单片机实验指导书单片机实验指导书 - 1 - 单片微型计算机原理单片微型计算机原理 实验指导书实验指导书 南京邮电大学自动化学院南京邮电大学自动化学院 电气信息工程系电气信息工程系 张腾飞张腾飞 2010 年年 10 月月 若发现有错误请联系：若发现有错误请联系：zhangtfnjupt.edu.cn 单片机实验指导书单片机实验指导书 Keil C 软件的使用 Keil C 软件的使用 Keil C51 软件是众多单片机应用开发的优秀软件之一， 它集编辑， 编译， 仿真于一体， 支持汇编,PLM 语言和 C 语言的程序设计，界面友好，易学易用。 下面介绍 Keil C51 软件的使用方法 进入 Keil C51 后，屏幕如下图所示。几秒钟后出现编辑界 启动 Keil C51 时的屏幕 进入 Keil C51 后的编辑界面 - 2 - 单片机实验指导书单片机实验指导书 简单程序的调试 简单程序的调试 学习程序设计语言、学习某种程序软件，最好的方法是直接操作实践。下面通过简单 的编程、调试，引导大家学习 Keil C51 软件的基本使用方法和基本的调试技巧。 1)建立一个新工程 单击 Project 菜单，在弹出的下拉菜单中选中 New Project 选项 2)然后选择你要保存的路径,输入工程文件的名字,比如保存到 C51 目录里,工程文件的名 字为 C51，如下图所示,然后点击保存. 3)这时会弹出一个对话框,要求你选择单片机的型号,可以根据你使用的单片机来选 择,keil c51 几乎支持所有的 51 核的单片机,这里还是以用的比较多的 Atmel 的 89C51 来 说明,如下图所示,选择 89C51 之后,右边栏是对这个单片机的基本的说明,然后点击确定. - 3 - 单片机实验指导书单片机实验指导书 4)完成上一步骤后，屏幕如下图所示 到现在为止，我们还没有编写一句程序，下面开始编写我们的第一个程序。 - 4 - 单片机实验指导书单片机实验指导书 5)在下图中，单击“File”菜单，再在下拉菜单中单击“New”选项 新建文件后屏幕如下图所示 此时光标在编辑窗口里闪烁，这时可以键入用户的应用程序了，但这里建议首先保存 该空白的文件，单击菜单上的“File”，在下拉菜单中选中“Save As”选项单击，屏幕 如下图所示，在“文件名”栏右侧的编辑框中，键入欲使用的文件名，同时，必须键入正 确的扩展名。 注意，如果用语言编写程序，则扩展名为(.c)；如果用汇编语言编写程序，则扩展 名必须为(.asm)。然后，单击“保存”按钮。 - 5 - 单片机实验指导书单片机实验指导书 6)回到编辑界面后，单击“Target 1”前面的“”号，然后在“Source Group 1”上单 击右键，弹出如下菜单 然后单击“Add File to Group Source Group 1” 屏幕如下图所示 - 6 - 单片机实验指导书单片机实验指导书 选中 Test.c，然后单击“Add”屏幕如下图所示 注意到“Source Group 1”文件夹中多了一个子项“Text1.c”了吗？子项的多少与所增 加的源程序的多少相同 7)现在，请输入如下的 C 语言源程序: #include /包含文件 #include void main(void) /主函数 SCON=0x52; TMOD=0x20; TH1=0xf3; TR1=1; /此行及以上 3 行为 PRINTF 函数所必须 printf(“Hello I am KEIL. n”); /打印程序执行的信息 printf(“I will be your friend.n”); while(1); - 7 - 单片机实验指导书单片机实验指导书 在输入上述程序时， Keil c51 会自动识别关键字， 并以不同的颜色提示用户加以注意， 这样会使用户少犯错误，有利于提高编程效率。程序输入完毕后，如下图所示 8)在上图中，单击“Project”菜单，再在下拉菜单中单击“Built Target”选项（或者 使用快捷键 F7） ， 编译成功后， 再单击“Project”菜单， 在下拉菜单中单击“Start/Stop Debug Session”（或者使用快捷键 Ctrl+F5）,屏幕如下所示 - 8 - 单片机实验指导书单片机实验指导书 9)调试程序:在上图中，单击“Debug”菜单，在下拉菜单中单击“Go”选项，（或者使用 快捷键 F5），然后再单击“Debug”菜单，在下拉菜单中单击“Stop Running”选项（或 者使用快捷键 Esc）；再单击“View”菜单，再在下拉菜单中单击“Serial Windows #1” 选项，就可以看到程序运行后的结果，其结果如下图所示 至此，我们在 Keil C51 上做了一个完整工程的全过程。但这只是纯软件的开发过程， 如何使用程序下载器看一看程序运行的结果呢？ 10）单击“Project”菜单，再在下拉菜单中单击“” 在下图中，单击“Output”中单击“Create HEX File”选项，使程序编译后产生 HEX 代 码，供下载器软件使用。把程序下载到单片机中。 - 9 - 单片机实验指导书单片机实验指导书 单片机下载器软件使用 单片机下载器软件使用 单片机下载器软件有不同的版本和实用的芯片， 但基本功能大同小异， 这里以 AT89S51 单片机下载器软件为例进行说明。 AT89S51 单片机下载器是专门用于下载程序到单片机系统中，该软件使用方便。启动 软件之后进入下面的界面（如图 3.1 所示） ： 图 3.1 在上图中： 11 区域 1 为程序代码显示区； 22 区域 2 为下载芯片选择区，该软件支持多种芯片的程序在线下载，对系统板上的单片 机 AT89S51 是其中一种，软件默认情况下为 AT89S51 单片机。 33 区域 3 为在线下载的操作区，它可以提供如下的操作 1） 初始化：启动 AT89S51 单片机进入 ISP 下载状态，点击一下，若启动成功，则操 作区后的操作按钮就会变成如图 3.2 所示的状态。否则，不成功会有“初始化失 败”的红色字样提示。 图 3.2 2） 特征字：点击一下，会读出单片机的芯片的特征字，对于 AT89S51 单片机的特征 字为：1E 51 06，出现的提示框如图 3.3 所示 - 10 - 单片机实验指导书单片机实验指导书 图 3.3 3） 查空：是检查单片机是否已经被擦除干净。 4） 擦除：是把单片机的内容擦除干净，即单片机内部 ROM 的内容全为 FFH。 5） 编程：把代码区中的程序代码下载到单片机的内部 ROM 中。注意在编程之前，要 对单片机芯片进行擦除操作。 6） 检验：是经过编程之后，对下载到单片机内部 ROM 中的内容与代码区的内容相比 较，若程序下载过程中完全正确，则提示校验正确，否则提示出现错误。那就得 需要重新下载程序到 ROM 中。 7） 自动：提供了从内部 ROM 从擦除到编程，最后到校验这三个过程。 8） 读取：从单片机内部 ROM 中读取内容到代码显示区中。 44 区域 4 中，有“装载” 、 “设置” 、 “保存”和“退出”四个功能。 1） 装载：是把经过 KEIL C 软件转化成 HEX 格式的文件装入区域 1 中，当单击“装 载”按钮时，出现如图 3.4 所示的对话框。 图 3.4 在这里选择以 HEX 为后缀的文件，选中它并点击“打开”按钮，即把程序代码装入到 代码显示区 1 中。 装载之后如图 3.5 所示。 我们就可以把代码显示区域 1 中的代码通过 ISP 下载线下载到 AT89S51 单片机中。 - 11 - 单片机实验指导书单片机实验指导书 - 12 - 图 3.5 2） 设置：对该软件一些操作方式进行设置，点击按钮之后，出现图 3.6 所示的界面： 图 3.6 在这里可以进行通信端口的设置，共设置的 4 个串行通信端口，COM1、COM2、COM3、 COM4，根据计算机的硬件特点来决定，默认情况下为 COM1，即串行通信口 1。 另外，还可以对芯片的加密位进行设置，共有 4 种选择： “不加密”对芯片的程序不进行加密保护 “锁定位 1”对芯片的程序进行一级加密保护 “锁定位 2”对芯片的程序进行二级加密保护 “锁定位 1，2”对芯片的程序进行三级加密保护 3） 保存： 是把从单片机的芯片 ROM 中的程序读取出来到代码显示区域 1 中， 点击 “保 存”按钮，即可保存为 HEX 格式的文件。 4） 退出：退出该软件系统。 在进行程序调试的时候，我们一般通过 KEIL C 软件把编译好的程序转化成 HEX 格 式文件，通过上面的方法，装载程序之后，点击“自动”按钮，程序就下载到单片机内部 ROM 芯片中，最后点击“运行” ，即可以看到程序的结果。注意，每次重新更新程序的时 候，要点击“初始化”按钮，才可以相应的操作。 单片机实验指导书单片机实验指导书 - 13 - 实验步骤及相关说明 实验步骤及相关说明 1. 新的工程：ProjectNew Project 创建新的工程，给文件赋文件名 2. FileNew 编辑新的文件，编辑好了，保存，以.ASM 为后缀名 3. 工程窗口，Target 1Source group 1 鼠标右键，第三大栏第一项：Add files to group Source Group 1,将刚才编辑的文件或者事先编辑好的文件加入该源程序组，注意选择文件类型为 Assembly language file 4. ProjectBuild target 汇编，创建目标文件。如果报错，修改错误。 5. 工程窗口，Target 1 鼠标右键，第一大栏第二项：options for Target 1 , Debug 页，选择 Use Simulator, 确定 6. 调试：Debug 第一项 Start/Stop Debug Session 开始仿真 7. 进入仿真：ViewMemory Window， 右下角会出现存储器窗口，在 Address 窗口中输入：d:00h 显示内部数据存储器从 00h 开始的单元； x:1000h 显示外部数据存储器从1000h 开始的单元； c:0000H 显示程序存储器内容 8. 运行程序： Debug 菜单栏中: go全速运行程序， 需要选择 debugstop running 才能将程序退出运行状态； step单步跟踪，会跟踪进子程序，依次执行子程序中一条一条指令； step over单步运行，一次执行一条指令，碰到子程序调用，执行一次会将子程序运行完； stop out of current function运行出当前子程序； Run to cursor line运行到当前光标所在行， pc 指向光标所在行， 程序执行完该行上一条指令； stop running退出运行 9. 仿真时，左上为寄存器窗口，可以在此窗口直接修改寄存器的值；左下为命令窗口，可以在此以表达式方式给寄存器赋值；右上为程序窗口，显示根据机器码反汇编出来的程序指令 10. 调试过程中发现错误，需要退出仿真状态，进入编辑状态修改完再重新汇编链接调试。 单片机实验指导书单片机实验指导书 - 14 - 实验一、MCS51 单片机基本开发环境 实验一、MCS51 单片机基本开发环境 1 实验目的：实验目的： 1) 熟悉软件的集成开发环境 2) 掌握单片机软件设计流程 3) 掌握单片机存贮器结构及各窗口之间的联系 2 实验内容：实验内容： 1) 用三种方法实现将累加器 A 内容改为 20H 2) 将 58H 位单元置为 1，观察内部 RAM 中 2BH 内容的变化 3) 如果当前状态为有进