Keil Monitor-51仿真板的制作與使用

MCS -51單片機在我國應用最為廣泛、經(jīng)久不衰。以往單片機應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)單片機應用程序不但周期長(cháng)，而且調試和排錯也比較困難。為了提高編制單片機應用程序的效率，改善程序的可讀性可移植性，采用高級語(yǔ)言無(wú)疑是一種最好的選擇。C語(yǔ)言是一種通用的計算機程序設計語(yǔ)言，既具有一般高級語(yǔ)言的特點(diǎn)，又能直接對計算機的硬件進(jìn)行操作，表達和運算能力也較強，許多以往只能采用匯編語(yǔ)言來(lái)解決的問(wèn)題現在都可以改用C語(yǔ)言解決。德國Keil Software公司多年來(lái)致力于單片機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單片機設計的高效率C語(yǔ)言編譯器，符合ANSI標準，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(yǔ)言相比美。

近年來(lái)，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(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。C51具有豐富的函數庫，包含100多種功能函數，為用戶(hù)編程提供了極大的方便。C51程序可實(shí)現與匯編語(yǔ)言的接口，兩者相互之間的調用十分方便。

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，并對其進(jìn)行了分析，詳細說(shuō)明了監控程序的生成方法，對使用中常出現的問(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字節的程序存儲空間，用于存放監控程序；

·256字節的外部數據存儲單元（系統需要）和可選的5K字節的跟蹤緩沖區；

·足夠大的外部數據存儲空間用于裝載完整的用戶(hù)應用程序；

·串行口及一個(gè)用作波特率發(fā)生器的內部定時(shí)器；

·6字節的堆?？臻g，用于用戶(hù)程序的測試；

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

·其它資源均可為應用程序所用。

根據以上要求，筆者設計的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字節外部數據存儲器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(chēng)為von Neumann接法。此時(shí)外部數據存儲器在PSEN有效時(shí)，就相當于外部程序存儲器，當然監控程序的存放地址空間不斷與這種接法的外部數據存儲空間相重復。Von Neumann接法的另一個(gè)作用是調試時(shí)可以在用戶(hù)程序代碼中設置斷點(diǎn)，監控程序修改用戶(hù)程序代碼在所有的斷點(diǎn)處插入ACALL指令。

2 監控程序

Monitor-51仿真板的監控程序可用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)境下執行，語(yǔ)法如下：

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

命令中的各參數解釋如下：

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

表1 MCS-51系列單片機的serialtype設置含義


xdatastart：指定Monitor-51監控程序使用的外部存儲單元的頁(yè)號（一頁(yè)為256字節）即上節所需硬件資源的第2項，取值為0-FF之間的十六進(jìn)制數，缺省值為 FF。例：xdatsatart=FF，則X：0xFF00..X：0xFFFF(X表示外部數據存儲單元)被Monitor-51監控程序存放內部變量，用戶(hù)應用程序不能使用。

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

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

PROMCHECK：可選項，Monitor-51監控程序在CPU復位時(shí)檢查在程序存儲區0地址處是EPROM還是RAM。