KeilC51语言软件开发系统基本知识.docx
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KeilC51语言软件开发系统基本知识
KeilC5开发系统根本知识
.第一节系统概述
KeilC5是美国KeilSoftware公司出品的5系列兼容单片机C语言软件开发系统,与汇编相比,C语言在功能上、结构性、可读性、可维护性上有明显的优势,因而易学易用。
用过汇编语言后再使用C来开发,体会更加深刻。
KeilC5软件提供丰富的库函数和功能强大的集成开发调试工具,全Windows界面。
另外重要的一点,只要看一下编译后生成的汇编代码,就能体会到KeilC5生成的目标代码效率非常之高,多数语句生成的汇编代码很紧凑,容易理解。
在开发大型软件时更能表达高级语言的优势。
下面详细介绍KeilC5开发系统各局部功能和使用。
2.第二节KeilC5单片机软件开发系统的整体结构
C5工具包的整体结构,如图()所示,其中uVision与Ishell分别是C5forWindows和forDos的集成开发环境(IDE),可以完成编辑、编译、连接、调试、仿真等整个开发流程。
开发人员可用IDE本身或其它编辑器编辑C或汇编源文件。
然后分别由C5及A5编译器编译生成目标文件(.OBJ)。
目标文件可由LIB5创立生成库文件,也可以与库文件一起经L5连接定位生成绝对目标文件(.ABS)。
ABS文件由OH5转换成标准的Hex文件,以供调试器dScope5或tScope5使用进行源代码级调试,也可由仿真器使用直接对目标板进行调试,也可以直接写入程序存贮器如EPROM中。
图()C5工具包整体结构图
3.第三节KeilC5工具包的安装
..C5forDos
在Windows下直接运行软件包中DOS\C5DOS.exe然后选择安装目录即可。
完毕后欲使系统正常工作须进行以下操作(设C:
\C5为安装目录):
修改Autoexec.bat,参加
path=C:
\C5\Bin
SetC5LIB=C:
\C5\LIB
SetC5INC=C:
\C5\INC
然后运行Autoexec.bat
2.2.C5forWindows的安装及本卷须知:
在Windows下运行软件包中WIN\Setup.exe,最好选择安装目录与C5forDos相同,这样设置最简单(设安装于C:
\C5目录下)。
然后将软件包中crack目录中的文件拷入C:
\C5\Bin目录下。
4.第四节KeilC5工具包各局部功能及使用简介
..C5与A5
.()C5
C5是C语言编译器,其使用方法为:
C5sourcefile[编译控制指令]
或者
C5@commandfile
其中sourcefile为C源文件(.C)。
大量的编译控制指令完成C5编译器的全部功能。
包控C5输出文件C.LST,.OBJ,.I和.SRC文件的控制。
源文件(.C)的控制等,详见第五局部的具体介绍。
而Commandfile为一个连接控制文件其内容包括:
.C源文件及各编译控制指令,它没有固定的名字,开发人员可根据自己的习惯指定,它适于用控制指令较多的场合。
2.
(2)A5
A5是汇编语言编译器,使用方法为:
A5sourcefile[编译控制指令]
或A5@commandfile
其中sourcefile为汇编源文件(.asm或.a5),而编译控制指令的使用与其它汇编如ASM语言类似,可参考其他汇编语言材料。
Commandfile同C5中的Commandfile类似,它使A5使用和修改方便。
2.2.L5和BL5
.()L5
L5是KeilC5软件包提供的连接/定位器,其功能是将编译生成的OBJ文件与库文件连接定位生成绝对目标文件(.ABS),其使用方法为:
L5目标文件列表[库文件列表][tooutputfile][连接控制指令]
或L5@Commandfile
源程序的多个模块分别经C5与A5编译后生成多个OBJ文件,连接时,这些文件全列于目标文件列表中,作为输入文件,如果还需与库文件(.LiB)相连接,那么库文件也必须列在其后。
outputfile为输文件名,缺少时为第一模块名,后缀为.ABS。
连接控制指令提供了连接定位时的所有控制功能。
Commandfile为连接控制文件,其具体内容是包括了目标文件列表,库文件列表及输出文件、连接控制命令,以取代第一种繁琐的格式,由于目标模块库文件大多不止个,因而第2种方法较多见,这个文件名字也可由使用者随意指定。
2.
(2)Bl5
BL5也是C5软件包的连接/定位器,其具有L5的所有功能,此外它还具有以下3点特别之处:
a.可以连接定位大于64kBytes的程序。
b.具有代码域及域切换功能(CodeBanking&BankSwitching)
c.可用于RTX5操作系统
RTX5是一个实时多任务操作系统,它改变了传统的编程模式,甚至不必用main()函数,单片机系统软件向RTOS开展是一种趋势,这种趋势对于86和386及68K系列CPU更为明显和必须,对805因CPU较为简单,程序结构等都不太复杂,RTX5作用显得不太突出,其专业软件PK5软件包甚至不包括RTX5Full,而只有一个RTX5TINY本的RTOS。
RTX5TINY适用于无外部RAM的单片机系统,因而可用面很窄,在本文中不作介绍。
Bankswitching技术因使用很少也不作介绍。
3.3.DScope5,Tscope5及Monitor5
.()dScope5
dScope5是一个源级调试器和模拟器,它可以调试由C5编译器、A5汇编器、PL/M5编译器及ASM5汇编器产生的程序。
它不需目标板〔forwindows也可通过mon5接目标板〕,只能进行软件模拟,但其功能强大,可模拟CPU及其外围器件,如内部串口,外部I/O及定时器等,能对嵌入式软件功能进行有效测试。
其使用方法为:
DS5[debugfile][INIT(initfile)]
其中debugfile是一个Hex格式的805文件,即待调试的文件其为可选的,可在进入dScope5后用load命令装入。
Initfile为一个初使化文件,它在启动dScope5后,在debugfile装入前装入,装有一些dScope的初使化参数及常用调试函数等。
下面是一个dScope.ini文件(fordos)的内容:
Load..\..\ds5\805.iof
Map0,0xffff
dScope5forWindows那么直接用鼠标进入,然后用load装入待调文件。
2.
(2)tScope5
与dScope5不同的是Scope5必须带目标板,目前它可以通过两种方式访问目标板。
()通过EMul5在线仿真器,tScope5为该仿真器准备了一个动态连接文件EMUL5.IOT,但该方法必须配合该仿真器。
(2)通过Monitov5监控程序,这种方法是可行的,tScope5为访问Monitor5专门带有MON5.IOT连接程序,使用时可通过串口及监控程序来调试目标板。
其使用方法为:
TS5[INIT(file_name.ini)]
其中file_name.ini为一个初使化文件。
进入TS5后,必须装入IOT文件,可用的有MON5.IOT及EMUL5.IOT两种,如装入MON5.IOT:
Load.C:
\C5\TS5\MON5.IOTCPUTYPE(8057)
可惜的是tScope5只有forDos的本。
3.(3)Monitor5
Monitor5是一个监控程序通过PC机的串口与目标板进行通信,Monitor操作需要MON5或dScope5forWindows,后面局部将对Monitor5做较为详细的介绍。
4.4.Ishell及uVision
.()IshellforDos
这是一个forDos的IDE,直接在命令行键入Ishell,那么进入该环境,它使用简单方便。
其命令行与DOS命令行具有同样的功能,对单模块的Project直接由菜单进行编译连接,对多模块的project。
那么通过批处理,BAT文件进行编译连接,然后通过菜单控制由dScope5或tScope5对程序进行调试,因为是fordos的,不做太详细介绍。
2.
(2)uVisionforWindows
uVisionforWindows是一个标准的Windows应用程序,它是C5的一个集成软件开发平台,具有源代码编辑、project管理、集成的make等功能,它的人机界面友好,操作方便,是开发者的首选,具体配置及使用见第五局部。
2.第二章KeilC5软件使用详解
.第一节KeilC5编译器的控制指令
C5编译器的控制指令分为三类:
源文件控制类,目标文件控制类及列表控制类。
..源文件控制类
NOEXTEND:
C5源文件不允许使用ANSIC扩展功能。
DEFINE(DF):
定义预处理(在C5命令行)。
2.2.目标文件(Object)控制类:
COMPACTLARGESMALL选编译模式
DEBUG(DB)包含调试信息,以供仿真器或dSCope5使用。
NOAMAKE(NOAM)禁止AutoMake信息记录
NOREGPARMS禁止用存放器传递参数
OBJECTEXTEND(OE)Object文件包含附加变量类型信息
OPTIMIZE(OT)指定优化级别
REGFILE(RF)指定一个存放器使用的文件以供整体优化用
REGISTERBANK(RB)指定一个供绝对存放器访问的存放器区名
SRC不生成目标文件只生成汇编源文件
其它控件不常用。
3.3.列表文件(listing)控制类:
CODE(CD):
向列表文件参加汇编列表
LISTINCLUDE(LC):
显示indude文件
SYMBOLS(SB):
列表文件包括模块内所有符号的列表
WARNINGLEVEL(WL):
选择“警告〞级别
2.第二节dScope5的使用
..dScope5forDos
总的来说dScope5具有以下特性:
l高级语言显示模式
l集成硬件环境模拟
l单步或“GO〞执行模式
l存储器、存放器及变量访问
lWatch表达式之值
l函数与信号功能
下面,具体说明在进入dScope5forDos之后,如何实现上述功能,dScope5采用下拉菜单格式和窗口显示控制,共有language、serial、exe、register四个窗口,其中exe为命令行窗口,language为程序窗口,serial为串口窗,register为存放器窗。
.()高级语言显示模式
单击主菜单中的“View〞,第一栏中的三条命令“Highlevel〞、“Mixed〞、“Assembly〞分别对所装入的程序按照“高级〞、“混合级〞及“汇编级〞三种方式显示,以方便调试使用。
2.
(2)集成硬件环境模拟显示
主菜单中“Peripheral〞各条能显示模拟硬件环境的状态,其中:
i/oPort:
显示各I/O口之值,对803而言SFR中的P、P2、P3、P0与引脚之值分别列出:
Interrupt:
显示5个中断源的入口模式是否允许,优先级等中断状态。
Timer:
显示各定时/计数器的模式,初始值状态等。
intMessage:
中断信息允许,如为允许(“>>〞出现),那么当中断申请时,显示中断源信息。
比方当中断发生时会显示:
“interruptTimer0occured〞等
A/Dconverter:
显示A/D转换器状态无时,那么提示“无〞。
Serial:
串口信息显示,包括串口模式、波特产等
Other:
其它器件,如为803那么显示“无〞
3.(3)单步或“Go〞执行
“F8”单步执行,“F5”全速执行到断点。
或选主菜单中Trace单步执行CPU中的Go全速执行。
4.(4)存储器存放器及变量访问
外部存储器管理MAP菜单:
设置(set)、取消(reset)、显示(Display)处理可用存储空间。
修改Code代码:
ASM命令
存储器显示命令:
D类别为(X、D、I、B、C)
修改存储器命令:
E有以下几种命令EB、EC、EI、EL、EF、EP
复杂数据类型显示:
Object命令;用以显示结构或数组的内容。
欲使此命令有效,C5编译器必须有DB及OBJECTEXTEND两条。
反汇编命令:
U
5.(5)“Watch〞表达式之值
在View菜单的“Watch〞一栏中有四项:
其中包括定义WatchPoint(Define)、删除WatchPoint(remove,killall),及自动更新选项。
也可用WS、WK等命令代替,下面具体看“表达式〞类型:
dScope5一次最多可设6个WtchPoint表达式,显示于WatchWindow之中,表达式可以是简单变量,也可是复杂数据类型如结构、数组和指向结构的指针等,例如:
>WS*ptime
>WSptime→hour
>WSsome_record[o],analog等等
6.(6)关于.IOF文件
启动DS5后必须装入.IOF文件才能使CPU及Peripheral各项起作用,这个函数的使用是依据805系列CPU的不同特点,装入805各CPU硬件设备模拟驱动文件,比方803CPU就必须loadDS5目录下的805.IOF。
2.2.dScopeforWindows
dScopeforwindows具有dScopefordos的全部功能,此外,它还具有以下明显的优点:
()标准的Windows界面,操作更容易更简单;
(2)常用操作多用对话框,而非Dos的行命令方式;
(3)窗口资源更加丰富:
存储器窗口、覆盖率分析、运行状态分析窗口,加强了调试功能;
因为dScopeforWindows功能强大,具体操作在第八章详细介绍。
3.第三节Monitor5及其使用
..Monitor5对硬件的要求
()硬件系统为5系列CPU;
(2)带5K外部程序存储器(从O地址开始),存放Monitor5程序;
(3)256Bytes的外部数据存储器以及5K的跟踪缓冲区,此外,外部数据存储器必须足够容纳所有应用程序代码及数据,且所有外部数据存储器必须为冯·诺伊曼存储器,即能一致访问XDATA与Code空间。
(4)一个定时器作为波特率发生器供串口使用;
(5)6Bytes的空余堆栈。
2.2.Mon5的使用
Mon5的使用途径有三种方式:
()Dos行命令方式
即先用install对MON5进行配置,然后用MON5进入Monitor状态,启用各种命令对Monitor5进行调试。
(2)tScope5方式
启动tScope5装入TS5目录下的MON5.IOT驱动文件,与目标板通信。
(3)dScope5forWindows方式
在选CPU驱动文件时,选“MON5.dll〞,那么检查目标板并进入MON5状态。
3.3.MON5的配置
()MON5forDos的配置
运行install文件(在MON5目录下),不同的参数可以配置不同的硬件环境。
INSTALLSerialtype[xdstastart[codestart[bank][PROMCHECK]]],具体说明见MON5帮助文件或使用手册。
(2)MON5forWindows的配置
在启用MON5.dll时,会使得系统自动检查目标板连接,如配置不对,那么弹出“Configuration〞对话框,设置PC串口,波特率等,完毕单击“apply〞有效。
4.4.串口连接图:
收发交叉互连,RTS、CTS直连,DSR、DTR直连,具体引脚排列参考串口资料。
5.5.MON5命令及使用
详细的MON5命令可参阅帮助。
4.第四节集成开发环境(IDE)的使用
..IshellforDos的使用
进入Ishell之后看到两个窗口:
一个是文件窗口,一个是Dos命令行窗口,窗口上方是下拉式的命令菜单,其中的Files控制文件窗口的显隐。
使用Ishell,第一步就是配置系统,即要学习两个文件的修改与创立:
.()Ishell.CFG文件
每一个project都有一个Ishell.CFG,其中存放有“Option菜单和Setup菜单下的局部信息;Bellenabled、Monochromeenabled、EditorSelected、CRTLines、targetenviroment、nameofuseredit、Automaticloadforconfigurationenabled、filewindowenabled、filespecificationforfilewindow、translatecommandlinecontrols、projectname等。
对每个project都必须设置以上信息,然后存盘“setup〞的的“save〞,这样才可正式开始下面工作。
2.
(2)IShell.col文件
对IDE颜色设置,如不改动,可以缺省为主。
3.(3)CDF文件
该文件位于BIN目录下,每一文件定义一组外部函数工具包,即定义外部环境如805.CDF,USER.CDF等,开发者可修改CDF文件,供自己使用,至于CDF文件内容可查看一下805.CDF即可知道。
注意.CDF文件是Ishell系统的核心所在,不同的CDF文件可使本IDE适用于不同的编译、连接系统,即本IDE并不仅适于C5。
下面谈一谈Automake工具:
C5的Automake是一个project管理器,在805工具包中以OBJECT文件形式保存了一个project的信息,AutoMake用这些信息来进行project管理,一旦手工建立一个project,Automake可生成一个新的OBJECT,AutoMake利用此文件来编译那些修改正的文件。
Automake支持C5、A5、L5/BL5、C66、A66、L66等编译连接器。
点中主菜单中的Automake即运行本工具。
IshellforDos使用比拟繁琐,推荐使用uVisionforwindows。
2.2.uVisionforwindows的使用
uVision是一个标准的windows应用程序,其编译功能、文件处理功能、project处理功能、窗口功能以及工具引用功能(如A5、C5、PL/M4、BL5dScope等)等都较IshellforDos要强得多。
uVision采用BL5作连接器,因为BL5兼容L5,所以一切能在Dos下工作的project都可以到uVision中进行连接调试。
uVision采用dScopeforwindows作调试器,该调试器支持MON5及系统模拟两种方式,功能较forDOS要强大好用,调试功能强大。
注意:
()Option菜单下的各项要会使用,其中A5、C5、PL/M5、BL5定义各文件所使用的编译、连接控制指令,dScope定义一个dScope初始化文件。
Make那么是定义一个make文件。
(2)进入调试是在RUN菜单下运行dScope。
(3)project中包括新建、翻开、修改、更新、编译、连接等poject处理,具体使用可参考后面的例子。
3.第三章KeilC5vs标准C
深入理解并应用C5对标准ANSIC的扩展是学习C5的关键之一。
因为大多数扩展功能都是直接针对805系列CPU硬件的。
大致有以下8类:
l805存储类型及存储区域
l存储模式
l存储器类型声明
l变量类型声明
l位变量与位寻址
l特殊功能存放器(SFR)
lC5指针
l函数属性
具体说明如下(803为缺省CPU)。
.第一节KeilC5扩展关键字
C5V4.0本有以下扩展关键字(共9个):
_at_idatasfr6alieninterruptsmall
bdatalarge_task_Codebitpdata
usingreentrantxdatacompactsbitdatasfr
2.第二节内存区域(MemoryAreas):
..PragramArea:
由Code说明可有多达64kBytes的程序存储器
2.2.InternalDataMemory:
内部数据存储器可用以下关键字说明:
data:
直接寻址区,为内部RAM的低28字节00H~7FH
idata:
间接寻址区,包括整个内部RAM区00H~FFH
bdata:
可位寻址区,20H~2FH
3.3.ExternalDataMemory
外部RAM视使用情况可由以下关键字标识:
xdata:
可指定多达64KB的外部直接寻址区,地址范围0000H~0FFFFH
pdata:
能访问页(25bBytes)的外部RAM,主要用于紧凑模式(CompactModel)。
4.4.SpeciacFunctionRegisterMemory
805提供28Bytes的SFR寻址区,这区域可位寻址、字节寻址或字寻址,用以控制定时器、计数器、串口、I/O及其它部件,可由以下几种关键字说明:
sfr:
字节寻址比方sfrP0=0x80;为PO口地址为80H,“=〞后H~FFH之间的常数。
sfr6:
字寻址,如sfr6T2=0xcc;指定Timer2口地址T2L=0xccT2H=0xCD
sbit:
位寻址,如sbitEA=0xAF;指定第0xAF位为EA,即中断允许
还可以有如下定义方法:
sbit0V=PSW^2;(定义0V为PSW的第2位)
sbit0V=0XDO^2;(同上)
或bit0V=0xD2(同上)。
3.第三节存储模式
存储模式决定了没有明确指定存储类型的变量,函数参数等的缺省存储区域,共三种:
..Small模式
所有缺省变量参数均装入内部RAM,优点是访问速度快,缺点是空间有限,只适用于小程序。
2.2.Compact模式
所有缺省变量均位于外部RAM区的一页(256Bytes),具体哪一页可由P2口指定,在STARTUP.A5文件中说明,也可用pdata指定,优点是空间较Small为宽裕速度较Small慢,较large要快,是一种中间状态。
3.3.large模式
所有缺省变量可放在多达64KB的外部RAM区,优点是空间大,可存变量多,缺点是速度较慢。
提示:
存储模式在C5编译器选项中选择。
4.第四节存储类型声明
变量或参数的存储类型可由存储模式指定缺省类型,也可由关键字直接声明指定。
各类型分别用:
code,data,idata,xdata,pdata说明,例:
datauar
charcodearray[]=“hello!
〞;
unsigned