Keil Monitor-51仿真板的制作與使用

MCS -51單片機在我國應(yīng)用最為廣泛、經(jīng)久不衰。以往單片機應(yīng)用程序主要用匯編語言編寫。由于匯編語言程序的可讀性和可移植性都較差，采用匯編語言編寫單片機應(yīng)用程序不但周期長，而且調(diào)試和排錯也比較困難。為了提高編制單片機應(yīng)用程序的效率，改善程序的可讀性可移植性，采用高級語言無疑是一種最好的選擇。C語言是一種通用的計算機程序設(shè)計語言，既具有一般高級語言的特點，又能直接對計算機的硬件進行操作，表達(dá)和運算能力也較強，許多以往只能采用匯編語言來解決的問題現(xiàn)在都可以改用C語言解決。德國Keil Software公司多年來致力于單片機C語言編譯器的研究。該公司開發(fā)的Keil C51是一種專為8051單片機設(shè)計的高效率C語言編譯器，符合ANSI標(biāo)準(zhǔn)，生成的程序代碼運行速度極高，所需要的存儲空間極小，完全可以與匯編語言相比美。

近年來，Keil C51不斷升級，目前最高版本為V6.20。高版本的Keil C51編譯器，尤其是Keil μVision2（基于Windows的C51集成編譯環(huán)境）以其性能優(yōu)越、使用方便，受到了眾多單片機愛好者的歡迎。Keil C51以軟件包的形式向用戶提供主要包括C51交叉編譯器、A51宏匯編器、BL連接定位器等一系列工具和μVision2、軟件仿真器dScope51等開發(fā)平臺。C51具有豐富的函數(shù)庫，包含100多種功能函數(shù)，為用戶編程提供了極大的方便。C51程序可實現(xiàn)與匯編語言的接口，兩者相互之間的調(diào)用十分方便。

但目前支持高版本Keil C51編程的仿真器不多，且價格較高。為此Keil C51提供了Monitor-51仿真板的制作方法，但無完整的硬件電路圖，軟件設(shè)置也比較繁瑣。http://www.c51bbs.com。也有關(guān)于自制Monitor-51仿真板的專門討論，有很多愛好者在制作仿真板時遇到一些問題，當(dāng)然也有成功者。筆者也是Keil C51的用戶，并成功自制了Monitor-51仿真板，有一些心得。本文提供了Monitor-51仿真板的硬件電路，并對其進行了分析，詳細(xì)說明了監(jiān)控程序的生成方法，對使用中常出現(xiàn)的問題給出了解決方法。

1 硬件電路

Monitor-51仿真板的硬件資源要求如下：

·5K字節(jié)的程序存儲空間，用于存放監(jiān)控程序；

·256字節(jié)的外部數(shù)據(jù)存儲單元（系統(tǒng)需要）和可選的5K字節(jié)的跟蹤緩沖區(qū)；

·足夠大的外部數(shù)據(jù)存儲空間用于裝載完整的用戶應(yīng)用程序；

·串行口及一個用作波特率發(fā)生器的內(nèi)部定時器；

·6字節(jié)的堆?？臻g，用于用戶程序的測試；

·如果用戶程序大于64K字節(jié)，P1口的部分引腳要用于程序存儲空間擴展；

·其它資源均可為應(yīng)用程序所用。

根據(jù)以上要求，筆者設(shè)計的Monitor-51仿真板電路原理如圖1。

需要說明的是，圖1中存放用戶程序的32K字節(jié)外部數(shù)據(jù)存儲器62256的OE（輸出允許引腳），是將CPU的PSEN和RD信號相與后再與之相連，稱為von Neumann接法。此時外部數(shù)據(jù)存儲器在PSEN有效時，就相當(dāng)于外部程序存儲器，當(dāng)然監(jiān)控程序的存放地址空間不斷與這種接法的外部數(shù)據(jù)存儲空間相重復(fù)。Von Neumann接法的另一個作用是調(diào)試時可以在用戶程序代碼中設(shè)置斷點，監(jiān)控程序修改用戶程序代碼在所有的斷點處插入ACALL指令。

2 監(jiān)控程序

Monitor-51仿真板的監(jiān)控程序可用Keil C51提供的INSTALLBAT批處理文件生成，此文件在路徑下，須在DOS環(huán)境下執(zhí)行，語法如下：

INSTALL serialtype [xdatastart [codestart [BANK] [PROMCHECK]]],[]為可選項。

命令中的各參數(shù)解釋如下：

serialtype:串行通信設(shè)置，現(xiàn)將有關(guān)MCS-51系列單片機的serialtype設(shè)置的含義列于表1中。

表1 MCS-51系列單片機的serialtype設(shè)置含義


xdatastart：指定Monitor-51監(jiān)控程序使用的外部存儲單元的頁號（一頁為256字節(jié)）即上節(jié)所需硬件資源的第2項，取值為0-FF之間的十六進制數(shù)，缺省值為 FF。例：xdatsatart=FF，則X：0xFF00..X：0xFFFF(X表示外部數(shù)據(jù)存儲單元)被Monitor-51監(jiān)控程序存放內(nèi)部變量，用戶應(yīng)用程序不能使用。

Codestart：指定監(jiān)控程序代碼在程序存儲起始頁數(shù)，即起始位置，取值為0～F0之間的十六進制數(shù)，缺省值為0。

BANK：可選項，為代碼區(qū)分組的應(yīng)用程序安排，應(yīng)用程序不超過64K，一般不選此項。

PROMCHECK：可選項，Monitor-51監(jiān)控程序在CPU復(fù)位時檢查在程序存儲區(qū)0地址處是EPROM還是RAM。