Keil uVision2仿真软件的使用说明

μVision2集成开发环境

μVision2IDE是德国Keil公司开发的基于Windows平台的单片机集成开发环境，它包含一个高效的编译器、一个项目管理器和一个MAKE工具。其中KeilC51是一种专门为单片机设计的高效率C语言编译器，符合ANSI标准，生成的程序代码运行速度极高，所需要的存储器空间极小，完全可以与汇编语言媲美。

1．关于开发环境

μVision2的界面如图1－1所示，μVision2允许同时打开、浏览多个源文件。

图1－1 μVision2界面图

2．菜单条、工具栏和快捷键

下面的表格列出了μVision2菜单项命令，工具栏图标，默认的快捷以及他们的描述。

1）编辑菜单和编辑器命令Edit（如表1-1所示）

表1-1 编辑菜单和编辑器命令Edit

2）选择文本命令

在μVision2中，可以通过按住Shift键和相应的键盘上的方向键来选择文本。如Ctrl+→可以移动光标到下一个词，那么，Ctrl+Shift+→就是选择当前光标位置到下一个词的开始位置间的文本。当然，也可以用鼠标来选择文本。

3）项目菜单Project和项目命令Project（如表1-2所示）

表1-2 项目菜单和项目命令Project

4）调试菜单Debug和调试命令（如表1-3所示）

表1-3 调试菜单和调试命令Debug

5）外围器件菜单Peripherals（如表1-4所示）

表1-4 外围器件菜单Peripherals

6）工具菜单Tool（如表1-5所示）

利用工具菜单，可以设置并运行Gimpel PC-Lint、Siemens Easy-Case和用户程序。通过CustomizeTools Menu…菜单，可以添加需要的程序。

表1-5 工具菜单Tool

3．创建项目实例

μVision2包括一个项目管理器，它可以使8x51应用系统的设计变得简单。要创建一个应用，需要按下列步骤进行操作：

l启动μVision2，新建一个项目文件并从器件库中选择一个器件。

l新建一个源文件并把它加入到项目中。

l增加并设置选择的器件的启动代码

l针对目标硬件设置工具选项。

l编译项目并生成可编程PROM的HEX文件。

下面将逐步地进行描述，从而指引读者创建一个简单的μVision2项目。

1）选择【Project】/【New Project】选项，如图1-2所示。

图1-2 Project菜单

2）在弹出的“Create NewProject”对话框中选择要保存项目文件的路径，比如保存到Exercise目录里，在“文件名”文本框中输入项目名为example，如图1-3所示，然后单击“保存”按钮。

图1-3 Create New Project对话框

3）这时会弹出一个对话框，要求选择单片机的型号。读者可以根据使用的单片机型号来选择，KeilC51几乎支持所有的51核的单片机，这里只是以常用的AT89C51为例来说明，如图1-4所示。选择AT89C51之后，右边Description栏中即显示单片机的基本说明，然后单击“确定”按钮。

图1－4 选择单片机的型号对话框

4）这时需要新建一个源程序文件。建立一个汇编或C文件，如果已经有源程序文件，可以忽略这一步。选择【File】/【New】选项，如图1-5所示。

5）在弹出的程序文本框中输入一个简单的程序，如图1-6所示。

图1-5新建源程序文件对话框图图1-6 程序文本框

6）选择【File】/【Save】选项，或者单击工具栏 按钮，保存文件。

在弹出的如图1-7所示的对话框中选择要保存的路径，在“文件名”文本框中输入文件名。注意一定要输入扩展名，如果是C程序文件，扩展名为.c；如果是汇编文件，扩展名为.asm；如果ini文件，扩展名为.ini。这里需要存储ASM源程序文件，所以输入.asm扩展名（也可以保存为其他名字，比如new.asm等），单击“保存”按钮。

图1-7 Save As对话框图

7）单击Target1前面的+号，展开里面的内容Source Group1，如图1-8所示。

图1-8 Target展开图

8）用右键单击Source Group1，在弹出的快捷菜单中选择Add File to Group‘SourceGroup1’选项，如图1-9所示。

图1－9 Add Files to Group‘SourceGroup1’菜单

9）选择刚才的文件example.asm，文件类型选择Asm Source file（*.C）。如果是C文件，则选择CSource file；如果是目标文件，则选择Object file；如果是库文件，则选择Libraryfile。最后单击“Add”按钮，如果要添加多个文件，可以不断添加(注意：在用汇编语言编写的程序文件时只能添加一个文件，否则会显示错误信息)。添加完毕后单击“Close”按钮，关闭该窗口，如图1-10所示

图1-10 Add Files to Group‘SourceGroup1’对话框

10）这时在Source Group1目录里就有example.asm文件，如图1-11所示。

图1-11 example.asm文件

11）接下来要对目标进行一些设置。用鼠标右键（注意用右键）单击Target1，在弹出的右键菜单中选择Options forTarget‘Target 1’选项，如图1-12所示。

图1-12 ptions for Target ‘Target1’选项

12）弹出Options for Target ‘Target 1’对话框，其中有8个选项卡。

①默认为Target选项卡（如图1-13所示）

图1-13 Target选项卡

lXtal（MHZ）：设置单片机工作的频率，默认是24.0MHz。

lUse On-chip ROM(0x0-0XFFF)：表示使用片上的Flash ROM，At89C51有4KB的可重编程的FlashROM，该选项取决于单片机应用系统，如果单片机的EA接高电平，则选中这个选项，表示使用内部ROM，如果单片机的EA接低电平，表示使用外部ROM，则不选中该项。这里选中该选项。

lOff-chip Codememory：表示片外ROM的开始地址和大小，如果没有外接程序存储器，那么不需要填任何数据。这里假设使用一个片外ROM，地址从0x8000开始，一般填16进制的数，Size为片外ROM的大小。假设外接ROM的大小为0x1000字节，则最多可以外接3块ROM。

lOff-chip Xdata memory：那么可以填上外接Xdata外部数据存储器的起始地址和大小，一般的应用是62256，这里特殊的指定Xdata的起始地址为0x2000，大小为0x8000。

lCode Banking：是使用CodeBanking技术。Keil可以支持程序代码超过64KB的情况，最大可以有2MB的程序代码。如果代码超过64KB，那么就要使用CodeBanking技术，以支持更多的程序空间。CodeBanking支持自动的Bank的切换，这在建立一个大型系统时是必需的。例如：在单片机里实现汉字字库，实现汉字输入法，都要用到该技术。

lMemory Model：单击Memory Model后面的下拉箭头，会有3个选项，如图1-14所示。

图1-14 Memory Model选项

lSmall：变量存储在内部RAM里。

lCompact：变量存储在外部RAM里，使用8位间接寻址。

lLarge：变量存储在外部RAM里，使用16位间接寻址。

一般使用Small来存储变量，此时单片机优先将变量存储在内部RAM里，如果内部RAM空间不够，才会存在外部RAM中。Compact的方式要通过程序来指定页的高位地址，编程比较复杂，如果外部RAM很少，只有256字节，那么对该256字节的读取就比较快。

如果超过256字节，而且需要不断地进行切换，就比较麻烦，Compact模式适用于比较少的外部RAM的情况。Large模式是指变量会优先分配到外部RAM里。需要注意的是，3种存储方式都支持内部256字节和外部64KB的RAM。因为变量存储在内部RAM里运算速度比存储在外部RAM要快得多，大部分的应用都是选择Small模式。

使用Small模式时，并不说明变量就不可以存储在外部，只是需要特别指定，比如：

unsigned char xdata a：变量a存储在内部RAM。

unsigned char a：变量存储在内部RAM。

但是使用Large的模式时：

unsigned char xdata a：变量a存储在外部RAM。

unsigned char a：变量a同样存储在外部RAM。

这就是它们之间的区别，可以看出这几个选项只影响没有特别指定变量的存储空间的情况，默认存储在所选模式的存储空间，比如上面的变量定义unsignedchar a。

lCode Rom Size：单击Code Rom Size后面的下拉箭头，将有3个选项，如图1-15所示。

图1-15 Code Rom Size选项

ŸSmall：program2K orless，适用于AT89C2051这些芯片，2051只有2KB的代码空间，所以跳转地址只有2KB，编译的时候会使用ACALLAJMP这些短跳指令，而不会使用LCALL，LJMP指令。如果代码地址跳转超过2KB，那么会出错。

ŸCompact：2K functiongs，64Kprogram，表示每个子函数的代码大小不超过2K，整个项目可以有64K的代码。就是说在main()里可以使用LCALL，LJMP指令，但在子程序里只会使用ACALL，AJMP指令。只有确定每个子程序不会超过2KB，才可以使用Compact方式。

ŸLarge：64KB program，表示程序或子函数代码都可以大到64KB，使用codebank还可以更大。通常都选用该方式。选择Large方式速度不会比Small慢很多，所以一般没有必要选择Compact和Small方式。这里选择Large方式。

lOperating：单击Operating后面的下拉箭头，会有3个选项，如图1-16所示。

图1-16 Operating选项

ŸNone：表示不使用操作系统。

ŸRTX-51 Tiny Real-Time OS：表示使用Tiny操作系统。

ŸRTX-51 Full Real -Time OS：表示使用Full操作系统。

Tiny是一个多任务操作系统，使用定时器0做任务切换。在11.0592MHz时，切换任务的速度为30ms。如果有10个任务同时运行，那么切换时间为300ms。不支持中断系统的任务切换，也没有优行级，因为切换的时间太长，实时性大打折扣。多任务情况下（比如5个），轮循一次需要150ms，即150ms才处理一个任务，这连键盘扫描这些事情都实现不了，更不要说串口接收、外部中断了。同时切换需要大概1000个机器周期，对CPU的浪费很大，对内部RAM的占用也很严重。实际上用到多任务操作系统的情况很少。

Keil C51 Full Real -TimeOS是比Tiny要好一些的系统（但需要用户使用外部RAM），支持中断方式的多任务和任务优先级，但是KeilC51里不提供该运行库，要另外购买。

这里选择None。

②设置Output选项卡（如图1-17所示）

图1-17 设置Output卡

lSelect Folder forObjects：单击该按钮可以选择编译后目标文件的存储目录，如果不设置，就存储在项目文件的目录里。

lName ofExecutable：设置生成的目标文件的名字，缺省情况下和项目的名字一样。目标文件可以生成库或者obj、HEX的格式。

lCreate Executable：如果要生成OMF以及HEX文件，一般选中Debug Information和BrowseInformation。选中这两项，才有调试所需的详细信息，比如要调试C语言程序，如果不选中，调试时将无法看到高级语言写的程序。

lCreate HEXFile：要生成HEX文件，一定要选中该选项，如果编译之后没有生成HEX文件，就是因为这个选项没有被选中。默认是不选中的。

lCreate Library：选中该项时将生成lib库文件。根据需要决定是否要生成库文件，一般应用是不生成库文件的。

lAfter Make：栏中有以下几个设置。

lBeep when complete：编译完成之后发出咚的声音。

lStart Debugging：马上启动调试（软件仿真或硬件仿真），根据需要来设置，一般是不选中。

lRun User Program #1，Run User Program#2：这个选项可以设置编译完之后所要运行的其他应用程序（比如有些用户自己编写了烧写芯片的程序，编译完便执行该程序，将HEX文件写入芯片），或者调用外部的仿真器程序。根据自己的需要设置。

③设置Listing选项卡（如图1-18所示）

图1-18 设置Listing选项卡

KeilC51在编译之后除了生成目标文件之外，还生*.lst、*m51的文件。这两个文件可以告诉程序员程序中所用的idata、data、bit、xdata、code、RAM、ROM、stack等的相关信息，以及程序所需的代码空间。

选中AssemblyCode会生成汇编的代码。这是很有好处的，如果不知道如何用汇编来写一个long型数的乘法，那么可以先用C语言来写，写完之后编译，就可以得到用汇编实现的代码。对于一个高级的单片机程序员来说，往往既要熟悉汇编，同时也要熟悉C语言，才能更好地编写程序。某些地方用C语言无法实现，便用汇编语言却很容易。有些地方用汇编语言，很繁琐，用C语言就很方便。

单击Select Folder forListings按钮后，在出现的对话框中可以选择生成的列表文件的存放目录。不做选择时，使用项目文件所在的目录。

④设置Debug选项卡（如图1-19所示）

这里有两类仿真形式可选：Use Simulator和Use：Keil Monitor-51Driver，前一种是纯软件仿真，后一种是带有Monitor-51目标仿真器的仿真。

lLoad Application at Start：选择这项之后，Keil才会自动装载程序代码。

图1-19 设置Debug选项卡

lGo till main：调试C语言程序时可以选择这一项，PC会自动运行到main程序处。

这里选择Use Simulator。

如果选择Use：Keil Monitor-51Driver，还可以单击图1-19中的Settings按钮，打开新的窗口如图1-20，其中的设置如下。

lPort：设置串口号，为仿真机的串口连接线COM_A所连接的串口。

lBaudrate：设置为9600，仿真机固定使用9600bit/s跟Keil通信。

lSerial Inerrupt：允许串行中断，选中它。

lCache Options：可以选也可以不选，推荐选它，这样仿真机会运行得快一点。

最后单击OK按钮关闭窗口。

图1-20 Target设置

13）编译程序，选择【Project】/【Rebuild all target files】选项，如图1-21所示。

图1-21 Rebuild all targetfiles

或者单击工具栏中的 按钮，如图1-22所示，开始编译程序。

图1-22 工具栏中的按钮

如果编译成功，开发环境下面会显示编译成功的信息，如图1-23所示。

图1-23 编译成功信息

14）编译完毕之后，选择【Debug】/【Start/Stop DebugSession】选项，即就进入仿真环境，如图1-24所示。

图1-24 仿真

或者单击工具栏中的 铵钮，如图1-25所示。

图1-25 工具栏仿真按钮

15）装载代码之后，开发环境下面显示如图1-26所示的信息。

图1-26 装载代码

附录二 使用PTS组件实现KeiluVision2的在线调试

1．硬件准备:

首先您必须具备PTS组件硬件系统和THKL-C51仿真器，还需要一条串口线（串口线的接法是2-3/3-2/5-5也就是交叉接法，不是平行接法)。

2．软件准备:

您需要准备Keil uVision2软件一套，版本最好是7.0之后的，我们产品附带光盘就包含了最新的KeiluVision2软件，如果老用户无法得到这个版本软件，可以上网寻找，也可以到Keil公司的网站下载 www.keil.com下载，当然您还可以和我们销售联络，获得光盘。

3．系统设置:

实验箱联接好电源线，串口线联接好PC机和THKL-C51仿真器，把仿真器插入单片机最小应用系统的锁紧插座。

请注意仿真器插入方 向，缺口应朝上。

4．软件设置:

首先，打开KeiluVision2软件，新建项目文件或打开已有的项目文件，再新建并添加源文件，详见附录一。开始软件设置，单击按钮或选中项目文件窗口中的‘Target 1’，找到图2-1所示菜单项。

图2-1 Project菜单

选中以后找到图2-2所示的对话框，按照图2-2里面的图示方法，进行端口设置。选择硬件仿真(Use: KeilMonitor-51 Driner；部分实验只这需要软件软件仿真时选择Use Simulator)。

图2-2 设置Debug选项卡

单击“Settings”进入Target设置,如图2-3。选择串行口，波特率选择38400，这样就设置好了。

图2-3 Target设置

5．开始调试

按实验指导提供的方法连接好实验导线。打开相关模块的电源开关（关闭不相关模块的电源开关），打开总电源开关。先单击按钮编译项目文件，单击按钮 选择菜单“Project”里的“Rebuild all targetfiles”如图2.1所示。再按图2-4中的按钮 开始调试。

图2-4 调试窗口

这时候如果出现图2-5所示对话框，那么硬件系统应复位一次，关闭总电源开关2秒后从新打开电源。

图2-5 联接失败对话框

然后按图2-5所示的“Try Again”，可进入调试阶段。如图2-6所示。

图2-6 调试窗口

按图2-6 中 按钮，即可运行程序。

如果想停止运行程序，应按一下THKL-C51仿真器的复位按钮，等待约2秒后，程序便停止运行，再次按图2-6中的按钮可返回到图2-4界面。

附录三 Keil uVision2软件仿真

我们来根据一个实例看看软件仿真的过程。 本实例指定外部存储器的起始地址和长度，将其内容赋同一值。

程序如下：

1．软件设置

点击按钮，按照图3-1 里面的图示方法，进行端口设置：

图3-1 设置Debug 选项卡

2．编译

点击 按钮，无误后点击 按钮，如图3-2。编译无误后点击按钮 开始调试。

图3-2 编译

3．调试

打开View 菜单下 Memory Window （存储器窗口），在存储器窗口的Address 输入框中输入：

X:0x8000 （如需查看单片机内RAM单元则输入D:0x**，如：D:0x30）

接着按回车键，存储器窗口显示8000H 起始的存储数据（都为0）。点击 按钮，运行程序，如图3-3。

程序运行结束后，存储器窗口显示8000H 起始的20 个单元的数据变为“0FFH”，如图3-4。

图3-3 调试窗口

图3-4 调试窗口

4．设置断点

在需设断点的指令行的空白处双击左键，指令行的前端出现红色方块即可。同样，取消断点设置，也在空白处双击左键，红色方块消失。如图3-5。

图3-5 调试窗口

按钮 分别为：复位CPU、运行、停止、单步执行程序（遇到子程序则进入）和单步执行程序（跳过子程序）。

5．如何生成．HEX格式文件

因为烧录器一般只支持．HEX格式文件，而KeiluVision2的默认设置中不会生成该格式的文件，这就需要我们来设置了。如图3.6设置Output选项卡中的选中“Create HEXFi:”前的复选框，然后在编译后就会生成和项目主文件名同名扩展名为“．HEX”的文件。

图3-6 设置Output选项卡

附录四 THKL-C51 仿真器介绍

1．联机和自检的正确操作步骤

不要带电插拔串口，以防止由此产生的浪涌电流损坏MAX232通讯芯片，下面的操作顺序可以避免带电插拔：

联机正确顺序：插好仿真用串口旋紧固定螺栓→插上USB电源接口→连接目标硬件，目标硬件可以是任何51系列单片机系统开发板、试验板、工控板、目标板…等等的51系列单片机硬件系统。

脱机正确顺序：拔下USB电源接口→拔下仿真用串口。如果短期内经常要使用仿真功能，无需拔下串口。

因为仿真器在通电瞬间要对系统进行自检，所以在通过USB给仿真系统供电之前，仿真头上不要连有负载。接通USB电源，POWLED指示灯会亮起来，表示自检通过，此时就可以进入的硬件仿真了。

2．仿真器复位按钮的作用

在仿真器的右侧下方有一个小的按纽,这个按钮用来给整个仿真器硬件系统复位，什么时候需要按这个按钮呢？设置好KEIL的硬件环境后，在每次点击进入仿真环境之前，需要按一下这个复位按纽，这样KEIL启动后，软件和已复位的硬件仿真器就会顺利联机。在点击进入仿真环境之后，仿真器完全由KEIL控制，此时不要按这个按钮，否则在仿真过程中系统将会提示联机中断。如果需要给硬件复位的话，请先点击退出KEIL仿真调试环境。

仿真器使用注意事项：在打开PC机之前请把仿真器和PC机的串口连好。在联机后，请千万不要带电插拔仿真器和PC机的接口，如果带电插拔仿真器就可能导致接口电路MAX232损坏。注意插拔的时候仿真器或者PC机至少有一方的电源是断开的。

断开连接之前推荐步骤：

（1）按一下仿真器硬件复位按纽；

（2）按 退出仿真环境；

（3）关闭KEIL，关闭PC机，最后再断开硬件连接,如果要经常使用则不用断开硬件连接。

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