安徽工程大学微型单片计算机与接口技术第三章.ppt

第3章单片机的软件开发环境,3.1软件开发环境的基本要求,嵌入式应用系统中的程序存储器中必须放入调试好的应用程序，系统才能运行。嵌入式软件的开发工具可以分为两大类：一类是功能单一的开发工具（如：源程序编辑器、汇编器、编译器、反汇编工具、反编译工具、软件仿真器、硬件仿真器等等）；另一类是将多种功能集成在一起的集成开发环境。,3.1软件开发环境的基本要求,一个软件集成开发环境至少需要具有以下3个基本功能：1、源程序的编辑器2、编译工具3、仿真调试一个优秀的软件集成开发环境还应该集成有更多的功能，如：4、反编译工具将单片机的目标代码转换为汇编语言源程序（反汇编）或高级语言源程序（反编译）。5、程序下载将编译生成的目标代码传送到应用系统的程序存储器中运行。6、目标代码格式的转换转换目标代码的格式。,源程序的编辑器,采用某种计算机语言来编写应用程序。在单片机的开发环境中常使用的计算机语言有：汇编语言、C语言和BASIC语言等。汇编语言是一种面向硬件的程序设计语言，要求设计人员必须了解单片机的硬件结构，汇编语言的实时性能非常好。当设计一个小的应用系统时，特别是实时时钟系统，对时钟要求很严格时，一般都采用汇编语言编程。C语言和BASIC语言都是高级程序设计语言，其语法结构更符合人们的思考习惯，开发者可以更专心的考虑算法而不是考虑一些细节问题，这样就减少了开发和调试的时间。使用高级语言程序员不必知道处理器的具体内部结构，不必十分熟系处理器的运算过程，这意味着对新的处理器也能很快上手，而使得用高级语言编写的程序比汇编程序有更好的可移植性。源程序编辑器的实质是一个文本编辑器，因此，任何一个具有文本编辑功能的软件都可以用来编辑源程序，只是在保存时，必须按照编译工具的要求，保存为相应的文本格式，即文件后缀必须满足编译工具的要求。源程序的编辑必须符合编译程序的语法规则要求，一个优秀的源程序编辑器可以自动判别你编写的源程序是否符合编译程序的语法规则，并指出不合法的语句。,编译工具,将源程序转换为该单片机的机器语言程序（目标代码）。根据源程序编辑时所采用的计算机语言的不同，编译工具有：汇编器（将汇编语言编写的源程序转换为该单片机的机器语言程序）、C编译器（将C语言编写的源程序转换为该单片机的机器语言程序）和B编译器（将BASIC语言编写的源程序转换为该单片机的机器语言程序）。有的开发环境自带有编译工具，也有的开发环境是借助于单片机厂商提供的编译工具来实现编译功能。,仿真调试,仿真器有二种主要类型：一类是实时在线仿真器，这类仿真器需要采用与所仿真的单片机一致的仿真芯片构成硬件系统，可以做到完全的实时在线仿真，功能强大，开发起来非常方便；另一类是软件模拟仿真，完全由软件来模拟单片机的硬件环境，其实时性能较差，适用于简单，实时性不需很强的开发，这类仿真工具可以满足用户开发的低成本要求。,3.2几种流行的51单片机的软件开发环境,、KeilC51V9（uVision4）软件名称：KeiluVision4软件大小：29.7MB软件语言：英文、汉化简体应用平台：Win9x/NT/2000/XP下载网址：,3.2几种流行的51单片机的软件开发环境,、TKStudioIDE软件名称：TKStudioIDE软件大小：2326KB软件语言：简体中文应用平台：WIN98/98/ME/NT/2000/XP下载网址：,3.2几种流行的51单片机的软件开发环境,、51汇编集成开发环境软件名称：51汇编集成开发环境软件大小：5950KB软件语言：简体中文应用平台：Win9x/NT/2000/XP下载网址：,3.2几种流行的51单片机的软件开发环境,、BASCOM-8051软件名称：BASCOM-8051软件大小：4.1MB软件语言：英文应用平台：Win9x/NT/2000/XP下载网址：软件简介：BASCOM-8051是MCS公司推出的采用BASIC语言的51单片机软件开发平台，集源程序的编辑、汇编和软件仿真调试于一体。BASCOM-8051的DEMO版本仅可生成2KB的程序代码。,3.3KeiluVision4集成开发环境,KeiluVision4是众多单片机应用开发软件中最优秀的软件之一，它支持众多不同公司的51内核芯片，甚至ARM，它集编辑，编译，仿真等于一体，它的界面和常用的微软VC+的界面相似，因此特别易于使用，同时具备非常高的性能。,3.3KeiluVision4集成开发环境,安装与启动：KeiluVision4下载得到的是一个压缩文件，解压安装完成后，安装完成后，可从开始程序KeiluVision4启动，启动后的界面见图,KeiluVision4的破解,1、先安装KeiluVision4，然后打开“File”的“LicenseManagement”拷贝CID编号。2、打开KEIL_Lic.exe，“target”选择arm，如下图所示3、把CID编号粘贴到下图CID里面，点击“Generate”。4、把上图红方框内生成的注册码，拷贝到下图的“NewLicenseIDCode”内，点击“AddLIC”就大工告成了。5、如果截止日期太短的话，就继续用keil_Lic生成注册码注册就可以！,KeiluVision4集成开发环境,工程项目的管理:在KeiluVision4中，设置了一个项目管理器，可以在项目管理下，开发应用程序。创建一个应用，一般需要下列几个步骤：新建一个项目在项目中，创建、编辑源程序文件为此项目指定编译和调试环境编译项目调试,新建一个项目,从Project菜单NewVisionProject.进入新建对话框，输入工程名称，然后点击保存，即可创建一个新的项目。,新建一个项目,选择CPU:一个新的工程项目创建以后，首先需要选择目标CPU，VisionIDE支持很多种不同公司的CPU，我们在这里可以选择Atmel公司的AT89S51。,新建一个项目,点击OK后，会出现一个消息框（图1-4），是否复制8051的启动代码，加入到工程中？,新建一个项目,点击是，工程项目被建立。在打开的工程项目窗口中，有Project文件管理器，管理着工程项目中的全部文件。为了使工程项目中的文件组织更具有层次性和条理性，可以将工程项目中的文件分组管理。这里已经包含了8051的启动代码，放在SourceGroup1组中。,新建一个源程序,从File菜单New.或点击,可打开一个空的编辑窗口用以编辑源程序。进入源程序编辑窗口后，可以在该窗口下按照编程语言的语法要求编辑源程序。VisionIDE的编辑器就是一个文本编辑器，你可以用它来编写各种程序，只是应注意你所采用的编程语言符合文件的后缀和文件的格式。源程序编辑窗口打开后，Edit菜单有效。此时，可以使用edit菜单中的命令(undo、redo、cut、copy、paste、find、replace等)来辅助源程序编辑。,新建一个源程序,源程序编辑完后，可点击或从File菜单save保存正在编辑的源程序文件。也可从File菜单saveas将当前正在编辑的源程序文件重命名保存。保存新编辑的源程序或将当前正在编辑的源程序文件重命名保存时，将出现另存为对话框（图1-7），在这里可选择保存的路径和保存的文件名。注意，要根据源程序所采用的编程语言来选择文件的后缀。,将一个源程序加入到工程中,将一个已有的源程序文件加入到工程项目中的方法如下：在工程项目窗口中的相应位置点右键，在弹出的快捷菜单中选择AddFiles.命令，进入选择文件对话框，如图所示，可选择一个已有的源程序文件，将其加入到工程项目中。在VisionIDE中，新建的源程序并没有包含在工程中，必须通过下面的操作，将一个已有的源程序文件加入到工程项目中。被加入到工程项目中的源程序文件必须满足以下两个条件：、该文件的扩展名，必须是文件映射表中所定义的。、对于可生成目标文件的源程序（如：C语言程序、汇编语言程序），在同一个工程项目中不能同名。将一个已有的源程序文件加入到工程项目中的方法有2种：、在工程项目窗口中的相应位置点右键选择AddFiles.进入选择文件对话框，可选择一个已有的源程序文件，加入到工程项目中。、在工程管理对话框中进行。,打开一个工程项目或打开一个源程序文件,从Project菜单OpenProject.，可打开一个已有的工程项目；从File菜单Open.或点击可打开一个已有的源程序文件，进行编辑。打开一个已有的工程项目，即已打开该工程中所有的文件。,工程管理,点击可打开工程管理对话框，在工程管理对话框中，可以分别对工程目标（ProjectTargets）、文件组（Groups）和文件（Files）进行增加（创建）、减少（删除）、变更顺序以及变更名称等操作。,编辑源程序,在工程项目窗口中，双击文件名，即可打开源程序编辑窗口，进行编辑。,工程项目的配置,要使前面创建的工程项目能够正确地被编译，还需要对工程的编译选项进行适当配置。在VisionIDE中，点击可打开工程配置对话框。VisionIDE中，工程项目配置的选项有：目标CPU的选择设置（Device）、生成目标的基本选项设置（Target）、编译输出文件的选项设置（Output）、编译输出列表文件的选项设置（Listing）、用户程序的选项设置（User）、C语言编译器的选项设置（C51）、汇编语言编译器的选项设置(A51)、调试器的选项设置(Debug)和一些公共选项设置(utilities)。这里主要需要设置的是以下一些项目：在目标CPU的选择设置（Device）中，必须选择CPU的型号，这在新建工程时已经做了，在这里，还可以进行修改。在生成目标的基本选项设置（Target）中，主要需要设置系统时钟的频率；选择是否使用片内ROM；选择使用片外ROM和片外RAM的地址空间。在编译输出文件的选项设置（Output）中，需要选择编译生成可执行文件还是库文件，若选择编译生成可执行文件，还要设置输出文件名。在调试器的选项设置(Debug)中，主要需要设定采用软件仿真（Simulator）还是硬件仿真。若采用硬件仿真，就需要选择相应的仿真器。,编译,从Project菜单BuildTarget或点击可对选中的工程目标进行编译，从Project菜单RebuildallTargetfiles或点击可对所有的工程目标进行编译。编译完成后，在Buildoutput窗口报告出错和警告情况。当显示0Eorror，0Warning时，表明没有语法错误了。,仿真调试,VisionIDE支持2种仿真调试方式，软件仿真（Simulator）和硬件仿真。需要在调试器的选项设置(Debug)中，设定采用的仿真调试方式。若采用硬件仿真，需要有相应的硬件支持，在调试器的选项设置中，需要选择相应的硬件仿真器。,启动仿真界面,在VisionIDE中，通过Debug菜单Star/StopDebugSession或点击或直接按ctrl+F5可以启动仿真界面，调试器会载入应用程序并执行启动代码。,在仿真界面中进行调试操作,进入仿真界面后，可以进行单步运行、全速运行、设断点运行等操作。可以查看存储器、寄存器及变量的数值。单步运行进入一个函数在Debug菜单中选择“Step”选项，或点击或直接用F11即可以单步执行一条汇编语句，窗口中黄色箭头会发生相应的移动。单步运行跳过一个函数在Debug菜单中选择“StepOver”选项，或点击或直接用F10即可以单步执行跳出当前函数调用，若无函数被调用，则Vision3会给出一个错误。单步运行从当前函数跳出在Debug菜单中选择“StepOut”选项，或点击或直接用ctrl+F11即可以单步执行从当前函数跳出。全速运行到下一个活动断点在Debug菜单中选择“Run”选项，或点击或直接用F5即可以全速运行代码到下一个活动断点。设断点运行有时候，用户可能希望程序在执行到某处时，查看一些所关心的变量值，此时可以通过断点设置达到此要求。将光标移动到要进行断点设置的代码处，在Debug菜单中选择“Insert/RemoveBreakpoint”选项或按F9，就会在光标所在位置出现一个实心圆点，表明该处为断点。查看寄存器值从Views菜单中选择Registerswindow选项，可以打开寄存器查看窗口。在寄存器查看窗口中，列出了CPU的寄存器，选中指定寄存器并单击，或按F2键便可以出现一个编辑框，从而可以改变此寄存器的值。查看存储器内容从Views菜单中选择Memorywindow选项，可以打开存储器查看窗口。内存窗口可以显示不同的存储域内容，最多可将四个不同的存储域显示在不同的页中，窗口中的右键菜单可以选择输出格式。在Address域内，可以输入一个表达式，此表达式的值为所显示内容的地址。在某个单元的值上双击可打开一个编辑框，它允许键入一个新的存储值，即可改变存储内容。使能ViewPeriodicWin