KeilμVision4集成开发环境与-C语言程序设计.doc

|附录 A Keil Vision4 集成开发环境与 C语言程序设计Keil 公司是一家业界领先的微控制器（MCU）软件开发工具的独立供应商。Keil 公司由两家私人公司联合运营，分别是德国慕尼黑的 Keil Elektronik GmbH 和美国德克萨斯的Keil Software Inc。Keil 公司制造和销售种类广泛的开发工具，包括 ANSI C 编译器、宏汇编程序、调试器、连接器、库管理器、固件和实时操作系统核心(real-time kernel)。有超过10 万名微控制器开发人员在使用这种得到业界认可的解决方案。其 Keil C51 编译器自1988 年引入市场以来成为事实上的行业标准，并支持超过 500 种 80C51 变种。Keil 公司在2007 年被 ARM 公司收购。其两家公司分别更名为 ARM Germany GmbH 和 ARM Inc 和。2009 年 2 月，Keil 公司发布了 Keil Vision4，Keil Vision4 引入灵活的窗口管理系统，使开发人员能够使用多台监视器，提供可在虚拟接口上随意放置窗口的完整控制能力。新的用户界面可以更好地利用屏幕空间和更有效地组织多个窗口，提供一个整洁，高效的环境来开发应用程序。新版本支持更多最新的 80C51 兼容芯片及 ARM 芯片，还添加了一些其他新功能，如系统查看器(System Viewer)窗口、多项目工作空间 (Multi-Project Workspace)等。附 A.1 Keil Vision4 集成开发环境附 A.1.1 简介Keil Vision4 集成开发环境（Integrated Development Environment，IDE ）是一个基于Windows 的开发平台，它包含高效的源代码编辑器、项目（Project）管理器和程序生成（MAKE）工具。Keil Vision4 支持所有的 80C51 嵌入式应用工具，它包括 C/C+编译器宏汇编器、连接/定位器和一个 HEX 文件生成器。Keil Vision4 通过以下特性加速 MCU嵌入式应用系统的开发过程： 全功能的源代码编辑器； 器件库用来配置开发工具设置； 项目管理器用来创建和维护项目； 集成的 MAKE 工具可以汇编、编译和连接用户的嵌入式应用； 所有开发工具的设置都是以对话框的形式出现的； 具有真正的源代码级的对 CPU 和外围器件的调试器； 高级 GDI 接口用来在目标硬件上进行软件调试以及和 Monitor-51 进行通信； 与开发工具手册、器件数据手册和用户指南有直接的链接。1.C51 编译器和 A51 汇编器源代码由 Vision4 创建，并被 C51 编译成 A51 汇编。编译器和汇编器从源代码生成可重定位的目标文件。Keil C51 编译器完全遵照 ANSIC 语言标准，支持 C 语言的所有标准特性。另外，直接支持 80C51 结构的几个特性被添加里面。Keil A51 宏汇编器支持 80C51 及其派生系列的全部指令集。2.LIB51 库管理器LIB51 库管理器允许从由编译器或汇编器生成的目标文件创建目标库。库是一种被特别地组织过并在以后可以被连接重用的对象模块。当连接器处理一个库时，仅仅那些被使用的目标模块才被真正使用。|3.BL51 连接器/定位器BL51 连接器/定位器利用从库中提取的目标模块和由编译器或汇编器生成的目标模块创建一个绝对地址的目标模块。一个绝对地址目标模块或文件包含不可重定位的代码和数据。所有的代码和数据被安置在固定的存储器单元中。此绝对地址目标文件可以用来：写入 EPROM 或其他存储器件。通过 Vision4 调试器来模拟和调试。通过仿真器来测试程序。4.OH51 目标文件转换器OH51 目标文件转换器可以把前面编译连接好的目标文件转换成能写入 EPROM 中的 HEX文件。5. Vision4 调试器Vision4 源代码级调试器是一个理想的快速、可靠的程序调试器。此调试器包含一个高速模拟器，能够模拟整个 8051 系统，包括片上外围器件和外部硬件。当从器件库中选择器件时，这个器件的特性将自动配置。Vision4 调试器为在实际目标板上测试程序提供了以下 2 种方法：安装 MON51 目标监控器到目标系统并且通过 Monitor-51 接口下载程序；利用高级的 GDI（AGDI）接口，把 Vision4 调试器绑定到目标系统。6.Monitor-51Vision4 调试器支持用 Monitor-51 进行目标板调试。此监控程序驻留在目标板的存储器里，它利用串口和 Vision4 调试器进行通信。利用 Monitor-51，Vision4 调试器可以对目标硬件实行源代码级的调试。7.RTX-51 实时操作系统RTX-51 实时操作系统是一个针对 8051 系统的多任务核。RTX-51 实时内核从本质上简化了对实时事件反应速度要求高的复杂应用系统的设计、编程和调试。RTX-51 实时内核是完全集成到 C51 编译器中的，从而方便使用。任务描述表和操作系统的连接由 BL51 连接器/定位器自动控制。附 A.1.2 安装了解了 Keil Vision4 的一些基本概况后，下面开始在计算机上搭建 MCU 的集成开发环境。操作步骤如下：首先准备 Keil Vision4 安装源文件，双击 Vision4 的 Setup 安装文件，弹出Keil Vision4 安装的欢迎界面，如图 A-1 所示。|图 A-1 Keil Vision4 欢迎界面单击“Next”按钮，弹出“License Agreement”对话框，如图 A-2 所示。这里显示了一些用户安装的协议和许可的要求，选择“I agree to all the terms of the preceding License Agreement”即可，否则无法进入下一步。图 A-2 “License Agreement”对话框单击“Next”按钮，弹出“Folder Selection”对话框，如图 A-3 所示。系统默认安|装在“C:Keil”文件夹下。在这里，单击“Browse”按钮，可以选择安装的目录。图 A-3 “Folder Selection”对话框单击“Next”按钮，弹出”Customer Information”对话框，如图 A-4 所示。此时，用户需要输入用户名、公司名称和 E-mail，缺一不可。图 A-4 用户信息输入单击”Next”按钮，下面便开始自动安装。|Keil Vision4 安装完成后，弹出安装完成对话框，如图 A-5 所示。这里的几个选项的含义如下。图 A-5 完成安装Show Release Notes：显示安装的版本注释信息。Add Example projects to the recently used project list：添加一个示例程序到当前项目列表中。Retain currentVision configuration：保持当前的设置（如果是第一次安装，则不存在这个选项） 。最后，单击“Finish“按钮，便可以结束 Keil Vision4 集成开发环境的安装。需要注意的是，刚刚安装完的版本是试用版（Evaluation Version） ，代码长度有 2KB 限制。如果代码长度超过 2KB，可与 Keil 公司（www.keil.com）联系，购买 LIC（License ID Code） 。附 A.1.3 Keil Vision4 集成开发环境界面安装完成后，会在桌面上出现 Keil Vision4 程序的图标，并在“开始”程序里增加“Keil Vision4”程序项。从“开始”程序里选择“Keil Vision4”程序项或者直接双击桌面上的 Keil Vision4 程序图标，即可启动 Keil Vision4。启动 Keil Vision4 后，如果是第一次运行，则打开工程项目“Hello” ，如图 A-6 所示。|图 A-6 Keil Vision4 集成开发环境界面这里可以看到，Keil Vision4 集成开发环境具有典型的 Windows 界面风格。整个编程界面主要包括菜单栏、工具栏、项目管理区、源代码工作区和输出信息窗口。另外，还有一些功能窗口将在后面逐步介绍。下面我们将带领读者逐一认识 Keil Vision4 集成开发环境的主要组成部分。附 A.1.4 Keil Vision4 菜单命令Keil Vision4 的菜单栏提供了项目操作、编辑操作、编译调试及帮助等各种常用操作。所有的操作基本上都可以通过菜单命令来实现。为了快速执行 Keil Vision4 的许多功能，有些菜单命令在工具栏上还具有工具条。为了更快速执行一些功能，Keil Vision4 提供了比工具栏上的工具条更为快捷的操作，即快捷键。在 Keil Vision4 集成开发环境中不仅提供了常用功能的默认快捷键，同时用户也可以根据自己的需要自定义快捷键。下面就菜单命令、工具条、快捷键分别进行介绍。1File 菜单File 菜单和标准的 Windows 软件的 File 菜单类似，提供了项目和文件的操作功能。File 菜单各个命令的功能如表 A-1 所示。表 A-1 File 菜单菜单命令 工具条 快捷键 功能说明New Ctrl+N 创建一个新的空白文件Open Ctrl+O 打开一个已存在的文件Close 关闭当前打开的文件Save Ctrl+S 保存当前打开的文件Save as 当前文件另存为Save all 保存所有打开的文件|Device Database 打开器件库License Management 产品注册管理Print Setup 设置打印机Print Ctrl+P 打印当前文件Print Preview 打印预览1 . 10 列出最近打开的源文件或文本文件Exit 退出 KeilVision42Edit 菜单Edit 菜单提供了常用的代码编辑操作命令。Edit 菜单各个命令的功能如表 A-2 所示。表 A-2 Edit 菜单菜单命令 工具条 快捷键 功能说明Undo Ctrl+Z 取消上次操作Redo Ctrl+Y 重复上次操作Cut Ctrl+X 剪切选定的内容Copy Ctrl+C 复制选定的内容Paste Ctrl+V 粘贴已复制的内容Navigate Backwards Ctrl+Shift+- 光标移动到使用 Find 或 go to line 命令的前一行Navigate Forwards Ctr+- 光标移动到使用 Find 或 go to line 命令的后一行Insert/Remove Bookmark Ctrl+F2 设置/取消当前行的标签Go to Next Bookmark F2 光标移动到下一个标签Go to Previous Bookmark Shift+F2 光标移动到上一个标签Clear All Bookmarks Ctrl+Shift+F2 清除当前文件的所有标签Find Ctrl+F 在当前文件中查找Replace Ctrl+H 替换Find in Files Ctrl+Shift+F 在多个文件中查找Incremental Find Ctrl+I 渐进式寻找Outlining 源代码概要显示模式Advanced 各种高级编辑命令Configuration 颜色、字体等高级配置3View 菜单View 菜单提供了在源代码编辑和仿真调试过程中，各个窗口和工具栏的显示和隐藏命令。View 菜单各个命令的功能如表 A-3 所示。表 A-3 View 菜单菜单命令 工具条 功能说明Status Bar 显示/隐藏状态条Toolbars 显示/隐藏工具栏Project Window 显示/隐藏项目管理窗口Books Window 显示/隐藏参考书窗口Functions Window 显示/隐藏函数窗口|Templates Window 显示/隐藏模板窗口Source Browser Window 显示/隐藏资源浏览器窗口Build Output Window 显示/隐藏输出信息窗口Find in Files Window 显示/隐藏在所有文件中查找文本窗口Full Screen 显示/隐藏全屏显示窗口调试模式下的菜单命令Command Window 显示/隐藏命令行窗口Disassembly Window 显示/隐藏反汇编窗口Symbols Window 显示/隐藏字符变量窗口Registers Window 显示/隐藏寄存器窗口Call Stack Window 显示/隐藏堆栈窗口Watch Windows 显示/隐藏变量子菜单观察窗口Memory Windows 显示/隐藏存储器子菜单窗口Serial Windows 显示/隐藏串行口观察子菜单窗口Analysis Windows 显示/隐藏分析子菜单窗口Trace 显示/隐藏跟踪子菜单窗口System Viewer 显示/隐藏外设子菜单窗口Toolbox Window 显示/隐藏自定义工具条窗口Periodic Window Update 在程序运行时刷新调试窗口4Project 菜单Project 菜单提供了 MCU 项目的创建、设置和编译等命令。Project 菜单各个命令的功能如表 A-4 所示。表 A-4 Project 菜单菜单命令 工具条 快捷键 功能说明New µVision Project. 创建新项目New Multi-Project Workspace. 创建多项目工作空间Open Project. 打开一个已存在的项目Close Project 关闭当前项目Export 导出当前一个或多个项目为 Vision3 格式Manage 管理项目的包含文件、库的路径及多项目工作空间Select Device for Target name. 为当前项目选择一个 MCU 类型Remove object 从当前项目中移除选择的文件或项目组Options for object Alt+F7 设置当前文件、项目或项目组的配置选项Clean target 清除编译过程中创建的中间文件Build target F7 编译文件并生成应用文件Rebuild all target files 重新编译所有文件并生成应用文件Batch Build. 批量编译文件并生成应用文件Translate file Ctrl+F7 编译当前文件Stop build 停止编译当前项目1 . 10 列出最近打开的项目（最多 10 个）|5Flash 菜单Flash 菜单提供了下载程序、擦除 MCU 程序存储器等操作。这里的命令需要外部的编程器支持才可以使用。Flash 菜单各个命令的功能，如表 A-5 所示。表 A-5 Flash 菜单菜单命令 工具条 功能说明Download 下载 MCU 程序Erase 擦除程序存储器Configure Flash Tools. 打开配置工具6Debug 菜单Debug 菜单中的命令大多用于仿真调试过程中，提供了断点、调试方式及逻辑分析等功能。Debug 菜单各个命令的功能如表 A-6 所示。表 A-6 Debug 菜单菜单命令 工具条 快捷键 功能说明Start/Stop Debug Session Ctrl+F5 开始/停止仿真调试模式Reset CPU 复位 CPU（MCU）Run F5 运行 程 序 ， 直 到 遇 到 一 个 断 点Stop 停止运行程序Step F11 单步执行程序，遇到子程序则进入Step over F10 单步执行程序，跳过子程序Step out Ctrl+F11 程序执行到当前函数的结束Run to Cursor line Ctrl+F10 程序执行到光标所在行Show Next Statement 显示下一条指令Breakpoints Ctrl+B 打开断点对话框Insert/Remove Breakpoint F9 设置/取消当前行的断点Enable/Disable Breakpoint Ctrl+F9 使能/禁止当前行的断点Disable All Breakpoints 禁用所有断点Kill All Breakpoints Ctrl+Shift+F9 取消所有断点OS Support 打开查看事件、任务及系统信息的子菜单Execution Profiling 打开一个带有配置选项的子菜单Memory Map 打开存储器空间配置对话框Inline Assembly 对某一行进行重新汇编，可以修改汇编代码Function Editor (Open Ini File) 编辑调试函数和调试配置文件Debug Settings 设置调试参数7Peripherals 菜单Peripherals 菜单提供了 MCU 各种硬件资源的仿真对话框。这里的所有命令都只在仿真调试环境下才显示并可以使用，而且显示的资源内容随用户选择的 MCU 型号的不同而不同。这里列出一些常用到的 Peripherals 菜单命令的功能，如表 A-7 所示。表 A-7 Peripherals 菜单菜单命令 功能说明Interrupt 打开中断仿真对话框I/O Ports 打开并行端口仿真对话框|Serial 打开串口仿真对话框Timer 打开定时器仿真对话框Watchdog 打开看门狗仿真对话框A/D Converter 打开 A/D 转换器仿真对话框D/A Converter 打开 D/A 转换器仿真对话框I²C Controller 打开 I2C 总线控制器仿真对话框CAN Controller 打开 CAN 总线控制器仿真对话框8Tools 菜单Tools 菜单提供了一些第三方软件的支持，例如 PC-Lint。用户需要额外安装相应的软件才可以使用。Tools 菜单一般使用得比较少，这里仅列出各个命令的功能，如表 A-8 所示。表 A-8 Tool 菜单菜单命令 功能说明Set-up PC-Lint 配置 PC-Lint 程序Lint 用 PC-Lint 程序处理当前编辑的文件Lint All C-Source Files 用 PC-Lint 程序处理项目中所有的 C 源代码文件Customize Tools Menu. 自定义工具菜单9SVSC 菜单SVSC 菜单提供了程序的版本控制，该菜单下仅包括“Configure Version Control”一个命令，用于配置软件版本。另外，Windows 菜单下提供了对工作区窗口布局的管理，Help 菜单提供了一些帮助信息，这里不再具体介绍。附 A.2 Keil Vision4 汇编语言程序的调试方法Keil Vision4 集成开发环境中包括一个项目管理器，它可以使基于 80C51 内核的MCU 应用系统设计变得简单。要创建一个应用，需要按下列步骤操作：1.启动 Keil Vision4 ，新建一个项目文件并从器件库中选择一个器件；2.新建一个源文件并把它加入到项目中；3. 设置目标硬件选项；4.编译项目并生成可以编程到程序存储器的 HEX 文件；5. 软件模拟调试及下载到 MCU 中进行仿真调试。下面通过一个实例，详细介绍如何在 Keil Vision4 集成开发环境中调试 80C51 系列MCU 的汇编语言程序。【例 A-1】假设晶振频率为 11.0592MHz，将 MCU 片外 RAM 中 40H5FH 单元中的内容全部移到片内相同地址区域，并将原数据区全部清零。附 A.2.1 启动 Keil Vision4 并创建一个项目双击桌面 Keil Vision4 程序图标或单击开始菜单中的 Keil Vision4 程序项，启动Keil Vision4 集成开发环境。要新建一个项目文件，可以从 Keil Vision4 的 Project 菜单中选择 “New Project”项，