实验一闪烁灯电路的软件仿真和硬件仿真

实验一闪烁灯电路的软件仿真和硬件仿真第一页，共六十六页，2022年，8月28日二、闪烁灯电路原理图第二页，共六十六页，2022年，8月28日三、软件仿真实验步骤——

KeilC51集成开发环境的安装及使用1、KeilC51的安装1.1系统要求安装KeilC51集成开发软件，必须满足最小的硬件和软件要求，才能确保编译器以及其它程序功能正常，至少应具有：（1）PentiumII或兼容处理器的PC；（2）Windows95、Windows98、WindowsNT4.0；（3）至少16MBRAM（4）至少20MB硬盘空间第三页，共六十六页，2022年，8月28日1.2软件的安装以keilC51完全破解版7.06为例（1）双击Setup.exe安装文件，出现如图所示的安装初始化画面。第四页，共六十六页，2022年，8月28日第五页，共六十六页，2022年，8月28日（2）稍后弹出一个安装向导对话框，询问用户是否安装、修复更新或是卸载软件，若是第一次安装该软件应选择第一项“InstallSupportforAdditional…”。第六页，共六十六页，2022年，8月28日（3）单击“Next”命令按钮，这时会出现下图所示的安装询问对话框，提示用户是安装完全版还是评估版，评估版只支持2K的程序代码的仿真调试。既然是破解软件，当然应该选择完全版，可支持64K程序代码的仿真调试。第七页，共六十六页，2022年，8月28日（4）在此后弹出几个确认对话框中选择“NEXT”，这时会出现下图所示的安装路径设置对话框，默认路径是C:\KEIL。第八页，共六十六页，2022年，8月28日（5）接下来出现输入序列号的对话框。按照提示输入如下图所示序列号及相关文字。第九页，共六十六页，2022年，8月28日（6）一路按下“NEXT”，可出现如下图所示的安装进度指示画面。接下来就是等待安装，安装完毕后单击“Finish”加以确认，此时在桌面上看到KeiluVision2软件的快捷图标，双击即可进入KeilC51集成开发环境。第十页，共六十六页，2022年，8月28日2、使用集成开发环境进行程序的软件仿真2.1创建灯闪烁电路的KeilC51应用程序基本步骤：新建一个工程项目文件为工程选择目标器件（例如选择PHILIPS的P89C52X2）为工程项目设置软硬件仿真调试环境创建源程序文件并输入程序代码保存创建的源程序项目文件把源程序文件添加到项目中第十一页，共六十六页，2022年，8月28日（1）双击桌面的KeilC51快捷图标，进入下图所示的KeilC51集成开发环境。如果不是第一次使用软件，uVision会打开打开用户前一次正确处理的工程，可以点击工具栏的Project选项中的“CloseProject”命令关闭该工程。第十二页，共六十六页，2022年，8月28日第十三页，共六十六页，2022年，8月28日（2）点击工具栏的Project选项，弹出如下图所示的下拉菜单。第十四页，共六十六页，2022年，8月28日选择“NewProject”命令，建立一个新的uVision2工程，可看到下图所示的项目文件保存对话框。第十五页，共六十六页，2022年，8月28日上图所示的对话窗口，需要完成下列事情：为你的工程取一个名称，工程名应便于记忆且文件名不宜太长选择工程存放的路径，最好为每个工程单独建立一个目录，并且工程中需要的所有文件都放在这个目录下选择桌面上的工程目录“led_light”后，点击“保存”返回第十六页，共六十六页，2022年，8月28日（3）工程建立完毕，会立即弹出如下图所示的器件选择窗口。器件选择的目的是告诉uVision2最终使用的80C51芯片的型号是哪一个公司的哪一个型号，因为不同型号的51芯片内部的资源是不同的，uVision2可以根据选择进行SFR的预定义，在软硬件仿真中提供易于操作的外设浮动窗口等。第十七页，共六十六页，2022年，8月28日在实验室里面使用的实验仪单片机芯片都是PHILIPS公司的P87C52X2系列或P89C52X2系列，故软硬件仿真都选用这两种型号，其实都是MCS-51的内核。第十八页，共六十六页，2022年，8月28日器件选择完毕，按“确定”后出现如下图所示的对话框，提示是否将标准8051的初始化文件加入到工程中，如果源程序文件是用C语言编写的，点“是”，若是汇编语言程序，则点“否”。此时便建立了一个空白的工程项目文件，并为工程项目选好了目标器件。第十九页，共六十六页，2022年，8月28日如果在选择完目标器件后想重新改变目标器件，可点击工具栏“Profect”选项，在弹出的如下图所示的下拉菜单中选择“SelectDeviceforTarget‘Target1’”命令，也将出现上图所示的对话窗口后重新加以选择。第二十页，共六十六页，2022年，8月28日第二十一页，共六十六页，2022年，8月28日（4）下面进行软件仿真环境的设置。点击Project\OptionsforTarget‘Target1’，如下图所示。第二十二页，共六十六页，2022年，8月28日第二十三页，共六十六页，2022年，8月28日弹出如下图所示窗口：第二十四页，共六十六页，2022年，8月28日点击Output选项卡在出现的窗口中选中CreateHexFile选项，在编译时系统会自动生成目标代码文件*.hex，如下图所示。第二十五页，共六十六页，2022年，8月28日选择“Debug”选项会出现下图所示的工作模式选择窗口，选中“usesimulator”，即将uVision2调试器设置成软件模拟仿真模式。默认状态下选中UseSimulator选项，在此模式下不需要实际的目标硬件就可以模拟微控制器的很多功能，在准备硬件之前就可以测试应用程序。第二十六页，共六十六页，2022年，8月28日（5）到现在用户已经建立了一个空白的工程项目文件，并为工程选择好了目标器件，但是这个工程里没有任何程序文件。程序文件的添加必须人工进行，但如果程序文件在添加前还没有建立，用户还必须建立它。点击菜单File\New，出现下图所示文件窗口Text1。第二十七页，共六十六页，2022年，8月28日第二十八页，共六十六页，2022年，8月28日点击File\Save，出现下图所示对话框，将该文件保存在工程项目所在的文件夹内，并给文件取名为led_light.asm，点击“保存”按钮，即创建了一个汇编语言源程序文件，保存后的文件在输入汇编语言源程序后，关键字会自动变成蓝颜色。第二十九页，共六十六页，2022年，8月28日（6）在此源程序编辑窗口输入源代码，在uVision2中，文件的编辑方式同其它文本编辑器是一样的，用户可以执行输入、删除、选择、拷贝、粘贴等基本文字处理命令，当然你也可以使用其它编辑工具来编写源程序，然后拷贝到uVision2源程序编辑窗口。下图是灯闪烁程序的汇编语言源程序。第三十页，共六十六页，2022年，8月28日第三十一页，共六十六页，2022年，8月28日（7）输入完毕后再次点击File\Save保存文件。此时，这个程序文件仅仅是建立了而已，还未跟led_light.uV2工程建立起任何关系。此时同学们应该把led_light.asm源程序添加到工程中，构成一个完整的工程项目，方法是在“ProjectWindows”窗口内，选中“SourceGroup1”后点击鼠标右键，在弹出的快捷菜单中选择“AddfilestoGroup“SourceGroup1”命令，出现下图所示的添加源程序文件窗口。第三十二页，共六十六页，2022年，8月28日在上图窗口中选择刚才创建的源程序文件Led_light.asm，单击ADD命令即可把源程序文件添加到项目中。由于添加源程序文件窗口中的默认文件类型是C语言文件，故应先改变搜索文件类型为“ASMSourceFile(*.a”;*.src)。至此程序的创建告一段落。第三十三页，共六十六页，2022年，8月28日2.2程序文件的编译、连接及软件仿真、调试（1）点击Project\BuildTarget命令对源程序文件进行编译，当然也可以选择Project\RebuildAllTargetFiles命令对所有的工程文件进行重新编译，如下图所示。第三十四页，共六十六页，2022年，8月28日第三十五页，共六十六页，2022年，8月28日

此时会在“OutputWindows”信息输出窗口输出一些相关信息。

其中第2行assemblingled_light.asm表示此时正在编译led_light.asm源程序，第3行linking…表示此时正在连接工程项目文件，第5行Creatinghexfilefrom‘led_light’说明已生成目标文件led_light.hex，最后一行说明led_light.uV2项目在编译过程中不存在错误和警告，编译连接成功。若在编译过程中出现错误，系统会给出错误所在的行和该错误提示信息，以便更正。第三十六页，共六十六页，2022年，8月28日（2）点击Debug\Start/stopDebugSession菜单命令，工程项目进入到软件仿真的调试界面。第三十七页，共六十六页，2022年，8月28日调试界面如下图所示：第三十八页，共六十六页，2022年，8月28日在仿真调试窗口点击Peripherals\I/O-Ports\Port1，出现下图所示P1口观察窗口。由于是软件仿真，我们只能通过观察P1口各位的电平变化来模拟灯的亮灭，如上图所示，打“√”者表示P1口该位为高电平，空格则表示该位为低电平。第三十九页，共六十六页，2022年，8月28日（3）点击Debug\Go

菜单命令，即可实现全速运行程序，此时看到P1口观察窗口各位的“√”不断闪烁变化，证明程序编写无误。第四十页，共六十六页，2022年，8月28日这就是该闪烁灯最简单的软件仿真调试过程，如果我们要理解这段程序每一条汇编指令执行后各寄存器、存储器单元数据的变化或各标号现在的地址，还应学会使用View菜单打开各种观察窗口并交替使用软件的各种调试命令及调试方法。下图为各调试命令的调试工具栏。第四十一页，共六十六页，2022年，8月28日（4）几种常用调试命令及方法介绍断点巧妙的设置一些断点，能够更好帮助用户分析程序的运行机制、程序中变量的变化状况，提高工作效率。若要在某行设置断点，将鼠标光标指向该行，然后点击工具栏图标即可设置成功，在该行的行首将出现红颜色的断点标志。若要取消断点，可点击工具栏图标，可将所有断点取消。第四十二页，共六十六页，2022年，8月28日复位CPU

用Debug菜单或工具栏的ResetCPU命令。在不改变程序的情况下，若想使程序重新开始运行，这时执行此命令即可，执行此命令后程序指针返回到0000H地址单元，另外，一些内部SFR在复位期间也将重新赋值，例如A将变为00H，DPTR为0000H，SP为07H，I/O口变为0FFH。第四十三页，共六十六页，2022年，8月28日

单步跟踪（F11）用Debug工具栏的Step或快捷命令StepInto命令按钮可以单步跟踪程序，每执行一次此命令，程序将运行一条指令（以指令为基本执行单元），当前的指令用黄色箭头标出，每执行一步箭头都会移动，已执行过的语句呈现绿色。在汇编语言调试状态下，可以跟踪到每一个汇编指令的执行。第四十四页，共六十六页，2022年，8月28日

单步运行（F10）用Debug工具栏的StepOver或快捷命令StepOver按钮即可实现单步运行程序，此时单步运行命令将把函数和函数调用当作一个实体来看待，因此单步运行是以语句（这一条语句不管是单一命令行还是函数调用）为基本执行单元。第四十五页，共六十六页，2022年，8月28日

执行返回（Ctrl+F11）在用单步跟踪命令跟踪到了子函数或子程序内部时，可以使用Debug菜单栏中的StepOutofCurrentFunction或快捷命令按钮StepOut即可实现程序的PC指针返回到调用此子程序或函数的下一条语句。第四十六页，共六十六页，2022年，8月28日

执行到光标所在命令行（Ctrl+F11）用工具栏或快捷菜单命令RuntoCursorLine即可执行此命令，使程序执行到光标所在行，但不包括此行，其实质是把当前光标所在的行当作临时断点。第四十七页，共六十六页，2022年，8月28日

全速运行（F5）用Debug工具栏的Go快捷命令Run命令按钮即可实现全速运行程序，当然若程序中已经设置断点，程序将执行到断点处，并等待调试命令；若程序中没有设置任何断点，当uVision2处于全速运行期间，uVision2不允许任何资源的查看，也不接受其它的命令。将鼠标箭头移到一个变量上可以看到它们的值。按钮可以启动/停止调试（Ctrl+F5）程序调试完毕可执行DEBUG菜单栏中的Start/StopDebugSession命令停止调试。第四十八页，共六十六页，2022年，8月28日四、硬件仿真实验——

基于DP-51PRO实验仪的闪烁灯调试实验室的硬件仿真是指DP-51PRO单片机综合仿真实验仪运行单片机P87C52X2（或P89C52X2）内部了MON51监控程序，把用户的应用程序装载到外部SRAM中，从而实现运用KeilC51集成开发环境所提供的所有调试命令来调试用户的应用程序或仿真用户的应用系统。第四十九页，共六十六页，2022年，8月28日1、实验仪电路外观第五十页，共六十六页，2022年，8月28日（1）闪烁灯电路的连接用40针把排线把DP-51PRO实验仪上的A1区J76接口和A2区J79接口相连，然后使用8孔导线把A2区的J61接口与D1区的J52接口相连。打开实验仪电源开关，电源指示灯（红光）点亮。2、调试前的准备工作第五十一页，共六十六页，2022年，8月28日（2）将MON51监控程序写入外部FLASH将A1区中SRAM_E和FLASH_E两个跳线座的短路器拔走（即不短接），把MON_SW1开关拨到LOAD模式，然后将专用P89C52X2单片机芯片插入到仿真实验仪的锁紧座上，拔走ISP跳线JP14，短接JP15的1、2两个跳线（TXD、RXD），然后按下复位按键“RESET”。此时，单片机仿真仪进入下载状态。接上串口线，在PC机桌面上双击DPFLSH快捷键，出现如下图所示的操作界面。第五十二页，共六十六页，2022年，8月28日第五十三页，共六十六页，2022年，8月28日在主界面中点击“编程”命令按钮，在下图所示的编程窗口选择“其它编程选择”栏的“编程MON51”选项，单击“编程”命令即可自动把MON51.HEX监控程序到仿真实验仪的外部FLASH中。若无异常，则提示编程正常结束，这时关闭该窗口退出DPFLSH软件。第五十四页，共六十六页，2022年，8月28日提示：下载监控程序到外部FLASH这一步在初次使用实验仪时一般都已完成，再次做实验可不操作，但同学们可做了解。第五十五页，共六十六页，2022年，8月28日（3）进入调试状态把实验仪A1区的工作模式选择开关（MOD_SW1）切换到RUN处，然后按一下复位键（RESET），MON51程序就开始运行了。此时，实验仪即进入调试状态。注意：监控程序运行时，A1区的“运行”指示灯将点亮。第五十六页，共六十六页，2022年，8月28日（4）软件调试环境的设置双击KeilC51快捷图标，进入KeilC51集成开发环境，这时KeilC51集成环境自动打开上次正确退出时所编辑的工程项目文件。第五十七页，共六十六页，2022年，8月28日第五十八页，共六十六页，2022年，8月28日在硬件仿真调试时，用户的代码是从8000H单元开始存放的，因此应修改源程序文件中的程序代码定位伪指令语句“ORG0000H”为“ORG8000H”，伪指令语句“ORG0030H”修改为“ORG8030H”，然后重新进行编译。第五十九页，共六十六页，2022年，8月28日第六十页，共六十六页，2022年，8月28日点击Project\Optionfortarget‘target1’，将出现下图所示的调试环境设置界面。点按