第4_1章 Keil C51介绍课件

1、第4章 开发与仿真工具1内容概要内容概要本章主要对本章主要对C51C51集成开发环境集成开发环境Keil Keil Vision3Vision3以及单片以及单片机虚拟仿真平台机虚拟仿真平台ProteusProteus作介绍。作介绍。 23.1 Keil C513.1 Keil C51的开发工具的开发工具Keil C51Keil C51是德国是德国Keil softwareKeil software公司（已被公司（已被ARMARM公司收购）开发公司收购）开发的用于的用于5151单片机的单片机的C51C51语言开发软件，在兼容标准语言开发软件，在兼容标准C C的基础上的基础上，又增加了很多与，又增

2、加了很多与5151单片机硬件相关的编译特性，使得在单片机硬件相关的编译特性，使得在5151系列单片机上开发应用程序更为方便和快捷，生成的程序代系列单片机上开发应用程序更为方便和快捷，生成的程序代码运行速度快，所需的存储器空间小，完全可以和汇编语言码运行速度快，所需的存储器空间小，完全可以和汇编语言相媲美。相媲美。33.1.1 3.1.1 集成开发环境集成开发环境Keil Keil Vision3Vision3简介简介Keil C51Keil C51已集成到一个功能强大的已集成到一个功能强大的集成开发环境集成开发环境（IDEIDEIntergrated Development Eviroment

3、Intergrated Development Eviroment）Vision3Vision3中，中，用于用于5151单片机的单片机的WindowsWindows下的集成开发环境，提供对下的集成开发环境，提供对80518051内内核的各种型号的支持，为核的各种型号的支持，为5151单片机软件开发提供全新的单片机软件开发提供全新的C C语语言开发环境。该开发环境下集成了文件编辑处理、编译链接言开发环境。该开发环境下集成了文件编辑处理、编译链接、项目（、项目（ProjectProject）管理、窗口、工具引用和仿真软件模拟）管理、窗口、工具引用和仿真软件模拟器以及器以及Monitor51Moni

4、tor51硬件目标调试器等多种功能硬件目标调试器等多种功能，所有功能均所有功能均可在可在Keil Keil Vision3Vision3的开发环境中极为简便地进行操作。的开发环境中极为简便地进行操作。4Keil Keil Vision3Vision3完全兼容先前的完全兼容先前的Keil Keil Vision2Vision2版本。版本。KeilKeil公司目前已经推出了公司目前已经推出了v7.0v7.0以上版本的以上版本的C51C51编译器，较新编译器，较新的版本为的版本为Keil C51 v8.08aKeil C51 v8.08a。经常用到经常用到Keil C51Keil C51和和Keil

5、 Keil Vision3Vision3两个术语。两个术语。Keil Keil C51C51一般简写为一般简写为C51C51，指的是，指的是5151单片机编程所用的单片机编程所用的C51C51语言；语言；而而Keil Keil Vision3Vision3，可简写为，可简写为Vision3Vision3，指的是用于，指的是用于5151单片单片机的机的C51C51程序编写、调试的集成开发环境。程序编写、调试的集成开发环境。Vision3Vision3内部集成了源程序编辑器，并允许用户在编内部集成了源程序编辑器，并允许用户在编辑源文件时就可设置程序调试断点，便于在程序调试过程中辑源文件时就可设置程

6、序调试断点，便于在程序调试过程中快速检查和修改程序。快速检查和修改程序。此外，此外，Vision3Vision3还支持还支持软件模拟仿真软件模拟仿真（SimulatorSimulator）和）和用用户目标板调试户目标板调试(Monitor51)(Monitor51)两种工作方式。在软件模拟仿真方两种工作方式。在软件模拟仿真方式下不需要任何式下不需要任何5151单片机及其外围硬件即可完成用户程序仿真单片机及其外围硬件即可完成用户程序仿真调试。在用户目标板调试方式下，利用硬件目标板中的监控程调试。在用户目标板调试方式下，利用硬件目标板中的监控程序可以直接调试目标硬件系统，使用户节省购买硬件仿真器的

7、序可以直接调试目标硬件系统，使用户节省购买硬件仿真器的费用。费用。C51C51程序的程序开发是在程序的程序开发是在Keil Keil Vision3 Vision3 开发环境下进行开发环境下进行的。开发者可购买的。开发者可购买Keil Keil Vision3Vision3软件软件，也可到也可到Keil softwareKeil software公司的主页免费下载公司的主页免费下载EvalEval（评估评估）版本。该版本同正式版本一版本。该版本同正式版本一样，但有一定的限制，最终生成的代码不能超过样，但有一定的限制，最终生成的代码不能超过2KB2KB，但用于，但用于学学习已足够。开发者还习已足

8、够。开发者还可到可到KeilKeil公司网站申请免费的软件公司网站申请免费的软件试用试用光盘。光盘。6Keil Keil Vision3Vision3内集成了功能强大内集成了功能强大源程序编辑器源程序编辑器和和调试器调试器。编辑器允许用户在编辑源文件时就可设置程序调试断点，便于编辑器允许用户在编辑源文件时就可设置程序调试断点，便于在程序调试过程中快速检查和修改程序，可像一般文本编辑器在程序调试过程中快速检查和修改程序，可像一般文本编辑器一样对源代码进行编辑。一样对源代码进行编辑。用户启动用户启动Vision3Vision3调试器之后，断点即被激活。断点可调试器之后，断点即被激活。断点可被设置为

9、条件表达式、变量或存储器访问，断点被触发后，调被设置为条件表达式、变量或存储器访问，断点被触发后，调试器的命令或调试功能即可执行，因此可在编辑器内调试程序，试器的命令或调试功能即可执行，因此可在编辑器内调试程序，快速地检查和修改程序。还可在编辑器中选中变量和存储器来快速地检查和修改程序。还可在编辑器中选中变量和存储器来观察其值。并可以在双层窗口中显示，还可对其进行适当的调观察其值。并可以在双层窗口中显示，还可对其进行适当的调整。此外，整。此外，Vision3Vision3调试器具有符号调试特性以及历史跟踪，调试器具有符号调试特性以及历史跟踪，代码覆盖，复杂断点等功能。代码覆盖，复杂断点等功能。

10、73.1.2 Keil 3.1.2 Keil Vision3Vision3软件的安装、启动和运行软件的安装、启动和运行1. 1. 软件安装软件安装集成开发环境安装，同大多数软件安装一样，根据提示进行。集成开发环境安装，同大多数软件安装一样，根据提示进行。安装完毕后，可在桌面上看到安装完毕后，可在桌面上看到Keil Keil Vision3Vision3的的快捷图标快捷图标。2. 2. 软件启动软件启动点击桌面上的点击桌面上的Keil Keil Vision3Vision3软件的快捷图标，即可启动该软软件的快捷图标，即可启动该软件，几秒种后，出现编辑界面。件，几秒种后，出现编辑界面。3. 3.

11、软件的运行软件的运行Keil Keil Vision3Vision3把用户的每一个应用程序设计都当作一个项目把用户的每一个应用程序设计都当作一个项目，8用用项目管理项目管理方法可把一个应用程序设计中所用到的、互相关联方法可把一个应用程序设计中所用到的、互相关联的程序链接在同一项目中。的程序链接在同一项目中。打开一个项目时，所需要的关联程序也都进入了调试窗口，方打开一个项目时，所需要的关联程序也都进入了调试窗口，方便用户对项目中各程序的编写、调试和存储。用户也可能开便用户对项目中各程序的编写、调试和存储。用户也可能开发了多个项目，每个项目用到了相同或不同的程序文件和库发了多个项目，每个项目用到了

12、相同或不同的程序文件和库文件，采用项目管理，就很容易区分不同项目中所用到的程文件，采用项目管理，就很容易区分不同项目中所用到的程序文件和库文件，非常容易管理。因此，在编写一个新的应序文件和库文件，非常容易管理。因此，在编写一个新的应用程序前，一定先要建立项目。下面首先介绍如何建立一个用程序前，一定先要建立项目。下面首先介绍如何建立一个新的项目。新的项目。在在编辑界面下编辑界面下，首先要建立一个点击，首先要建立一个点击“ProjectProject”菜单，选择下菜单，选择下拉式菜单中的拉式菜单中的“New ProjectNew Project”，弹出文件对话窗口，选择要，弹出文件对话窗口，选择要

13、9保存的路径，在保存的路径，在“文件名文件名”中输入一个程序项目名称，保存后中输入一个程序项目名称，保存后的文件扩展名为的文件扩展名为“.uv2.uv2”，这是，这是Keil Keil Vision3Vision3项目文件的项目文件的扩展名，以后可直接点击此文件就可打开先前做的项目。扩展名，以后可直接点击此文件就可打开先前做的项目。点击点击“保存保存”后，这是会弹出一个对话框，要求选择单片机的后，这是会弹出一个对话框，要求选择单片机的型号，用户可根据所使用的单片机来选择。型号，用户可根据所使用的单片机来选择。Keil Keil Vision3Vision3支持几乎所有的支持几乎所有的5151内

14、核单片机。内核单片机。 然后编写第一个程序。点击然后编写第一个程序。点击“FileFile”菜单，单击菜单，单击“NewNew” 。这时，。这时，用户可输入代码。输入完毕，单击菜单上的用户可输入代码。输入完毕，单击菜单上的“FileFile”，在下，在下拉菜单中单击拉菜单中单击“Save AsSave As”，在，在“文件名文件名”栏的编辑框中，键栏的编辑框中，键入文件名，入文件名，同时，必须键入正确的扩展名同时，必须键入正确的扩展名（.C.C或或.ASM).ASM)，然，然后，单击后，单击“保存保存”按钮。按钮。10上述工作完成后，还有有关项目的设置，程序的编译，链接上述工作完成后，还有有关

15、项目的设置，程序的编译，链接，调试。这些内容，可按照，调试。这些内容，可按照Keil Keil Vision3Vision3开发环境的帮开发环境的帮助功能。助功能。114.2.1 软件仿真开发工具软件仿真开发工具Proteus简介简介软件仿真开发工具是一种完全用软件手段对单片机应用系统进行仿真开发的。软件仿真开发工具与用户样机在硬件上无任何联系。通常这种系统是由PC机上安装仿真开发工具软件构成，可进行单片机应用系统的设计、仿真、开发与调软件构成，可进行单片机应用系统的设计、仿真、开发与调试。试。 Proteus软件是英国软件是英国Lab Center electronics 开发的开发的EDA

16、工工具软件，它为各种实际的单片机系统开发提供了功能强大具软件，它为各种实际的单片机系统开发提供了功能强大的虚拟仿真工具，已有近的虚拟仿真工具，已有近20年的历史。它除了具有和其他年的历史。它除了具有和其他EDA工具一样的原理编辑、设计以及模拟电路、数字电路工具一样的原理编辑、设计以及模拟电路、数字电路的仿真功能外，最大特色是对单片机应用系统连同程序运的仿真功能外，最大特色是对单片机应用系统连同程序运行以及所有的外围接口器件、外部的测试仪器一起仿真。行以及所有的外围接口器件、外部的测试仪器一起仿真。针对单片机的应用，可以直接在基于原理图的虚拟模型上针对单片机的应用，可以直接在基于原理图的虚拟模型

17、上进行编程，并实现源代码级的实时调试。进行编程，并实现源代码级的实时调试。Proteus软件具软件具有如下特点。有如下特点。 （1）能够对模拟电路、数字电路进行仿真。（2） 除了仿真51系列单片机外，Proteus软件还可仿真68000系列、AVR系列、PIC12-18系列、Z80系列、HC11等其他各系列单片机。（3）具有硬件仿真开发系统中的全速、单步、设置断点等调试功能，同时可以观察各个变量、寄存器等当前状态。（4）该软件提供了世界上各种流行的单片机以及丰富的外围接口芯片，可进行RS-232动态仿真、I2C调试器、SPI调试器、键盘和LCD的仿真。（5）Proteus软件提供了丰富的虚拟仪

18、器，如示波器、逻辑分析仪、信号发生器等。利用虚拟仪器在仿真过程中可以测量系统外围电路的特性，设计者可以充分利用Proteus软件提供的虚拟仪器，来对单片机系统进行仿真测试与调试。 总之，Proteus软件是一款功能极其强大的单片机系统的软件仿真开发工具。Proteus的软件模拟，不需要用户硬件样机，直接就可在PC机上开发和调试单片机系统的软件。调试完毕的软件可将机器代码固化在单片机的程序存储器中，一般能直接投入运行。尽管软件仿真开发工具Proteus具有开发效率高，不需要附加的硬件开发装置成本。但是软件模拟器是使用纯软件来对加的硬件开发装置成本。但是软件模拟器是使用纯软件来对用户系统仿真，是在

19、理想的状况下的仿真，对硬件电路的用户系统仿真，是在理想的状况下的仿真，对硬件电路的实时性还不能完全准确地模拟，因此不能进行用户样机硬实时性还不能完全准确地模拟，因此不能进行用户样机硬件部分的诊断与实时在线仿真。件部分的诊断与实时在线仿真。 所以在系统的开发中，一般是先用所以在系统的开发中，一般是先用Proteus仿真软件设计出仿真软件设计出系统的硬件电路，编写程序，然后在系统的硬件电路，编写程序，然后在Proteus环境下仿真环境下仿真调试通过。然后依照仿真的结果，完成实际的硬件设计。调试通过。然后依照仿真的结果，完成实际的硬件设计。再将仿真通过的程序烧录到单片机中，然后安装到用户样再将仿真通

20、过的程序烧录到单片机中，然后安装到用户样机硬件板上去观察运行结果，如果有问题，再连接硬件仿机硬件板上去观察运行结果，如果有问题，再连接硬件仿真器去分析、调试。真器去分析、调试。 3.5.2 Proteus与与Keil Vision3的联调的联调Keil C51 Vision 3软件支持众多的不同公司的单片机产品，集软件支持众多的不同公司的单片机产品，集编辑、编译和程序仿真等于一体，同时还支持汇编和编辑、编译和程序仿真等于一体，同时还支持汇编和C语言的语言的程序设计，界面友好易学，在调试程序、软件仿真方面有很程序设计，界面友好易学，在调试程序、软件仿真方面有很强大的功能。但在进行较为复杂的程序的

21、开发时，如果运行强大的功能。但在进行较为复杂的程序的开发时，如果运行在在Keil C51 Vision 3环境下编写的程序没有达到预期的效果环境下编写的程序没有达到预期的效果，这时可使用，这时可使用Proteus与与Keil C51 Vision 3软件进行联合调软件进行联合调试。假设两个软件均已安装在试。假设两个软件均已安装在PC机上，联合调试前需先对机上，联合调试前需先对Proteus与与Vision 3进行相应的设置。进行相应的设置。联合调试时，先打开联合调试时，先打开Proteus案例（但不要运行），然后选案例（但不要运行），然后选中中“调试调试”菜单中的菜单中的“使用远程调试设备使用

22、远程调试设备”选项，这就使选项，这就使得得Keil C51能与能与Proteus进行通信。进行通信。完成上述设置后，再到完成上述设置后，再到Keil C51 Vision 3中打开相应的用中打开相应的用户程序项目，正确地选择菜单与工具栏中的命令项。完成户程序项目，正确地选择菜单与工具栏中的命令项。完成后上述设置后，在后上述设置后，在Keil C51 Vision 3全速运行程序时，全速运行程序时，Proteus中的单片机系统也会自动运行，可在运行过程中中的单片机系统也会自动运行，可在运行过程中观察某些变量值或者设备状态。观察某些变量值或者设备状态。因此，在编程中，熟练地正确使用因此，在编程中，

23、熟练地正确使用Proteus 与与Keil C51 Vision 3这两个软件开发工具，并在联合调试中，恰当这两个软件开发工具，并在联合调试中，恰当地使用单步、跳出、运行到当前行、设置断点等手段，就地使用单步、跳出、运行到当前行、设置断点等手段，就会收到事倍功半的效果。限于篇幅，本节仅介绍了软件仿会收到事倍功半的效果。限于篇幅，本节仅介绍了软件仿真开发工具真开发工具Proteus的基本特性以及与的基本特性以及与Keil C51的联合调的联合调试。有关试。有关Proteus以及以及Keil C51 Vision3的详细功能以及的详细功能以及联合调试的使用请读者参阅专门书籍。联合调试的使用请读者参

24、阅专门书籍。单片机开发软件的使用单片机开发软件的使用（一）（一）Proteus Proteus 概览概览n在传统的在传统的CADCAD功能中添加了嵌入式系统的仿真功能中添加了嵌入式系统的仿真可以完整地仿真微控制器以及相连的模拟和数可以完整地仿真微控制器以及相连的模拟和数字电路字电路ProSPICE混合模式仿真器混合模式仿真器ISIS设计仿真平台设计仿真平台VSM嵌入式仿真嵌入式仿真ARESPCB制版制版ProteusDesign SuiteProteus Proteus 概览概览 在在Proteus中中, 从原理图设从原理图设计、单片机编程、系统仿真到计、单片机编程、系统仿真到PCB布线一气呵

25、成。完成了从布线一气呵成。完成了从概念到产品的整个过程。概念到产品的整个过程。nProteusProteus是一个虚拟实验室，是一个虚拟实验室，提供了大量的虚拟仪器、仪提供了大量的虚拟仪器、仪表、激励源和分析工具：表、激励源和分析工具：1313类激励源类激励源n直流、正弦、脉冲直流、正弦、脉冲1313类曲线图表类曲线图表n模拟、数字、频率模拟、数字、频率1212类虚拟仪器类虚拟仪器n示波器、逻辑分析仪、示波器、逻辑分析仪、SPI/ISPI/I2 2C C调试器调试器电压电压/ /电流探针电流探针PROTEUS虚拟实验室探针虚拟实验室探针(Probe)n电压探针电压探针（Voltage prob

26、es）既可在模拟仿真既可在模拟仿真中使用，也可在数字仿真中使中使用，也可在数字仿真中使用。在模拟电路中记录真实的用。在模拟电路中记录真实的电压值，而在数字电路中，记电压值，而在数字电路中，记录逻辑电平及其强度。录逻辑电平及其强度。 探针即可用于基于图表的探针即可用于基于图表的仿真，也可用于交互式仿真中仿真，也可用于交互式仿真中 。挑选元件按钮挑选元件按钮库管理按钮库管理按钮模型选择工具栏模型选择工具栏仿真按钮仿真按钮原理图编辑窗口原理图编辑窗口方位控制按钮方位控制按钮（二）原理图设计（二）原理图设计he Editing Window） n1）选择元件（）选择元件（components）（默认选

27、择的）（默认选择的） n2）放置连接点）放置连接点 n3）放置标签（用总线时会用到）放置标签（用总线时会用到） n4）放置文本）放置文本 n5）用于绘制总线）用于绘制总线 n6）用于放置子电路）用于放置子电路 n7）用于即时编辑元件参数）用于即时编辑元件参数 （先单击该图标再（先单击该图标再单击要修改的元件）单击要修改的元件） n方便快捷的元件查找、放置功能：方便快捷的元件查找、放置功能：模糊查找模糊查找分类查找分类查找结果列表结果列表元件预览元件预览封装预览封装预览 n1）终端接口：有）终端接口：有VCC、地、输出、输入等接口、地、输出、输入等接口 n2）器件引脚：用于绘制各种引脚）器件引脚

28、：用于绘制各种引脚 n3）仿真图表：用于各种分析，如）仿真图表：用于各种分析，如Noise Analysis n4）录音机）录音机 n5）信号发生器（）信号发生器（generators） n6）电压探针：使用仿真图表时要用到）电压探针：使用仿真图表时要用到 n7）电流探针：使用仿真图表时要用到）电流探针：使用仿真图表时要用到 n8）虚拟仪表：有示波器等）虚拟仪表：有示波器等 n1* 画各种直线 n2* 画各种方框 n3* 画各种圆 n4* 画各种圆弧 n5* 画各种多边形 n6* 画各种文本 n7* 画符号 n8* 画原点等 n用于挑选元件（components）、 终端接口（terminals）、仿真图表（graph）、信号发生器（generators）等。当你选择“元件 ”，单击“P”按钮会打开挑选元件对话框，选择了一个元件后，单击“OK” （或双击元件），该元件会在元件列表中显示，以后要用到该元件时，只需在元件列表中选择即可。 n旋转 ：旋转角度只能是90的整数倍。 n翻转 ：完成水平翻转和垂直翻转。 n使用方法：先右键单击元件，再点击（左击）相应的旋转图标。 n仿真控制按钮 n1