Keil软件第1章教学课件

第1章Keil软件的使用

1.1认识KeilCx51软件

1.2KeilCx51软件的安装

1.3KeilCx51μVision2/3的功能1.4KeilCx51μVision2/3集成开发环境的使用1.5KeilCx51的基本操作

1.6调试程序

1.1认识KeilCx51软件

KeilCx51集成开发环境(工具套件)的主要功能介绍如下。

(1) µVision2/3forWindows：一个集成开发环境，它将项目管理、源代码编辑和程序调试等组合在一个功能强大的环境中。

(2) Cx51国际标准化C交叉编译器：从C源代码产生可重定位的目标模块。

(3) A51宏汇编器：从80C51汇编源代码产生可重定位的目标模块。

(4) BL51连接器/定位器：组合由Cx51和A51产生的可重定位的目标模块，生成绝对目标模块。

(5) LIB51库管理器：从目标模块生成连接器可以使用的库文件。

(6) OH51目标文件至Hex格式的转换器：从绝对目标模块生成IntelHex文件。

(7) RTX-51实时操作系统：简化了复杂的实时应用软件项目的设计。

KeilSoftware公司提供了一流的80C51系列开发工具套件，下面描述每个套件及其内容。

(1) PK51专业开发套件。PK51专业开发套件全面提供了各种工具，适合专业开发人员建立和调试使用80C51系列微控制器及其派生产品的嵌入式应用程序。

(2) DK51开发套件。DK51开发套件是PK51开发套件的精简版，它不包括RTX51Tiny实时操作系统。DK51开发套件可用于80C51及其所有派生产品。

(3) CA51编译器套件。如果开发者只需要一个C编译器而不需要调试系统，则CA51编译器套件就是最好的选择。CA51编译器套件只包含µVision2/3IDE(集成开发环境)，不提供µVision2/3调试器的功能。这个套件包括了建立嵌入式应用所需的工具软件，可用于80C51及其所有派生产品。

(4) A51汇编器套件。A51汇编器套件包括一个汇编器和创建嵌入式应用所需要的所有工具。它可用于80C51及其所有派生产品。

(5) RTX-51实时操作系统(FR51)。RTX-51实时操作系统是80C51系列微控制器的一个实时内核。RTX-51实时操作系统又分为RTX-51Full和RTX-51Tiny，RTX-51Full提供RTX-51Tiny的所有功能和一些扩展功能，并且包括CAN通信协议接口子程序。从1985年开始就有8051系列单片机的C语言编译器Cx51，但并不是所有的Cx51编译器都能产生发挥8051特点的有效代码。表1-1列出了AmericanAutomation、IAR、Avocet、Bso/Tasking、Keil、Intermetrics、MicroComputerControls(MCC)、DunfieldShareware等公司的编译器的编译性能。从表中可以看出，唯有Keil公司的编译器的编译时间最短，也就是说这个软件的编译速度最快、性能最好。表1-1各编译器整体特性1.2KeilCx51软件的安装1.2.1KeilCx51软件对系统的要求

KeilCx51集成开发软件必须有一个最基本的硬件环境和操作系统，才能确保集成开发软件中编译器以及其他程序功能的正常运行。其最低要求为：

(1) 安装有PentiumⅠ、Pentium Ⅱ或相应处理器的PC。

(2) Windows95、Windows98或WindowsNT4.0操作系统。

(3)至少16 MB内存。

(4)至少20 MB硬盘空间。

1.2.2KeilCx51软件的安装这里以KeilCx51mVision2为例介绍其安装方法。在该软件的setup目录下找到setup.exe文件，移动鼠标指针至该软件的图标上，双击鼠标左键，桌面弹出如图1-1所示安装向导界面，接着出现如图1-2所示安装内容选择界面(图示界面中的uVision2即为 mVision2，其余图中亦同，不再单独说明)。图1-1安装向导图1-2安装内容选择选中“InstallSupportforAdditionalMicrocontrollerArchitectrues”单选框，单击“Next”按钮进入图1-3所示的安装 mVision2界面。图1-3安装 mVision2界面

单击“Next”按钮进入图1-4所示的“安装许可协议”界面图1-4安装许可协议界面单击“Yes”按钮，表示同意该协议，进入图1-5所示的安装界面。单击“Next”按钮进入图1-6所示的选择安装路径界面。图1-6选择安装路径界面按默认路径安装，单击“Next”按钮进入图1-7所示的用户信息界面。如果要改变安装路径，可以单击“Browse”按钮来确定安装路径。图1-7用户信息界面单击“Next”按钮进入图1-8所示的保持设置界面。图1-8保持设置界面

单击“Next”按钮即进入图1-9所示界面。图1-9安装状态界面安装结束后显示图1-10所示界面，单击“Finish”按钮完成安装。图1-10安装结束界面1.3KeilCx51μVision2/3的功能

KeilCx51µVision2/3支持所有的Keil80C51的工具软件，包括C51编译器、宏汇编器、链接器/定位器和目标文件至Hex格式转换器，KeilCx51µVision2/3可以自动完成编译、汇编、链接程序等操作。

1．Cx51编译器和A51汇编器由µVision2/3IDE创建的源文件，可以被Cx51编译器或A51汇编器处理，生成可重定位的object文件。KeilCx51编译器遵照ANSIC语言标准，支持C语言的所有标准特性，另外，还增加了几个可以直接支持80C51结构的特性。KeilA51宏汇编器支持80C51及其派生系列的所有指令集。

2．LIB51库管理器

LIB51库管理器可以用由汇编器和编译器创建的目标文件建立目标库。目标库是按规定格式排列的目标模块，可在以后被链接器所使用。

3．BL51连接器/定位器

BL51连接器/定位器使用从库中提取出来的目标模块和由编译器、汇编器生成的目标模块，创建一个绝对地址目标模块。绝对地址目标文件或模块包括不可重定位的代码和数据。所有的代码和数据都被固定在具体的存储器单元中。

4．µVision2/3软件调试器

µVision2/3软件调试器能进行快速、可靠的程序调试。调试器包括一个高速模拟器，可以使用它模拟整个80C51系统、片上外围器件和外部硬件。当从器件数据库选择器件时，可自动配置这个器件的属性。

5．µVision2/3硬件调试器

µVision2/3硬件调试器提供了几种在实际目标硬件上测试程序的方法：安装MON51目标监控器到目标系统，并通过Monitor-51接口下载程序；使用高级GDI接口将µVision2/3调试器与多功能EDA软件Proteus相连接，通过µVision2/3的人机交互环境可实现仿真操作。

6．RTX-51实时操作系统

RTX-51实时操作系统是针对80C51系列控制器的一个多任务内核。RTX51实时内核简化了实时控制系统的设计、编程和调试。这个内核完全集成在Cx51编译器中，使用非常简单。任务描述表和操作系统的一致性由BL51链接器/定位器自动进行控制。此外，µVision2/3还具有极其强大的软件环境、友好的操作界面和简单快捷的操作方法，主要表现在以下几点：

(1)丰富的菜单栏。

(2)可以快速选择命令按钮的工具栏。

(3)源代码文件窗口可视化。

(4)对话框窗口。

(5)直观明了的信息显示窗口。

1.4KeilCx51μVision2/3集成开发环境的使用

单击图标后，将进入mVsion2/3的主界面，如图1-11所示。图1-11mVision3主界面主界面的主菜单栏中提供了各种操作菜单，例如编辑器操作、项目维护、开发工具选项设置、程序调试、窗口选择和操作以及在线帮助。主界面上的工具栏按钮可以快速执行mVision2/3命令，利用主菜单中的每一个菜单的下拉子菜单中提示的键盘快捷键也可以执行mVision2/3命令。表1-2～表1-11列出了mVision2/3的菜单项和命令、工具栏图标、默认快捷键以及它们的说明。表1-2文件菜单和文件命令表1-3编辑菜单和编辑器命令表1-4视图菜单表1-5项目菜单和项目命令表1-6调试菜单和调试命令表1-7外围部件菜单(Peripherals)表1-8工具菜单(Tools)表1-9软件版本控制系统菜单(SVCS)表1-10视窗菜单(Window)表1-11帮助菜单(Help)利用Keil软件中的mVision2/3开发Cx51程序有两种工作模式：

(1) Build模式(Buildmode)。在这种模式下，可以翻译所有的应用文件，并生成可执行程序。

(2)调试模式(DebugMode)。在这种模式中，可以使用强大的调试器测试应用程序。在这两种工作模式下，都可以使用mVision2/3的源码编辑器修改源代码。

1.5KeilCx51的基本操作安装了KeilCx51软件后，电脑的桌面上会有图标。用鼠标左键双击该图标便可进入KeilCx51的工作界面(如图1-12所示)。该界面与Word界面相类似，有菜单栏、快捷按钮栏等。界面中常用的菜单或快捷按钮的中文含义已标注在图1-12中。图1-12KeilCx51工作界面1.5.1新建项目在KeilCx51工作界面上用单击下拉菜单“Project”，在如图1-13所示的弹出菜单上单击“NewProject”，桌面弹出如图1-14所示的“CreatNewProject”对话框。在对话框中的“保存在”文本框中选择要保存项目文件的路径，或新建一个目录，在“文件名：”文本框中输入项目的文件名，如“zhangyufu”，如图1-15所示，单击“保存”按钮；接着在出现的“SelectDeviceforTarget'Target1'”对话框中直接单击“确定”按钮，这样就完成了项目的创建。此时在KeilCx51工作界面左侧中间的“项目窗口”中可以看到有一个项目“Target1”存在，如图1-16所示。图1-13创建项目图1-14设置项目文件名图1-15设置好项目文件名图1-16完成项目创建如果要打开一个已有的项目，可在图1-13中单击“OpenProject”，就会弹出一个与“CreatNewProject”创建新项目类似的对话框“Selectprojectfile”，从中选择文件存放的路径，找到要打开的文件，最后单击“打开”按钮即可。1.5.2新建或打开文件打开KeilCx51软件后，单击“新建文本”按钮，在其工作界面的中间右边框内就会出现“Text1”文本窗口，如图1-17所示，在该窗口内输入源程序，并将该文件按不同的程序设计语言另存为“Text1”文件，再进行编辑，最后进行保存，若需要可将文件“Text1”重命名为“zhangyufu.c”(C语言)或“zhangyufu.asm”(汇编语言)文件，如图1-18所示。如果已经用其他编辑软件建好了一个C语言或汇编语言程序文件，那么就可以直接单击“打开文本”按钮，找到需要的文件后单击“打开”按钮即可，如图1-19所示。图1-17新建或打开文件图1-18另存为zhangyufu.c文件图1-19打开文件名为zhangyufu的文件1.5.3目标文件选项设置从图1-17中可以看到，建立目标(Buildtarget)和重建全部目标文件(Rebuildalltargetfiles)这两个按钮是灰色的不能进行操作，原因是我们还没有对目标文件选项进行设置，只有对目标文件选项进行设置后，才能对源程序进行编译等操作。其设置过程如下：在图1-17中单击下拉菜单“Project”，选择“OptionsforTarget‘Target1’”。在弹出的对话框中选中“Output”标签页，再选中相关项，如图1-20所示。具体操作为，在“CreatHEXFile”前的复选框内勾选“√”；在“HEX”后的文本框中选择“HEX-80”；在“BrowseInformation”前的复选框内勾选“√”，设置完后单击“确定”按钮，返回到如图1-21所示界面。此时我们可以见到两个快捷按钮：建立目标和重建全部目标文件的颜色都变深了。目标文件选项设置亦告完成。图1-20目标选项设置图1-21完成目标选项设置1.5.4建立目标文件在建立目标文件之前，首先要将文件添加到某个组里去。其具体操作如下：在如图1-21所示界面中，将鼠标箭头移至项目窗口中“SourceGroup1”前的图标上，再单击鼠标右键，在弹出的菜单项中选择“AddFilestoGroup‘SourceGroup1’选项”，如图1-22所示。图1-22添加文件在弹出如图1-22所示的对话框中选择已编辑保存好的源程序文件“zhangyufu.c”；单击“文件类型”右侧文本框中的倒三角，在弹出的下拉菜单中选择“Allfiles(*.*)”选项，再找到程序文件“zhangyufu.c”，单击“Add”按钮，在弹出的对话框中选择文件类型，如图1-23所示，再单击“Close”按钮。若是C语言源程序文件“zhangyufu.c”，或汇编语言的源程序文件“zhangyufu.asm”，则单击“文件类型”右侧文本框中的倒三角，在弹出的下拉菜单中选择“Csourcefile”或“asmsourcefile”，再找到程序文件“zhangyufu.c”或“zhangyufu.asm”，如图1-24所示，单击“Add”按钮，再单击“Close”按钮。图1-23选择添加的文件图1-24选择添加的文件类型此时“BuildTarget”前的“Translatecurrentfile”按钮的颜色也变深了。而在项目窗口中的“SourceGroup1”前多了一个“+”号，点击“+”号，可以看到在“SourceGroup1”下面的一个源程序文件图标，如图1-25所示。图1-25已添加文件完成上述操作后方可建立目标文件。通常先单击编译当前文件“Translatecurrentfile”，再建立目标文件“Buildtarget”，或直接单击重建目标文件“Rebuildalltargetfiles”，即可生成后缀名为 .HEX的十六进制文件。编译或汇编的结果如图1-26所示，上面提示“0个错误、0个报警”。如果在编译、连接中出现错误，则可按照提示进行检查。这个 .HEX文件就是我们要下载到单片机中的程序文件。图1-26完成编译或汇编1.6调试程序

mVision2/3调试器可以调试用Cx51编译器和A51宏汇编开发的应用程序。mVision2/3调试器有以下两种工作模式，可以在“OptionsforTarget－Debug”对话框中选择，如图1-27所示。图1-27OptionsforTarget－Debug对话框

(1) UseSimulator模式：将mVision2/3调试器配置成纯软件产品。此模式下，不需要实际的目标硬件就可以模拟MCS-51系列单片机系列的很多功能。在硬件做好之前，就可以测试和调试嵌入式应用程序。mVision2/3可以模拟很多外围部件，包括串行口、外部I/O和定时器。外围部件设置是从器件数据库选择CPU时选定的。

(2) Use模式：它是一种高级GDI(AGD)驱动，比如KeilMonitor51接口，可以通过这个高级GDI接口将开发环境直接连接到仿真器或Keil监控程序。

1．CPU模拟

mVision2/3可以模拟高达16 MB的存储器，也可以映射为读、写或代码执行访问区域。mVision2/3模拟器还可以捕捉和报告非法的存储器访问。除了存储器映射外，模拟器也支持各种80C51派生产品的集成外围部件。选择的CPU的片内外围部件可以在创建项目目标时用器件数据库配置。用Debug菜单可以选择和显示片内外围器件，也可以通过对话框控件来改变每个外围部件的特性。

2．启动调试单击Debug菜单，在弹出的下拉菜单中再单击命令即可启动mVision2/3的调试模式。按照OptionsforTarget－Debug的配置，mVision2/3会载入应用程序并运行启动代码。mVision2/3保存编辑器窗口的布局，并恢复最后一次调试时窗口的布局。如果程序停止执行，则mVision2/3会打开源文件的编辑窗口，或在反汇编窗口显示CPU指令，下一条可执行的语句用黄色箭头标出。调试时，编辑器的很多功能仍然可以使用。例如，使用查找命令或纠正程序的错误，程序的源文件在同一窗口显示。mVision2/3的调试模式和编辑模式有以下的不同点：

(1)提供Debug菜单和Debug命令。

(2)不能修改项目结构或工具参数，所有Build命令禁止。

3．反汇编窗口反汇编窗口可显示目标应用程序源程序和汇编程序的混合代码或汇编代码，并可以显示已经执行的指令，如图1-28所示。设置“Debug－Enable/DisableTraceRecording”选项可以使指令执行并跟踪历史记录。图1-28反汇编窗口如果选择Disassembly窗口作为活动窗口，则所有程序的单步(step)命令会工作在CPU的指令级而不是源程序的行。在反汇编窗口中可以用工具栏按钮或上下文菜单命令在选中的文本行上设置或修改断点。另外，在反汇编窗口中还可以使用“Debug—InlineAssembly…”对话框修改CPU指令，也允许在调试时纠正错误或在目标程序上进行暂时的改动。

4.断点

mVision2/3可以用几种不同的方法定义断点。在编辑源文件时，可在程序代码中设置ExecutionBreaks。断点(如图1-29所示)可以用以下的方法定义和修改：

(1)单击FileToolbar按钮，在Editor或Disassembly窗口选中代码行，然后单击断点按钮，将该行设为断点。

(2)选择快捷菜单的断点命令，在Editor或Disassembly窗口的代码行单击鼠标右键，打开快捷菜单设置该代码行为断点。

(3)在“Debug－Breakpoints…”对话框(如图1-30所示)中可以查看、定义和修改断点设置。这个对话框可以定义不同访问属性的断点。

(4) 在“OutputWindow－Command”页，可以使用BreakSet、BreakKill、BreakList、BreakEnable和BreakDisable命令，进行断点设置。图1-30Debug调试对话框下拉菜单

5.目标程序的执行

mVision2/3用以下几种不同的方法执行应用程序：

(1)单击Debug工具栏按钮。

(2)选择快捷菜单的“RuntillCursorline”命令，在Editor或Disassembly窗口的代码行单击鼠标右键，打开快捷菜单。

(3)在“OutputWindow－Command”页，可以使用Go、Ostep、Pstep和Tstep命令。

6.

Watch窗口

Watch窗口可以查看和修改程序变量，并列出当前函数嵌套调用的情况，如图1-31所示。图1-31Watch窗口

Watch窗口的内容在程序停止运行后自动更新，使能“View－PeriodicWindowUpdate”选项，即可在目标程序运行时自动更新变量的值。

Watch窗口的Local页显示了当前函数的所有局部变量和用户指定的程序变量。可以使用3种不同的方法添加变量。

(1)用鼠标单击文字<enterhere>并等待一会儿，再单击鼠标左键即可进入编辑模式。此时可以添加变量。用同样的方法，可以修改变量的值。

(2)单击鼠标右键在编辑器窗口中打开上下文菜单，点击AddtoWatchWindow.uVision2/3会自动选择光标位置上的变量名，也可以在使用这个命令前标记(mark)一个表达式。

(3)在OutputWindow－Command页，可以用WatchSet命令输入新的变量名。要删除一个变量，单击该行并按下Delete按钮即可。当前函数的嵌套调用显示在CallStack页中，可以双击该行，在编辑窗口中显示调用情况。

7.

CPU寄存器

CPU寄存器在“ProjectWindow－Regs”页显示，也可以像在Watch窗口中的变量一样修改其内容。

8.

Memory窗口

Memory窗口能显示各种存储区的内容，如图1-32所示，最多可以通过4个不同的页观察4个不同的存储区。用上下文菜单可以选择输出格式。图1-32Memory窗口在Memory窗口的Address字段上，可以输入任意表达式，表示要显示区域的起始地址。要改变存储器的内容，用鼠标双击该值，此时会弹出一个可以输入新存储器值的编辑窗口，使能“View－PeriodicWindowUpdate”项，可以在程序运行时自动更新Memory窗口。

9. Toolbox

Toolbox包括用户可配置的按钮，单击“Toolbox”按钮即可执行相关的命令。Toolbox可以在任何时间运行，即使在运行测试程序的时候也可以。

10. 设置调试选项

对话框“OptionsforTarget－Debug”用于配置mVision2/3调试器，如图1-33所示。图1-33OptionsforTarget－Debug对话框表1-12列出了Debug对话框页的各个选项和说明。表1-12Debug对话框页的选项

11．Serial窗口

mVision2/3有三个Serial窗口，可以用于串行输入和输出，如图1-34所示。图1-34Serial窗口从模拟CPU输出的串行数据在Serial窗口中显示，而在Serial窗口键入的字符被输入到模拟的CPU中。利用Keil可以在没有外部硬件的条件下模拟CPU的UART，这个UART的串行输出也可以用“OutputWindow—Command”页的ASSIGN指令分配到PC的COM口。

12．应用实例下面利用Keil软件编辑、编译和链接一个通过串行口显示字符“HelloWorld”的简单程序，该程序只包含一个源文件HELLO.C。运行这个程序的硬件是基于标准的80C51CPU的，使用的唯一片内外围部件是串行口，不需要实际的目标CPU，因为在Keil软件的调试器mVision2中可以模拟程序所需要的硬件。

具体操作步骤如下：

(1)建立项目文件。打开Keil软件中的调试器 mVision2/3，单击主菜单“Project”→“NewProject”。弹出如图1-35所示的对话框。图1-35Project下拉菜单在图1-36所示的创建新项目对话框中输入将要建立的项目名称，可以和编写的Cx51程序同名，此处输入“HELLO.Uv2”。单击“保存”按钮即可进入如图1-37所示界面，选择项目目标的设备元件(SelectDeviceforTarget1‘Target1’)，这里选择Atmel公司生产的AT89C51单片机，如图1-38所示。图1-36创建新项目对话框

图1-37选择单片机的型号对话框图1-38选择单片机的型号对话框出现图1-38所示的单片机型号后，再单击单片机AT89C51，出现如图1-39所示的对话框，该对话框询问是否添加8051单片机启动代码，单击“是”按钮，在项目窗口中添加源文件，在这里添加C盘根目录下文件夹C:Keil\C51\Examples\HELLO\HELLO.C，单击“Add”(添加)按钮，如图1-40所示，再单击“Close”(关闭)按钮即可添加成功。图1-39是否添加8051单