用程序，就可以開始調(diào)試。當(dāng)程序調(diào)試好之后，要求創(chuàng)建一個(gè)*.hex文件，生成的*.hex文件可以下載到EPROM或仿真器中。若要?jiǎng)?chuàng)建*.hex文件，必須在

11、為目標(biāo)設(shè)置選項(xiàng)，在“Output”選項(xiàng)卡中選中“Create HEX file”復(fù)選框，如圖4-11所示，單擊“確定”按鈕完成所需設(shè)置。設(shè)置完成后，執(zhí)行菜單“Project”“Rebuild all target files”命令即可。選中“生成.HEX文件” 圖4-11 編譯時(shí)生成“HEX”文件設(shè)置打開“第4章”文件夾，可以看到已經(jīng)創(chuàng)建了的4-1.HEX文件。（二）調(diào)試程序1CPU仿真使用Vision3可對(duì)源程序進(jìn)行測(cè)試，它提供了兩種工作模式，這兩種模式可以在“Options for Target Target 1”對(duì)話框的“Debug”選項(xiàng)卡中進(jìn)行選擇，如圖4-12所示。圖4-12 仿真調(diào)

12、試設(shè)置“Use simulator”：軟件仿真模式，將Vision3調(diào)試器配置成純軟件產(chǎn)品，能仿真8051系列的絕大多數(shù)功能而不需任何硬件目標(biāo)板，如串行口、外部I/O和定時(shí)器等，這些外圍部件是在選擇單片機(jī)CPU時(shí)選定的。“Use”：硬件仿真，用戶選擇相應(yīng)的硬件仿真器仿真。如果選中Use：Keil Monitor-51 Driver硬件仿真選項(xiàng)，還可以單擊右邊的Settings按鈕，對(duì)硬件仿真器連接情況進(jìn)行設(shè)置，如圖4-13所示。圖4-13 仿真器連接參數(shù)設(shè)置Port：串行口號(hào)，仿真器與計(jì)算機(jī)連接的串行口號(hào)。Baudrate：波特率設(shè)置，與仿真器串行通信時(shí)的波特率，仿真器上的設(shè)置必須與它一致。S

13、erial Interrupt：選中它允許單片機(jī)串行中斷。Cache Option：緩存選項(xiàng)，可選可不選，選擇可加快程序的運(yùn)行速度。2啟動(dòng)調(diào)試源程序編譯好后，選擇相應(yīng)的仿真操作模式，可啟動(dòng)源程序的調(diào)試。單擊圖標(biāo)或執(zhí)行菜單“Debug”“Start/Stop Debug Session”命令，可以啟動(dòng)Vision3的調(diào)試模式，調(diào)試界面如圖4-14所示。Keil內(nèi)建了一個(gè)仿真CPU用來模擬執(zhí)行程序，該仿真CPU功能強(qiáng)大，可以在沒有硬件和仿真器的情況下進(jìn)行程序的調(diào)試。圖4-14 調(diào)試界面進(jìn)入調(diào)試狀態(tài)后，“調(diào)試”菜單項(xiàng)中原來不能用的命令現(xiàn)在已可以使用了，而且工具欄多出一個(gè)用于運(yùn)行和調(diào)試的工具條，如圖4

14、-15所示，Debug菜單上的大部分命令可以在此找到對(duì)應(yīng)的快捷按鈕，從左到右依次是復(fù)位、連續(xù)運(yùn)行、暫停運(yùn)行、單步運(yùn)行、過程單步運(yùn)行、執(zhí)行完當(dāng)前子程序、運(yùn)行到當(dāng)前行、下一狀態(tài)、打開跟蹤、觀察跟蹤、反匯編窗口、觀察窗口、代碼作用范圍分析、1串行窗口、內(nèi)存窗口、性能分析、工具按鈕等命令。圖4-15 運(yùn)行調(diào)試工具條3斷點(diǎn)的設(shè)定和刪除在Vision3中，用戶可以采用以下不同的方法來定義斷點(diǎn)：（1）在文本編輯窗口或反匯編窗口中選定所在行，然后單擊工具欄的設(shè)置斷點(diǎn)按鈕圖標(biāo)，或執(zhí)行菜單“Debug”“Insert/Remove Breakpoint ”命令。（2）在文本編輯窗口或反匯編窗口中選定所在行，單擊右

15、鍵，從打開的快捷菜單中選擇“Insert/Remove Breakpoint”命令。（3）利用“Debug”下拉菜單，打開“Breakpoints”對(duì)話框，在這個(gè)對(duì)話框中可以查看定義或更改斷點(diǎn)設(shè)置。4目標(biāo)程序的執(zhí)行目標(biāo)程序的執(zhí)行可以使用以下方法：（1）使用菜單“Debug”“Run”命令或命令按鈕或按下功能鍵“F5”全速執(zhí)行程序。（2）使用菜單“Debug”“Step” 命令或相應(yīng)的命令按鈕或使用功能鍵F11可以單步執(zhí)行程序，（3）使用菜單“Debug”“Step Over” 命令或相應(yīng)的命令按鈕或功能鍵F10可以以過程單步形式執(zhí)行命令，所謂過程單步，是指把C語(yǔ)言中的一個(gè)函數(shù)作為一條語(yǔ)句來全速

16、執(zhí)行。按下F11鍵，可以看到源程序窗口的左邊出現(xiàn)了一個(gè)黃色調(diào)試箭頭，指向源程序的第一行。每按一次F11，即執(zhí)行該箭頭所指程序行，然后箭頭指向下一行。如果程序有錯(cuò)誤，可以通過單步執(zhí)行來查找錯(cuò)誤，但是如果程序已正確，每次進(jìn)行程序調(diào)試都要反復(fù)執(zhí)行這些程序行，會(huì)使得調(diào)試效率很低，為此可以在調(diào)試時(shí)使用F10來替代F11。5反匯編窗口在進(jìn)行程序調(diào)試及分析時(shí)，經(jīng)常會(huì)用到反匯編。反匯編窗口同時(shí)顯示目標(biāo)程序、編譯的匯編程序和二進(jìn)制文件，如圖4-16所示。利用“View”“Disassembly Window”切換顯示或屏蔽此窗口。圖4-16 反匯編窗口當(dāng)反匯編窗口作為當(dāng)前活動(dòng)窗口時(shí)，若單步執(zhí)行指令，所有的程序?qū)?/p>

17、按照CPU指令及匯編指令來單步執(zhí)行，而不是C語(yǔ)言的單步執(zhí)行。6CPU寄存器窗口單擊圖標(biāo)或執(zhí)行菜單“Debug”“Start/Stop Debug Session”命令后，在“Project Workspace”項(xiàng)目窗口中可顯示CPU寄存器內(nèi)容，如圖4-17所示。用戶除了可以觀察外還可以修改，單擊選中一個(gè)單元，出現(xiàn)文本框后輸入相應(yīng)的數(shù)值按回車即可。7存儲(chǔ)器窗口在存儲(chǔ)器窗口中，可以顯示4個(gè)不同的存儲(chǔ)區(qū)，每個(gè)存儲(chǔ)區(qū)能顯示不同地址存儲(chǔ)單元的內(nèi)容。利用“View”“Memory Window”切換顯示或屏蔽此窗口KeilVision3 IDE把MCS-51內(nèi)核的存儲(chǔ)器資源分成以下4個(gè)不同區(qū)域。（1）內(nèi)部

18、可直接尋址RAM區(qū)data，表示為D:xx；（2）內(nèi)部間接尋址RAM區(qū)idata，表示為I:xx；（3）外部RAM區(qū)xdata，表示為X:xxxx；（4）程序存儲(chǔ)器ROM區(qū)code，表示為C:xxxx。例如，單擊“Memory #1”切換存儲(chǔ)區(qū)，在“address”欄中輸入地址值“D:0000”后按回車鍵，顯示區(qū)域直接顯示該地址開始的存儲(chǔ)單元內(nèi)容，如圖4-18所示。若要更改某地址存儲(chǔ)單元的內(nèi)容，只需要在該地址上雙擊鼠標(biāo)并輸入新內(nèi)容即可。在Memory窗口中顯示的RAM數(shù)據(jù)可以修改，用鼠標(biāo)右鍵對(duì)準(zhǔn)要修改的存儲(chǔ)器單元，右擊，在彈出的快捷菜單中選擇“Modify Memory at 0x”，在接著彈

19、出的對(duì)話框文本輸入欄內(nèi)輸入相應(yīng)數(shù)值后按回車即可。 圖4-17 寄存器窗口 圖4-18 存儲(chǔ)器窗口8觀察和修改變量窗口執(zhí)行菜單“View”“Watch & Call stack Window”命令，打開相應(yīng)的窗口，如圖4-19所示，選擇Watch 13中的任一窗口，按下F2鍵，在name欄中填入用戶變量名即可，但必須是存在的變量，或者使用鼠標(biāo)直接將變量拖入欄中。如果想修改數(shù)值，可單擊Value欄，出現(xiàn)文本框后輸入相應(yīng)的數(shù)值。圖4-19 存儲(chǔ)器窗口9串行窗口Vision3中提供了3個(gè)專門用于串行調(diào)試輸入和輸出的窗口，模擬的單片機(jī)串行口數(shù)據(jù)將在該窗口顯示?？蛇x擇“UART #0”或“UART #1”或“UART #2”命令打開相應(yīng)串行窗口。10外圍設(shè)備窗口在線調(diào)試時(shí)，通過菜單“Peripherals”下面的“Interrupt、I/O-Ports、Serial、Timer”命令，可以依次對(duì)單片機(jī)的外部中斷、4個(gè)并行口、串行口、定時(shí)計(jì)數(shù)器進(jìn)行設(shè)置。在本任務(wù)調(diào)試中可以看到P1口的狀態(tài)值隨變量shift的內(nèi)容而變化，如圖4-20所示，修改P0.0的值，P1口的值變化順序隨之翻轉(zhuǎn)。圖4-20 并行口調(diào)試窗口實(shí)驗(yàn)思考內(nèi)容：1、在keil C集成開發(fā)環(huán)境下，基于C8051F410開發(fā)板和仿真器調(diào)試以下程序，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。