Keil Monitor-51仿真板的制作與使用

MCS -51單片機(jī)在我國(guó)應(yīng)用最為廣泛、經(jīng)久不衰。以往單片機(jī)應(yīng)用程序主要用匯編語(yǔ)言編寫(xiě)。由于匯編語(yǔ)言程序的可讀性和可移植性都較差，采用匯編語(yǔ)言編寫(xiě)單片機(jī)應(yīng)用程序不但周期長(zhǎng)，而且調(diào)試和排錯(cuò)也比較困難。為了提高編制單片機(jī)應(yīng)用程序的效率，改善程序的可讀性可移植性，采用高級(jí)語(yǔ)言無(wú)疑是一種最好的選擇。C語(yǔ)言是一種通用的計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言，既具有一般高級(jí)語(yǔ)言的特點(diǎn)，又能直接對(duì)計(jì)算機(jī)的硬件進(jìn)行操作，表達(dá)和運(yùn)算能力也較強(qiáng)，許多以往只能采用匯編語(yǔ)言來(lái)解決的問(wèn)題現(xiàn)在都可以改用C語(yǔ)言解決。德國(guó)Keil Software公司多年來(lái)致力于單片機(jī)C語(yǔ)言編譯器的研究。該公司開(kāi)發(fā)的Keil C51是一種專(zhuān)為8051單片機(jī)設(shè)計(jì)的高效率C語(yǔ)言編譯器，符合ANSI標(biāo)準(zhǔn)，生成的程序代碼運(yùn)行速度極高，所需要的存儲(chǔ)空間極小，完全可以與匯編語(yǔ)言相比美。

近年來(lái)，Keil C51不斷升級(jí)，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(jī)愛(ài)好者的歡迎。Keil C51以軟件包的形式向用戶(hù)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(kāi)發(fā)平臺(tái)。C51具有豐富的函數(shù)庫(kù)，包含100多種功能函數(shù)，為用戶(hù)編程提供了極大的方便。C51程序可實(shí)現(xiàn)與匯編語(yǔ)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(jià)格較高。為此Keil C51提供了Monitor-51仿真板的制作方法，但無(wú)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(zhuān)門(mén)討論，有很多愛(ài)好者在制作仿真板時(shí)遇到一些問(wèn)題，當(dāng)然也有成功者。筆者也是Keil C51的用戶(hù)，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(duì)其進(jìn)行了分析，詳細(xì)說(shuō)明了監(jiān)控程序的生成方法，對(duì)使用中常出現(xiàn)的問(wèn)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(chǔ)空間，用于存放監(jiān)控程序；

·256字節(jié)的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)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(chǔ)空間用于裝載完整的用戶(hù)應(yīng)用程序；

·串行口及一個(gè)用作波特率發(fā)生器的內(nèi)部定時(shí)器；

·6字節(jié)的堆?？臻g，用于用戶(hù)程序的測(cè)試；

·如果用戶(hù)程序大于64K字節(jié)，P1口的部分引腳要用于程序存儲(chǔ)空間擴(kuò)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(jì)的Monitor-51仿真板電路原理如圖1。

需要說(shuō)明的是，圖1中存放用戶(hù)程序的32K字節(jié)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器62256的OE（輸出允許引腳），是將CPU的PSEN和RD信號(hào)相與后再與之相連，稱(chēng)為von Neumann接法。此時(shí)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器在PSEN有效時(shí)，就相當(dāng)于外部程序存儲(chǔ)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(chǔ)空間相重復(fù)。Von Neumann接法的另一個(gè)作用是調(diào)試時(shí)可以在用戶(hù)程序代碼中設(shè)置斷點(diǎn)，監(jiān)控程序修改用戶(hù)程序代碼在所有的斷點(diǎn)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(yǔ)法如下：

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

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(jī)的serialtype設(shè)置的含義列于表1中。

表1 MCS-51系列單片機(jī)的serialtype設(shè)置含義


xdatastart：指定Monitor-51監(jiān)控程序使用的外部存儲(chǔ)單元的頁(yè)號(hào)（一頁(yè)為256字節(jié)）即上節(jié)所需硬件資源的第2項(xiàng)，取值為0-FF之間的十六進(jìn)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(chǔ)單元)被Monitor-51監(jiān)控程序存放內(nèi)部變量，用戶(hù)應(yīng)用程序不能使用。

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

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

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