Keil軟件仿真的串口調(diào)試技巧

1、keil軟件仿真的串口調(diào)試技巧在系統(tǒng)中，串口（uart，通用異步收發(fā)接口）是一個十分重要的組成部分。通常用法單片機串口通過rs232/rs485電平轉(zhuǎn)換芯片與上位機銜接，以舉行上位機與下位機的數(shù)據(jù)交換、參數(shù)設置、組成網(wǎng)絡以及各種外部設備的銜接等。rs232/rs485串行接口具有成本低、容易牢靠、簡單用法等特點，加上其歷史悠久，所以目前應用仍然十分廣泛；特殊對于數(shù)據(jù)量不是很大的場合，串口通信仍然是很好的挑選，有著廣大的用法前景。在單片機編程中，串口占了很重要的地位。傳統(tǒng)方式串口程序的調(diào)試，往往是利用專用的單片機硬件器。在編寫好程序后，利用仿真器來設置斷點，觀看變量和程序的流程，逐步對程序舉行調(diào)

2、試，修正錯誤。用法硬件仿真器確實是很有效的辦法，但是也有一些缺點：無數(shù)仿真器不能做到徹低硬件仿真，因而會造成仿真時正常，而實際運行時浮現(xiàn)錯誤的狀況；也有仿真不能通過，但是實際運行正常的狀況。對于一些較新的芯片或者是表面貼裝的芯片，要么沒有合適的仿真器或仿真頭；要么就是硬件仿真器十分昂貴，且不簡單買到。有時因為設備內(nèi)部結(jié)構(gòu)空間的限制，仿真頭不便利接入。有的仿真器屬于容易的在線仿真型，仿真時有無數(shù)限制。例如速度不高，實時性或穩(wěn)定性不好，對斷點有限制等，造成仿真起來不太便利。1 調(diào)試前的預備工作下面介紹一種利用的軟件仿真功能來實現(xiàn)串口調(diào)試用戶程序的辦法。用法這種辦法，無需任何硬件仿真器，甚至都不需要

3、用戶板。所需的只是： 硬件。1臺一般計算機（需要帶有2個標準串口）和根串口線（兩頭都是母頭，連線關(guān)系1所示）。 串口軟件可以是自己編寫的專用調(diào)試或上下位機通信軟件，也可以是通用的串口軟件(如串口助手、串口調(diào)試等)，主要用來收發(fā)數(shù)據(jù)。假如沒有合適的串口調(diào)試軟件，則可用法筆者編寫的一個免費的串口小工具turbocom。除了與其他軟件一樣的數(shù)據(jù)收發(fā)功能外，它還有定時輪番發(fā)送自定義數(shù)據(jù)幀和自動應答（接收到指定數(shù)據(jù)幀后，自動返回相應的數(shù)據(jù)幀）這兩個很實用的功能，特殊適合于老化測試。這個小工具可以從下載。2 基本調(diào)試指令介紹這個串口調(diào)試辦法主要是利用了keil強大的軟件仿真功能。在新版本（高于6.0）的k

4、eil軟件中，增加了軟件的仿真能力，可以利用軟件仿真更多的單片機功能。在這些功能中，其中有一個很重要的功能就是利用計算機的串口來模擬單片機的串口（這不同于無數(shù)軟件在仿真時用法的激勵文件方式，可以挺直與其他串口舉行通信，越發(fā)便利、靈便）。首先要介紹仿真時需要用法的兩個指令：assign和mode。2.1 assign指令將單片機的串口綁定到計算機的串口?；居梅ǚ绞綖椋篴ssign channeloutreg其中： channel代表計算機的串口，可以是com1、com2、com3或com4；而inreg和outreg代表單片機的串口。對于惟獨一個串口的一般單片機,即sin和sout；對于有兩個

5、或者多個串口的單片機，即snin和snout（n=0，1，即單片機的串口號）。圖1 串口連線暗示圖例如：assign com1sout將計算機的串口1綁定到單片機的串口（針對惟獨一個串口的單片機）。assign com2s0out將計算機的串口2綁定到單片機的串口0（針對有多個串口的單片機，注重串口號的位置）。需要注重的是，參數(shù)的括號是不能省略的，而outreg則是沒有括號的。2.2 mode指令設置被綁定計算機串口的參數(shù)。基本用法方式為：mode comx baudrate, parity, databits, stopbits其中： comx（x = 1，2，）代表計算機的串口號；baud

6、rate代表串口的波特率；parity代表校驗方式；databits代表數(shù)據(jù)位長度；stopbits代表停止位長度。例如：mode com1 9600, n, 8, 1設置串口1。波特率為9 600，無校驗位，8位數(shù)據(jù)，1位停止位。mode com2 19200, 1, 8, 1設置串口2。波特率為19 200，奇校驗，8位數(shù)據(jù)，1位停止位。用法以上兩個指令，就能夠?qū)⒂嬎銠C的串口模擬成單片機的串口了。在舉行軟件仿真時，全部發(fā)送到被綁定的計算機串口上的數(shù)據(jù)都會轉(zhuǎn)發(fā)到keil模擬的單片機串口上，用戶程序可以通過中斷處理程序或查詢方式接收到這些數(shù)據(jù)；同樣，單片機程序中發(fā)送到單片機串口上的數(shù)據(jù)也會通過

7、被綁定的計算機串口發(fā)送出來，可以被其他軟件所接收。利用這個特點，就可以便利地仿真、調(diào)試單片機的串口部分程序。要注重的是，這兩個指令需要一起用法。2.3 仿真步驟首先，用串口線將計算機的兩個串口銜接起來（或者是兩臺計算機上的兩個串口）。這兩個串口一個用來模擬單片機串口，另一個給調(diào)試程序用法。這個由用戶自己分配，沒有特別要求。第二，編寫好用戶程序，并編譯通過。然后，設置工程文件（project）的相關(guān)參數(shù)，2和圖3所示。主要是挑選軟件仿真模式（use simulator）以及晶振參數(shù)。圖2 仿真參數(shù)設置為了不必每次進入仿真狀態(tài)后，都需要輸入串口參數(shù)設置指令，可以建立一個初始化文件。初始化文件是一個

8、一般的文本文件，內(nèi)容就是仿真時需要的指令，根據(jù)挨次一行輸入一條。2所示，建立了一個debug.ini的初始化文件。這樣，當每次進入仿真調(diào)試狀態(tài)時，keil就會自動載入 debug.ini的內(nèi)容舉行初始化。圖3 晶振參數(shù)設置為了正確仿真串口，在軟件仿真調(diào)試時，在用戶的keil工程文件的屬性中，還需要設置實際用法的晶振頻率。這個參數(shù)十分重要，挺直影響通信的波特率，可以根據(jù)實際用法的參數(shù)舉行設置。要注重，這個參數(shù)的單位是mhz。設置好參數(shù)后，就可以舉行仿真了。單擊工具欄的圖標按此在新窗口掃瞄進入debug（仿真調(diào)試）狀態(tài)，在output window窗口中的command文本框（普通是在左下角）中輸

9、入上面介紹的指令。例如，將pc機的串口1設置為單片機的串口：mode com1 9600,0,8,1assign com1 sout然后設置斷點，普通是在關(guān)鍵地方或與串口相關(guān)聯(lián)的地方設置。再單擊圖標運行（run）用戶程序，用法戶程序運轉(zhuǎn)起來（不然是接收不到串口數(shù)據(jù)的）。這時再用法串口調(diào)試軟件或用戶調(diào)試軟件，發(fā)送通信指令或者數(shù)據(jù)包，看用戶程序是否進入斷點，以及相關(guān)的變量是否正確。還可以故意發(fā)送帶有錯誤數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)包，以觀看用戶程序的異樣處理部分是否正常。一旦發(fā)覺程序中的錯誤，可以馬上停止仿真調(diào)試，立刻修改代碼，然后再次重復上面的步驟舉行仿真。由于不需要與用戶目標板聯(lián)機，也不用下載代碼到用戶板上，所

10、以速度十分高。以上這些步驟和用法硬件仿真器的基本一樣，只不過現(xiàn)在用法的是軟件仿真。需要注重的是：仿真時單片機串口實際的波特率由mode指令來指定，單片機程序中的tmod、scon等參數(shù)是不影響串口仿真狀態(tài)的（也就是說這些參數(shù)不影響仿真的波特率，即使它們是錯誤的）。但是中斷的使能位（如es、ea等）還是起作用的，假如es或ea被禁止，那么就不會進入串口中斷。由于這種辦法是利用計算機的串口來仿真單片機的串口，而仿真是通過keil軟件來轉(zhuǎn)換串口上的數(shù)據(jù)，不是挺直轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)的,所以在實際仿真時，處理速度會比實際單片機運行時略微低一點。比喻說仿真狀態(tài)時1 s只能發(fā)送/接收10個數(shù)據(jù)幀，但在單片機硬件上運行

11、時可能1 s就可以接收/發(fā)送50個數(shù)據(jù)幀。這與用法的計算機的速度有關(guān)，但對仿真來說，是沒有任何影響的。對于多串口的單片機，從理論上來說，可以一次綁定多個串口，只要計算機有足夠多的串口?；旧?，用法這種辦法需要占用計算機的串口數(shù)量是單片機綁定串口的2倍。一個串口被keil占用，用來模擬單片機的串口；另外一個串口被計算機占用，用來給單片機的串口收發(fā)數(shù)據(jù)。3 小結(jié)這里介紹的辦法對c51和匯編語言都是適合的。它最大的益處就是容易、便利，簡單用法，不需要用法任何電路，也沒有特別的要求；甚至可以在硬件電路制作好之前就將串口部分的程序編寫、調(diào)試完畢。筆者用法這種辦法已經(jīng)很長時光了，事實證實這種辦法的確十分有

12、效。其實對于51單片機，keil的仿真功能實在是太強大了，只要充分把握其特點，能夠嫻熟利用它，就可以解決工作中的大部分問題。無數(shù)工作都可以用法軟件仿真來完成，根本無需任何硬件仿真器；惟獨一些新的外部器件的時序、接口的調(diào)試才有可能需要用到硬件仿真器。目前介紹keil軟件仿真這方面的參考書籍很少，有些講的還是老版本的使用，不過沒有關(guān)系，keil的協(xié)助文件寫得很具體、很清晰，只要仔細看明了就會用法了。用法嫻熟后，就會發(fā)覺keil的功能相當強。對于串口編程，51單片機有keil這個功能強大的開發(fā)軟件，給我們帶來了極大的方便；而在其他單片機軟件的開發(fā)中，目前還沒有這么強大的開發(fā)工具和便利的調(diào)試手段。這里有個變通的方法，就是可以先在keil中編寫并調(diào)試好串口程序，然后將程序移