keil使用詳解

第一節(jié) 系統(tǒng)概述

Keil C51是美國Keil Software公司出品的51系列兼容單片機(jī)C語言軟件開發(fā)系統(tǒng)，與匯編相比，C語言在功能上、結(jié)構(gòu)性、可讀性、可維護(hù)性上有明顯的優(yōu)勢，因而易學(xué)易用。用過匯編語言后再使用C來開發(fā)，體會(huì)更加深刻。Keil C51軟件提供豐富的庫函數(shù)和功能強(qiáng)大的集成開發(fā)調(diào)試工具，全Windows界面。另外重要的一點(diǎn)，只要看一下編譯后生成的匯編代碼，就能體會(huì)到Keil C51生成的目標(biāo)代碼效率非常之高，多數(shù)語句生成的匯編代碼很緊湊，容易理解。在開發(fā)大型軟件時(shí)更能體現(xiàn)高級(jí)語言的優(yōu)勢。下面詳細(xì)介紹Keil C51開發(fā)系統(tǒng)各部分功能和使用。

第二節(jié) Keil C51單片機(jī)軟件開發(fā)系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)

C51工具包的整體結(jié)構(gòu)，如圖(1)所示，其中uVision與Ishell分別是C51 for Windows和for Dos的集成開發(fā)環(huán)境(IDE)，可以完成編輯、編譯、連接、調(diào)試、仿真等整個(gè)開發(fā)流程。開發(fā)人員可用IDE本身或其它編輯器編輯C或匯編源文件。然后分別由C51及A51編譯器編譯生成目標(biāo)文件(.OBJ)。目標(biāo)文件可由LIB51創(chuàng)建生成庫文件，也可以與庫文件一起經(jīng)L51連接定位生成絕對(duì)目標(biāo)文件(.ABS)。ABS文件由OH51轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的Hex文件，以供調(diào)試器dScope51或tScope51使用進(jìn)行源代碼級(jí)調(diào)試，也可由仿真器使用直接對(duì)目標(biāo)板進(jìn)行調(diào)試，也可以直接寫入程序存貯器如EPROM中。

第三節(jié) Keil C51工具包的安裝

1. C51 for Dos

在Windows下直接運(yùn)行軟件包中DOS/C51DOS.exe然后選擇安裝目錄即可。完畢后欲使系統(tǒng)正常工作須進(jìn)行以下操作(設(shè)C:/C51為安裝目錄)：修改Autoexec.bat，加入path=C:/C51/BinSet C51LIB=C:/C51/LIBSet C51INC=C:/C51/INC然后運(yùn)行Autoexec.bat

2. C51 for Windows的安裝及注意事項(xiàng)：

在Windows下運(yùn)行軟件包中WIN/Setup.exe，最好選擇安裝目錄與C51 for Dos相同，這樣設(shè)置最簡單(設(shè)安裝于C:/C51目錄下)。然后將軟件包中crack目錄中的文件拷入C:/C51/Bin目錄下。

第四節(jié) Keil C51工具包各部分功能及使用簡介

1. C51與A51

(1) C51

C51是C語言編譯器，其使用方法為：C51 sourcefile[編譯控制指令]或者C51 @ commandfile其中sourcefile為C源文件(.C)。大量的編譯控制指令完成C51編譯器的全部功能。包控C51輸出文件C.LST，.OBJ，.I和.SRC文件的控制。源文件(.C)的控制等，詳見第五部分的具體介紹。而Commandfile為一個(gè)連接控制文件其內(nèi)容包括：.C源文件及各編譯控制指令，它沒有固定的名字，開發(fā)人員可根據(jù)自己的習(xí)慣指定，它適于用控制指令較多的場合。

(2) A51

A51是匯編語言編譯器，使用方法為：A51 sourcefile[編譯控制指令]或A51 @ commandfile其中sourcefile為匯編源文件(.asm或.a51)，而編譯控制指令的使用與其它匯編如ASM語言類似，可參考其他匯編語言材料。Commandfile同C51中的Commandfile類似，它使A51使用和修改方便。

2. L51和BL51

(1) L51

L51是Keil C51軟件包提供的連接/定位器，其功能是將編譯生成的OBJ文件與庫文件連接定位生成絕對(duì)目標(biāo)文件(.ABS)，其使用方法為： L51 目標(biāo)文件列表[庫文件列表] [to outputfile] [連接控制指令]或 L51 @Commandfile源程序的多個(gè)模塊分別經(jīng)C51與A51編譯后生成多個(gè)OBJ文件，連接時(shí)，這些文件全列于目標(biāo)文件列表中，作為輸入文件，如果還需與庫文件(.LiB)相連接，則庫文件也必須列在其后。outputfile為輸文件名，缺少時(shí)為第一模塊名，后綴為.ABS。連接控制指令提供了連接定位時(shí)的所有控制功能。Commandfile為連接控制文件，其具體內(nèi)容是包括了目標(biāo)文件列表，庫文件列表及輸出文件、連接控制命令，以取代第一種繁瑣的格式，由于目標(biāo)模塊庫文件大多不止1個(gè)，因而第2種方法較多見，這個(gè)文件名字也可由使用者隨意指定。

(2) Bl51

BL51也是C51軟件包的連接/定位器，其具有L51的所有功能，此外它還具有以下3點(diǎn)特別之處： a. 可以連接定位大于64kBytes的程序。 b. 具有代碼域及域切換功能(CodeBanking & Bank Switching) c. 可用于RTX51操作系統(tǒng)RTX51是一個(gè)實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)，它改變了傳統(tǒng)的編程模式，甚至不必用main( )函數(shù)，單片機(jī)系統(tǒng)軟件向RTOS發(fā)展是一種趨勢，這種趨勢對(duì)于186和386及68K系列CPU更為明顯和必須，對(duì)8051因CPU較為簡單，程序結(jié)構(gòu)等都不太復(fù)雜，RTX51作用顯得不太突出，其專業(yè)版軟件PK51軟件包甚至不包括RTX51Full，而只有一個(gè)RTX51TINY版本的RTOS。RTX51 TINY適用于無外部RAM的單片機(jī)系統(tǒng)，因而可用面很窄，在本文中不作介紹。Bank switching技術(shù)因使用很少也不作介紹。

3. DScope51，Tscope51及Monitor51

(1) dScope51

dScope51是一個(gè)源級(jí)調(diào)試器和模擬器，它可以調(diào)試由C51編譯器、A51匯編器、PL/M-51編譯器及ASM－51匯編器產(chǎn)生的程序。它不需目標(biāo)板（for windows也可通過mon51接目標(biāo)板），只能進(jìn)行軟件模擬，但其功能強(qiáng)大，可模擬CPU及其外圍器件，如內(nèi)部串口，外部I/O及定時(shí)器等，能對(duì)嵌入式軟件功能進(jìn)行有效測試。其使用方法為： DS51[debugfile][INIT(initfile)]其中debugfile是一個(gè)Hex格式的8051文件，即待調(diào)試的文件其為可選的，可在進(jìn)入dScope51后用load命令裝入。Initfile為一個(gè)初使化文件，它在啟動(dòng)dScope51后，在debugfile裝入前裝入，裝有一些dScope的初使化參數(shù)及常用調(diào)試函數(shù)等。下面是一個(gè)dScope.ini文件(for dos)的內(nèi)容： Load ../../ds51/8051.iof Map 0,0xffffdScope51 for Windows則直接用鼠標(biāo)進(jìn)入，然后用load裝入待調(diào)文件。

(2) tScope51

與dScope51不同的是Scope51必須帶目標(biāo)板，目前它可以通過兩種方式訪問目標(biāo)板。(1) 通過EMul51在線仿真器，tScope51為該仿真器準(zhǔn)備了一個(gè)動(dòng)態(tài)連接文件EMUL51.IOT，但該方法必須配合該仿真器。(2) 通過Monitov51監(jiān)控程序，這種方法是可行的，tScope51為訪問Monitor51專門帶有MON51.IOT連接程序，使用時(shí)可通過串口及監(jiān)控程序來調(diào)試目標(biāo)板。其使用方法為： TS51[INIT(file_name.ini)]其中file_name.ini為一個(gè)初使化文件。進(jìn)入TS51后，必須裝入IOT文件，可用的有MON51.IOT及EMUL51.IOT兩種，如裝入MON51.IOT：Load.C:/C51/TS51/MON51.IOT CPUTYPE(80517)可惜的是tScope51只有for Dos的版本。

(3) Monitor 51

Monitor51是一個(gè)監(jiān)控程序通過PC機(jī)的串口與目標(biāo)板進(jìn)行通信，Monitor操作需要MON51或dScope51 for Windows,后面部分將對(duì)Monitor51做較為詳細(xì)的介紹。

4. Ishell及uVision

(1) Ishell for Dos

這是一個(gè)for Dos的IDE，直接在命令行鍵入Ishell，則進(jìn)入該環(huán)境，它使用簡單方便。其命令行與DOS命令行具有同樣的功能，對(duì)單模塊的Project直接由菜單進(jìn)行編譯連接，對(duì)多模塊的project。則通過批處理，BAT文件進(jìn)行編譯連接，然后通過菜單控制由dScope51或tScope51對(duì)程序進(jìn)行調(diào)試，因?yàn)槭莊or dos的，不做太詳細(xì)介紹。

(2) uVision for Windows

uVision for Windows是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的Windows應(yīng)用程序，它是C51的一個(gè)集成軟件開發(fā)平臺(tái)，具有源代碼編輯、project管理、集成的make等功能，它的人機(jī)界面友好，操作方便，是開發(fā)者的首選，具體配置及使用見第五部分。

第二章 Keil C51軟件使用詳解

第一節(jié) Keil C51編譯器的控制指令

C51編譯器的控制指令分為三類：源文件控制類，目標(biāo)文件控制類及列表控制類。

1. 源文件控制類

NOEXTEND：C51源文件不允許使用ANSI C擴(kuò)展功能。DEFINE(DF)：定義預(yù)處理(在C51命令行)。

2. 目標(biāo)文件(Object)控制類：

COMPACT LARGE SMALL 選編譯模式 DEBUG(DB) 包含調(diào)試信息，以供仿真器或dSCope51使用。 NOAMAKE(NOAM) 禁止AutoMake信息記錄 NOREGPARMS 禁止用寄存器傳遞參數(shù) OBJECTEXTEND(OE) Object文件包含附加變量類型信息 OPTIMIZE(OT) 指定優(yōu)化級(jí)別 REGFILE(RF) 指定一個(gè)寄存器使用的文件以供整體優(yōu)化用 REGISTERBANK(RB) 指定一個(gè)供絕對(duì)寄存器訪問的寄存器區(qū)名 SRC 不生成目標(biāo)文件只生成匯編源文件 其它控件不常用。

3. 列表文件(listing)控制類：

CODE(CD)：向列表文件加入?yún)R編列表 LISTINCLUDE(LC)：顯示indude文件 SYMBOLS(SB)：列表文件包括模塊內(nèi)所有符號(hào)的列表 WARNINGLEVEL(WL)：選擇“警告”級(jí)別

第二節(jié) dScope51的使用

1. dScope51 for Dos

總的來說dScope51具有以下特性：l 高級(jí)語言顯示模式l 集成硬件環(huán)境模擬l 單步或“GO”執(zhí)行模式l 存儲(chǔ)器、寄存器及變量訪問l Watch表達(dá)式之值l 函數(shù)與信號(hào)功能下面，具體說明在進(jìn)入dScope51 for Dos之后，如何實(shí)現(xiàn)上述功能，dScope51采用下拉菜單格式和窗口顯示控制，共有l(wèi)anguage、serial、exe、register四個(gè)窗口，其中exe為命令行窗口，language為程序窗口，serial為串口窗，register為寄存器窗。

(1) 高級(jí)語言顯示模式

單擊主菜單中的“View”，第一欄中的三條命令“Highlevel”、“Mixed”、“Assembly”分別對(duì)所裝入的程序按照“高級(jí)”、“混合級(jí)”及“匯編級(jí)”三種方式顯示，以方便調(diào)試使用。

(2) 集成硬件環(huán)境模擬顯示

主菜單中“Peripheral”各條能顯示模擬硬件環(huán)境的狀態(tài)，其中：i/o Port：顯示各I/O口之值，對(duì)8031而言SFR中的P1、P2、P3、P0與引腳之值分別列出：Interrupt：顯示5個(gè)中斷源的入口模式是否允許，優(yōu)先級(jí)等中斷狀態(tài)。Timer：顯示各定時(shí)/計(jì)數(shù)器的模式，初始值狀態(tài)等。int Message：中斷信息允許，如為允許(“>>”出現(xiàn))，則當(dāng)中斷申請(qǐng)時(shí)，顯示中斷源信息。比如當(dāng)中斷發(fā)生時(shí)會(huì)顯示： “interrupt Timer 0 occured”等 A/D converter： 顯示A/D轉(zhuǎn)換器狀態(tài)無時(shí)，則提示“無”。 Serial：串口信息顯示，包括串口模式、波特產(chǎn)等 Other：其它器件，如為8031則顯示“ 無”

(3) 單步或“Go”執(zhí)行

“F8”單步執(zhí)行，“F5”全速執(zhí)行到斷點(diǎn)。或選主菜單中Trace單步執(zhí)行CPU中的Go全速執(zhí)行。

(4) 存儲(chǔ)器寄存器及變量訪問

外部存儲(chǔ)器管理MAP菜單：設(shè)置(set)、取消(reset)、顯示(Display)處理可用存儲(chǔ)空間。修改Code代碼：ASM命令存儲(chǔ)器顯示命令：D 類別為(X、D、I、B、C)修改存儲(chǔ)器命令：E 有以下幾種命令EB、EC、EI、EL、EF、EP復(fù)雜數(shù)據(jù)類型顯示：Object命令；用以顯示結(jié)構(gòu)或數(shù)組的內(nèi)容。欲使此命令有效，C51編譯器必須有DB及OBJECTEXTEND兩條。反匯編命令：U

(5) “Watch”表達(dá)式之值

在View菜單的“Watch”一欄中有四項(xiàng)：其中包括定義Watch Point(Define)、刪除Watch Point(remove,kill all)，及自動(dòng)更新選項(xiàng)。也可用WS、WK等命令代替，下面具體看“表達(dá)式”類型：dScope51一次最多可設(shè)16個(gè)WtchPoint表達(dá)式，顯示于Watch Window之中，表達(dá)式可以是簡單變量，也可是復(fù)雜數(shù)據(jù)類型如結(jié)構(gòu)、數(shù)組和指向結(jié)構(gòu)的指針等，例如：>WS *ptime>WS ptime→hour>WS some_record[o]，analog等等

(6) 關(guān)于.IOF文件

啟動(dòng)DS51后必須裝入.IOF文件才能使CPU及Peripheral各項(xiàng)起作用，這個(gè)函數(shù)的使用是依據(jù)8051系列CPU的不同特點(diǎn)，裝入8051各CPU硬件設(shè)備模擬驅(qū)動(dòng)文件，比如8031CPU就必須load DS51目錄下的8051.IOF。

2. dScope for Windows

dScope for windows具有dScope for dos的全部功能，此外，它還具有以下明顯的優(yōu)點(diǎn)： (1) 標(biāo)準(zhǔn)的Windows界面，操作更容易更簡單； (2) 常用操作多用對(duì)話框，而非Dos的行命令方式； (3) 窗口資源更加豐富：存儲(chǔ)器窗口、覆蓋率分析、運(yùn)行狀態(tài)分析窗口，加強(qiáng)了調(diào)試功能；因?yàn)閐Scope for Windows功能強(qiáng)大，具體操作在第八章詳細(xì)介紹。

第三節(jié) Monitor51及其使用

1. Monitor51對(duì)硬件的要求

(1) 硬件系統(tǒng)為51系列CPU； (2) 帶5K外部程序存儲(chǔ)器(從O地址開始)，存放Monitor51程序； (3) 256Bytes的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器以及5K的跟蹤緩沖區(qū)，此外，外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器必須足夠容納所有應(yīng)用程序代碼及數(shù)據(jù)，且所有外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器必須為馮·諾伊曼存儲(chǔ)器，即能一致訪問XDATA與Code空間。 (4) 一個(gè)定時(shí)器作為波特率發(fā)生器供串口使用； (5) 6 Bytes的空余堆棧。

2. Mon51的使用

Mon51的使用途徑有三種方式： (1) Dos行命令方式 即先用install對(duì)MON51進(jìn)行配置，然后用MON51進(jìn)入Monitor狀態(tài)，啟用各種命令對(duì)Monitor51進(jìn)行調(diào)試。 (2) tScope51方式 啟動(dòng)tScope51裝入TS51目錄下的MON51.IOT驅(qū)動(dòng)文件，與目標(biāo)板通信。 (3) dScope51 for Windows方式 在選CPU驅(qū)動(dòng)文件時(shí)，選“MON51.dll”，則檢查目標(biāo)板并進(jìn)入MON51狀態(tài)。

3. MON51的配置

(1) MON51 for Dos的配置 運(yùn)行install文件(在MON51目錄下)，不同的參數(shù)可以配置不同的硬件環(huán)境。INSTALL Serialtype [xdstastart[codestart[bank][PROMCHECK]]]，具體說明見MON51幫助文件或使用手冊(cè)。 (2) MON51 for Windows的配置 在啟用MON51.dll時(shí)，會(huì)使得系統(tǒng)自動(dòng)檢查目標(biāo)板連接，如配置不對(duì)，則彈出“Configuration”對(duì)話框，設(shè)置PC串口，波特率等，完畢單擊“apply”有效。

4. 串口連接圖：

收發(fā)交叉互連，RTS、CTS直連，DSR、DTR直連，具體引腳排列參考串口資料。

5. MON51命令及使用

詳細(xì)的MON51命令可參閱幫助。

第四節(jié) 集成開發(fā)環(huán)境(IDE)的使用

1. Ishell for Dos的使用

進(jìn)入Ishell之后看到兩個(gè)窗口：一個(gè)是文件窗口，一個(gè)是Dos命令行窗口，窗口上方是下拉式的命令菜單，其中的Files控制文件窗口的顯隱。使用Ishell，第一步就是配置系統(tǒng)，即要學(xué)習(xí)兩個(gè)文件的修改與創(chuàng)建：

(1) Ishell.CFG文件

每一個(gè)project都有一個(gè)Ishell.CFG，其中存放有“Option菜單和Setup菜單下的部分信息；Bell enabled、Monochrome enabled、Editor Selected、CRT Lines、target enviroment、name of user edit、Automatic load for configuration enabled、file window enabled、file specification for file window、translate command line controls、project name等。對(duì)每個(gè)project都必須設(shè)置以上信息，然后存盤“setup”的的“save”，這樣才可正式開始下面工作。

(2) IShell.col文件

對(duì)IDE顏色設(shè)置，如不改動(dòng)，可以缺省為主。

(3) CDF文件

該文件位于BIN目錄下，每一文件定義一組外部函數(shù)工具包，即定義外部環(huán)境如8051.CDF，USER.CDF等，開發(fā)者可修改CDF文件，供自己使用，至于CDF文件內(nèi)容可查看一下8051.CDF即可知道。注意.CDF文件是Ishell系統(tǒng)的核心所在，不同的CDF文件可使本IDE適用于不同的編譯、連接系統(tǒng)，即本IDE并不僅適于C51。下面談一談Automake工具：C51的Automake是一個(gè)project管理器，在8051工具包中以O(shè)BJECT文件形式保留了一個(gè)project的信息，AutoMake用這些信息來進(jìn)行project管理，一旦手工建立一個(gè)project，Automake可生成一個(gè)新的OBJECT，AutoMake利用此文件來編譯那些修改過的文件。Automake支持C51、A51、L51/BL51、C166、A166、L166等編譯連接器。點(diǎn)中主菜單中的Automake即運(yùn)行本工具。Ishell for Dos使用比較繁瑣，推薦使用uVision for windows。

2. uVision for windows的使用

uVision是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的windows應(yīng)用程序，其編譯功能、文件處理功能、project處理功能、窗口功能以及工具引用功能(如A51、C51、PL/M41、BL51 dScope等)等都較Ishell for Dos要強(qiáng)得多。uVision采用BL51作連接器，因?yàn)锽L51兼容L51，所以一切能在Dos下工作的project都可以到uVision中進(jìn)行連接調(diào)試。uVision采用dScope for windows作調(diào)試器，該調(diào)試器支持MON51及系統(tǒng)模擬兩種方式，功能較for DOS要強(qiáng)大好用，調(diào)試功能強(qiáng)大。注意：(1) Option菜單下的各項(xiàng)要會(huì)使用，其中A51、C51、PL/M51、BL51定義各文件所使用的編譯、連接控制指令，dScope定義一個(gè)dScope初始化文件。Make則是定義一個(gè)make文件。(2) 進(jìn)入調(diào)試是在RUN菜單下運(yùn)行dScope。(3) project中包括新建、打開、修改、更新、編譯、連接等poject處理，具體使用可參考后面的例子。

第三章 Keil C51 vs 標(biāo)準(zhǔn)C

深入理解并應(yīng)用C51對(duì)標(biāo)準(zhǔn)ANSIC的擴(kuò)展是學(xué)習(xí)C51的關(guān)鍵之一。因?yàn)榇蠖鄶?shù)擴(kuò)展功能都是直接針對(duì)8051系列CPU硬件的。大致有以下8類：l 8051存儲(chǔ)類型及存儲(chǔ)區(qū)域l 存儲(chǔ)模式l 存儲(chǔ)器類型聲明l 變量類型聲明l 位變量與位尋址l 特殊功能寄存器(SFR)l C51指針l 函數(shù)屬性具體說明如下(8031為缺省CPU)。

第一節(jié) Keil C51擴(kuò)展關(guān)鍵字

C51 V4.0版本有以下擴(kuò)展關(guān)鍵字(共19個(gè))：_at_ idata sfr16 alien interrupt smallbdata large _task_ Code bit pdatausing reentrant xdata compact sbit data sfr

第二節(jié) 內(nèi)存區(qū)域(Memory Areas)：

1. Pragram Area：

由Code說明可有多達(dá)64kBytes的程序存儲(chǔ)器

2. Internal Data Memory:

內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器可用以下關(guān)鍵字說明：data：直接尋址區(qū)，為內(nèi)部RAM的低128字節(jié) 00H～7FHidata：間接尋址區(qū)，包括整個(gè)內(nèi)部RAM區(qū) 00H～FFHbdata：可位尋址區(qū)， 20H～2FH

3. External Data Memory

外部RAM視使用情況可由以下關(guān)鍵字標(biāo)識(shí)：xdata：可指定多達(dá)64KB的外部直接尋址區(qū)，地址范圍0000H～0FFFFHpdata：能訪問1頁(25bBytes)的外部RAM，主要用于緊湊模式(Compact Model)。

4. Speciac Function Register Memory

8051提供128Bytes的SFR尋址區(qū)，這區(qū)域可位尋址、字節(jié)尋址或字尋址，用以控制定時(shí)器、計(jì)數(shù)器、串口、I/O及其它部件，可由以下幾種關(guān)鍵字說明：sfr：字節(jié)尋址 比如 sfr P0=0x80;為PO口地址為80H，“＝”后H～FFH之間的常數(shù)。sfr16：字尋址，如sfr16 T2=0xcc;指定Timer2口地址T2L=0xcc T2H=0xCDsbit：位尋址，如sbit EA=0xAF;指定第0xAF位為EA，即中斷允許還可以有如下定義方法：sbit 0V=PSW^2；(定義0V為PSW的第2位)sbit 0V＝0XDO^2；(同上)或bit 0V-＝0xD2(同上)。

第三節(jié) 存儲(chǔ)模式

存儲(chǔ)模式?jīng)Q定了沒有明確指定存儲(chǔ)類型的變量，函數(shù)參數(shù)等的缺省存儲(chǔ)區(qū)域，共三種：

1. Small模式

所有缺省變量參數(shù)均裝入內(nèi)部RAM，優(yōu)點(diǎn)是訪問速度快，缺點(diǎn)是空間有限，只適用于小程序。

2. Compact模式

所有缺省變量均位于外部RAM區(qū)的一頁(256Bytes)，具體哪一頁可由P2口指定，在STARTUP.A51文件中說明，也可用pdata指定，優(yōu)點(diǎn)是空間較Small為寬裕速度較Small慢，較large要快，是一種中間狀態(tài)。

3. large模式

所有缺省變量可放在多達(dá)64KB的外部RAM區(qū)，優(yōu)點(diǎn)是空間大，可存變量多，缺點(diǎn)是速度較慢。提示：存儲(chǔ)模式在C51編譯器選項(xiàng)中選擇。

第四節(jié) 存儲(chǔ)類型聲明

變量或參數(shù)的存儲(chǔ)類型可由存儲(chǔ)模式指定缺省類型，也可由關(guān)鍵字直接聲明指定。各類型分別用：code,data,idata,xdata,pdata說明，例：data uar1char code array[ ]＝“hello!”;unsigned char xdata arr[10][4][4]；

第五節(jié) 變量或數(shù)據(jù)類型

C51提供以下幾種擴(kuò)展數(shù)據(jù)類型：bit 位變量值為0或1sbit 從字節(jié)中定義的位變量 0或1sfr sfr字節(jié)地址 0～255sfr16 sfr字地址 0～65535其余數(shù)據(jù)類型如：char,enum,short,int,long,float等與ANSI C相同。

第六節(jié) 位變量與聲明

1. bit型變量

bit型變量可用變量類型，函數(shù)聲明、函數(shù)返回值等，存貯于內(nèi)部RAM20H～2FH。注意：(1) 用＃pragma disable說明函數(shù)和用“usign”指定的函數(shù)，不能返回bit值。(2) 一個(gè)bit變量不能聲明為指針，如bit *ptr；是錯(cuò)誤的(3) 不能有bit數(shù)組如：bit arr[5]；錯(cuò)誤。

2. 可位尋址區(qū)說明20H－2FH

可作如下定義：int bdata i；char bdata arr[3]，然后：sbit bito＝in0；sbit bit15=I^15；sbit arr07=arr[0]^7；sbit arr15=arr[i]^7；

第七節(jié) Keil C51指針

C51支持一般指針(Generic Pointer)和存儲(chǔ)器指針(Memory_Specific Pointer).

1. 一般指針

一般指針的聲明和使用均與標(biāo)準(zhǔn)C相同，不過同時(shí)還可以說明指針的存儲(chǔ)類型，例如：long * state;為一個(gè)指向long型整數(shù)的指針，而state本身則依存儲(chǔ)模式存放。char * xdata ptr；ptr為一個(gè)指向char數(shù)據(jù)的指針，而ptr本身放于外部RAM區(qū)，以上的long,char等指針指向的數(shù)據(jù)可存放于任何存儲(chǔ)器中。一般指針本身用3個(gè)字節(jié)存放，分別為存儲(chǔ)器類型，高位偏移，低位偏移量。

2. 存儲(chǔ)器指針

基于存儲(chǔ)器的指針說明時(shí)即指定了存貯類型，例如：char data * str;str指向data區(qū)中char型數(shù)據(jù)int xdata * pow; pow指向外部RAM的int型整數(shù)。這種指針存放時(shí)，只需一個(gè)字節(jié)或2個(gè)字節(jié)就夠了，因?yàn)橹恍璐娣牌屏俊?/p>

3. 指針轉(zhuǎn)換

即指針在上兩種類型之間轉(zhuǎn)化：l 當(dāng)基于存儲(chǔ)器的指針作為一個(gè)實(shí)參傳遞給需要一般指針的函數(shù)時(shí)，指針自動(dòng)轉(zhuǎn)化。l 如果不說明外部函數(shù)原形，基于存儲(chǔ)器的指針自動(dòng)轉(zhuǎn)化為一般指針，導(dǎo)致錯(cuò)誤，因而請(qǐng)用“＃include”說明所有函數(shù)原形。l 可以強(qiáng)行改變指針類型。

第八節(jié) Keil C51函數(shù)

C51函數(shù)聲明對(duì)ANSI C作了擴(kuò)展，具體包括：

1. 中斷函數(shù)聲明：

中斷聲明方法如下：void serial_ISR () interrupt 4 [using 1]{/* ISR */}為提高代碼的容錯(cuò)能力，在沒用到的中斷入口處生成iret語句，定義沒用到的中斷。/* define not used interrupt, so generate "IRET" in their entrance */void extern0_ISR() interrupt 0{} /* not used */void timer0_ISR () interrupt 1{} /* not used */void extern1_ISR() interrupt 2{} /* not used */void timer1_ISR () interrupt 3{} /* not used */void serial_ISR () interrupt 4{} /* not used */

2. 通用存儲(chǔ)工作區(qū)

3. 選通用存儲(chǔ)工作區(qū)由using x聲明，見上例。

4. 指定存儲(chǔ)模式

由small compact 及l(fā)arge說明，例如：void fun1(void) small { }提示：small說明的函數(shù)內(nèi)部變量全部使用內(nèi)部RAM。關(guān)鍵的經(jīng)常性的耗時(shí)的地方可以這樣聲明，以提高運(yùn)行速度。

5. #pragma disable

在函數(shù)前聲明，只對(duì)一個(gè)函數(shù)有效。該函數(shù)調(diào)用過程中將不可被中斷。

6. 遞歸或可重入函數(shù)指定

在主程序和中斷中都可調(diào)用的函數(shù)，容易產(chǎn)生問題。因?yàn)?1和PC不同，PC使用堆棧傳遞參數(shù)，且靜態(tài)變量以外的內(nèi)部變量都在堆棧中；而51一般使用寄存器傳遞參數(shù)，內(nèi)部變量一般在RAM中，函數(shù)重入時(shí)會(huì)破壞上次調(diào)用的數(shù)據(jù)?？梢杂靡韵聝煞N方法解決函數(shù)重入：a、在相應(yīng)的函數(shù)前使用前述“#pragma disable”聲明，即只允許主程序或中斷之一調(diào)用該函數(shù)；b、將該函數(shù)說明為可重入的。如下：void func(param...) reentrant;KeilC51編譯后將生成一個(gè)可重入變量堆棧，然后就可以模擬通過堆棧傳遞變量的方法。由于一般可重入函數(shù)由主程序和中斷調(diào)用，所以通常中斷使用與主程序不同的R寄存器組。另外，對(duì)可重入函數(shù)，在相應(yīng)的函數(shù)前面加上開關(guān)“#pragma noaregs”，以禁止編譯器使用絕對(duì)寄存器尋址，可生成不依賴于寄存器組的代碼。

7. 指定PL/M－51函數(shù)

由alien指定。

第四章 Keil C51高級(jí)編程

本章討論以下內(nèi)容：l 絕對(duì)地址訪問l C與匯編的接口l C51軟件包中的通用文件l 段名轉(zhuǎn)換與程序優(yōu)化

第一節(jié) 絕對(duì)地址訪問

C51提供了三種訪問絕對(duì)地址的方法：

1. 絕對(duì)宏：

在程序中，用“＃include”即可使用其中定義的宏來訪問絕對(duì)地址，包括：CBYTE、XBYTE、PWORD、DBYTE、CWORD、XWORD、PBYTE、DWORD具體使用可看一看absacc.h便知例如：rval=CBYTE[0x0002];指向程序存貯器的0002h地址rval=XWORD [0x0002];指向外RAM的0004h地址

2. _at_關(guān)鍵字

直接在數(shù)據(jù)定義后加上_at_ const即可，但是注意：(1)絕對(duì)變量不能被初使化；(2)bit型函數(shù)及變量不能用_at_指定。例如：idata struct link list _at_ 0x40;指定list結(jié)構(gòu)從40h開始。xdata char text[25b] _at_0xE000；指定text數(shù)組從0E000H開始提示：如果外部絕對(duì)變量是I/O端口等可自行變化數(shù)據(jù)，需要使用volatile關(guān)鍵字進(jìn)行描述，請(qǐng)參考absacc.h。

3. 連接定位控制

此法是利用連接控制指令code xdata pdata /data bdata對(duì)“段”地址進(jìn)行，如要指定某具體變量地址，則很有局限性，不作詳細(xì)討論。

第二節(jié) Keil C51與匯編的接口

1. 模塊內(nèi)接口

方法是用＃pragma語句具體結(jié)構(gòu)是：#pragma asm匯編行#pragma endasm這種方法實(shí)質(zhì)是通過asm與ndasm告訴C51編譯器中間行不用編譯為匯編行，因而在編譯控制指令中有SRC以控制將這些不用編譯的行存入其中。

2. 模塊間接口

C模塊與匯編模塊的接口較簡單，分別用C51與A51對(duì)源文件進(jìn)行編譯，然后用L51將obj文件連接即可，關(guān)鍵問題在于C函數(shù)與匯編函數(shù)之間的參數(shù)傳遞問題，C51中有兩種參數(shù)傳遞方法。(1) 通過寄存器傳遞函數(shù)參數(shù)最多只能有3個(gè)參數(shù)通過寄存器傳遞，規(guī)律如下表：

第三節(jié) Keil C51軟件包中的通用文件

在C51/LiB目錄下有幾個(gè)C源文件，這幾個(gè)C源文件有非常重要的作用，對(duì)它們稍事修改，就可以用在自己的專用系統(tǒng)中。

1. 動(dòng)態(tài)內(nèi)存分配

init_mem.C：此文件是初始化動(dòng)態(tài)內(nèi)存區(qū)的程序源代碼。它可以指定動(dòng)態(tài)內(nèi)存的位置及大小，只有使用了init_mem( )才可以調(diào)回其它函數(shù)，諸如malloc calloc,realloc等。calloc.c：此文件是給數(shù)組分配內(nèi)存的源代碼，它可以指定單位數(shù)據(jù)類型及該單元數(shù)目。malloc.c：此文件是malloc的源代碼，分配一段固定大小的內(nèi)存。realloc.c：此文件是realloc.c源代碼，其功能是調(diào)整當(dāng)前分配動(dòng)態(tài)內(nèi)存的大小。

2. C51啟動(dòng)文件STARTUP.A51

啟動(dòng)文件STARTUP.A51中包含目標(biāo)板啟動(dòng)代碼，可在每個(gè)project中加入這個(gè)文件，只要復(fù)位，則該文件立即執(zhí)行，其功能包括：l 定義內(nèi)部RAM大小、外部RAM大小、可重入堆棧位置l 清除內(nèi)部、外部或者以此頁為單元的外部存儲(chǔ)器l 按存儲(chǔ)模式初使化重入堆棧及堆棧指針l 初始化8051硬件堆棧指針l 向main( )函數(shù)交權(quán)開發(fā)人員可修改以下數(shù)據(jù)從而對(duì)系統(tǒng)初始化 常數(shù)名 意義IDATALEN 待清內(nèi)部RAM長度XDATA START 指定待清外部RAM起始地址XDATALEN 待清外部RAM長度IBPSTACK 是否小模式重入堆棧指針需初始化標(biāo)志，1為需要。缺省為0IBPSTACKTOP 指定小模式重入堆棧頂部地址XBPSTACK 是否大模式重入堆棧指針需初始化標(biāo)志，缺省為0XBPSTACKTOP 指定大模式重入堆棧頂部地址PBPSTACK 是否Compact重入堆棧指針，需初始化標(biāo)志，缺省為0PBPSTACKTOP 指定Compact模式重入堆棧頂部地址PPAGEENABLE P2初始化允許開關(guān)PPAGE 指定P2值PDATASTART 待清外部RAM頁首址PDATALEN 待清外部RAM頁長度提示：如果要初始化P2作為緊湊模式高端地址，必須：PPAGEENAGLE＝1，PPAGE為P2值，例如指定某頁1000H－10FFH，則PPAGE＝10H，而且連接時(shí)必須如下：L51 PDATA(1080H)，其中1080H是1000H－10FFH中的任一個(gè)值。以下是STARTUP.A51代碼片斷，紅色是經(jīng)常可能需要修改的地方：;------------------------------------------------------------------------------; This file is part of the C51 Compiler package; Copyright KEIL ELEKTRONIK GmbH 1990;------------------------------------------------------------------------------; STARTUP.A51: This code is executed after processor reset.;; To translate this file use A51 with the following invocation:;; A51 STARTUP.A51;; To link the modified STARTUP.OBJ file to your application use the following; L51 invocation:;; L51 , STARTUP.OBJ ;;------------------------------------------------------------------------------;; User-defined Power-On Initialization of Memory;; With the following EQU statements the initialization of memory; at processor reset can be defined:;; ; the absolute start-address of IDATA memory is always 0IDATALEN EQU 80H ; the length of IDATA memory in bytes.;XDATASTART EQU 0H ; the absolute start-address of XDATA memoryXDATALEN EQU 0H ; the length of XDATA memory in bytes.;PDATASTART EQU 0H ; the absolute start-address of PDATA memoryPDATALEN EQU 0H ; the length of PDATA memory in bytes.;; Notes: The IDATA space overlaps physically the DATA and BIT areas of the; 8051 CPU. At minimum the memory space occupied from the C51 ; run-time routines must be set to zero.;------------------------------------------------------------------------------;; Reentrant Stack Initilization;; The following EQU statements define the stack pointer for reentrant; functions and initialized it:;; Stack Space for reentrant functions in the SMALL model.IBPSTACK EQU 0 ; set to 1 if small reentrant is used.IBPSTACKTOP EQU 0FFH+1 ; set top of stack to highest location+1.;; Stack Space for reentrant functions in the LARGE model. XBPSTACK EQU 0 ; set to 1 if large reentrant is used.XBPSTACKTOP EQU 0FFFFH+1; set top of stack to highest location+1.;; Stack Space for reentrant functions in the COMPACT model. PBPSTACK EQU 0 ; set to 1 if compact reentrant is used.PBPSTACKTOP EQU 0FFFFH+1; set top of stack to highest location+1.;;------------------------------------------------------------------------------;; Page Definition for Using the Compact Model with 64 KByte xdata RAM;; The following EQU statements define the xdata page used for pdata; variables. The EQU PPAGE must conform with the PPAGE control used; in the linker invocation.;PPAGEENABLE EQU 0 ; set to 1 if pdata object are used.PPAGE EQU 0 ; define PPAGE number.;;------------------------------------------------------------------------------

3. 標(biāo)準(zhǔn)輸入輸出文件

putchar.cputchar.c是一個(gè)低級(jí)字符輸出子程，開發(fā)人員可修改后應(yīng)用到自己的硬件系統(tǒng)上，例如向CLD或LEN輸出字符。缺?。簆utchar.c是向串口輸出一個(gè)字符XON|XOFF是流控標(biāo)志，換行符“/*n”自動(dòng)轉(zhuǎn)化為回車/換行“/r/n”。getkey.cgetkey函數(shù)是一個(gè)低級(jí)字符輸入子程，該程序可用到自己硬件系統(tǒng)，如矩陣鍵盤輸入中，缺省時(shí)通過串口輸入字符。

4. 其它文件

還包括對(duì)Watch-Dog有獨(dú)特功能的INIT.A51函數(shù)以及對(duì)8×C751適用的函數(shù)，可參考源代碼。

第四節(jié) 段名協(xié)定與程序優(yōu)化

1. 段名協(xié)定(Segment Naming Conventions)

C51編譯器生成的目標(biāo)文件存放于許多段中，這些段是代碼空間或數(shù)據(jù)空間的一些單元，一個(gè)段可以是可重定位的，也可以是絕對(duì)段，每一個(gè)可重定位的段都有一個(gè)類型和名字，C51段名有以下規(guī)定：每個(gè)段名包括前綴與模塊名兩部分，前綴表示存儲(chǔ)類型，模塊名則是被編譯的模塊的名字，例如：？CO？main1 ：表示main1模塊中的代碼段中的常數(shù)部分？PR？function1？module 表module模塊中函數(shù)function1的可執(zhí)行段，具體規(guī)定參閱手冊(cè)。

2. 程序優(yōu)化

C51編譯器是一個(gè)具有優(yōu)化功能的編譯器，它共提供六級(jí)優(yōu)化功能。確保生成目標(biāo)代碼的最高效率(代碼最少，運(yùn)行速度最快)。具體六級(jí)優(yōu)化的內(nèi)容可參考幫助。在C51中提供以下編譯控制指令控制代碼優(yōu)化：OPTIMIZE(SJXE)：盡量采用子程序，使程序代碼減少。NOAREGS：不使用絕對(duì)寄存器訪問，程序代碼與寄存器段獨(dú)立。NOREGPARMS：參數(shù)傳遞總是在局部數(shù)據(jù)段實(shí)現(xiàn)，程序代碼與低版本C51兼容。OPTIMIZE(SIZE)AK OPTIMIZE(speed)提供6級(jí)優(yōu)化功能，缺省為： OPTIMIZE(6,SPEED)。

第五章 Keil C51庫函數(shù)參考

C51強(qiáng)大功能及其高效率的重要體現(xiàn)之一在于其豐富的可直接調(diào)用的庫函數(shù)，多使用庫函數(shù)使程序代碼簡單，結(jié)構(gòu)清晰，易于調(diào)試和維護(hù)，下面介紹C51的庫函數(shù)系統(tǒng)。

第一節(jié) 本征庫函數(shù)(intrinsic routines)和非本征證庫函數(shù)

C51提供的本征函數(shù)是指編譯時(shí)直接將固定的代碼插入當(dāng)前行，而不是用ACALL和LCALL語句來實(shí)現(xiàn)，這樣就大大提供了函數(shù)訪問的效率，而非本征函數(shù)則必須由ACALL及LCALL調(diào)用。C51的本征庫函數(shù)只有9個(gè)，數(shù)目雖少，但都非常有用，列如下：_crol_,_cror_：將char型變量循環(huán)向左(右)移動(dòng)指定位數(shù)后返回_iror_,_irol_：將int型變量循環(huán)向左(右)移動(dòng)指定位數(shù)后返回_lrol_,_lror_：將long型變量循環(huán)向左(右)移動(dòng)指定位數(shù)后返回_nop_： 相當(dāng)于插入NOP_testbit_： 相當(dāng)于JBC bitvar測試該位變量并跳轉(zhuǎn)同時(shí)清除。_chkfloat_： 測試并返回源點(diǎn)數(shù)狀態(tài)。使用時(shí)，必須包含#inclucle 一行。如不說明，下面談到的庫函數(shù)均指非本征庫函數(shù)。

第二節(jié) 幾類重要庫函數(shù)

1. 專用寄存器include文件

例如8031、8051均為REG51.h其中包括了所有8051的SFR及其位定義，一般系統(tǒng)都必須包括本文件。

2. 絕對(duì)地址include文件absacc.h

該文件中實(shí)際只定義了幾個(gè)宏，以確定各存儲(chǔ)空間的絕對(duì)地址。

3. 動(dòng)態(tài)內(nèi)存分配函數(shù)，位于stdlib.h中

4. 緩沖區(qū)處理函數(shù)位于“string.h”中

其中包括拷貝比較移動(dòng)等函數(shù)如：memccpy memchr memcmp memcpy memmove memset這樣很方便地對(duì)緩沖區(qū)進(jìn)行處理。

5. 輸入輸出流函數(shù)，位于“stdio.h”中

流函數(shù)通8051的串口或用戶定義的I/O口讀寫數(shù)據(jù)，缺省為8051串口，如要修改，比如改為LCD顯示，可修改lib目錄中的getkey.c及putchar.c源文件，然后在庫中替換它們即可。

第三節(jié) Keil C51庫函數(shù)原型列表

1. CTYPE.H

bit isalnum(char c)； bit isalpha(char c)； bit iscntrl(char c)； bit isdigit(char c)； bit isgraph(char c)； bit islower(char c)； bit isprint(char c)； bit ispunct(char c)； bit isspace(char c)； bit isupper(char c)； bit isxdigit(char c)； bit toascii(char c)； bit toint(char c)； char tolower(char c)； char __tolower(char c)； char toupper(char c)； char __toupper(char c)；

2. INTRINS.H

unsigned char _crol_(unsigned char c,unsigned char b)； unsigned char _cror_(unsigned char c,unsigned char b)； unsigned char _chkfloat_(float ual)； unsigned int _irol_(unsigned int i,unsigned char b)； unsigned int _iror_(unsigned int i,unsigned char b)； unsigned long _irol_(unsigned long l,unsigned char b)； unsigned long _iror_(unsigned long L,unsigned char b)； void _nop_(void)； bit _testbit_(bit b)；

3. STDIO.H

char getchar(void)； char _getkey(void)； char *gets(char * string,int len)； int printf(const char * fmtstr[,argument]…); char putchar(char c); int puts (const char * string); int scanf(const char * fmtstr.[,argument]…)； int sprintf(char * buffer,const char *fmtstr[;argument])； int sscanf(char *buffer,const char * fmtstr[,argument]); char ungetchar(char c); void vprintf (const char *fmtstr,char * argptr); void vsprintf(char *buffer,const char * fmtstr,char * argptr)；

4. STDLIB.H

float atof(void * string); int atoi(void * string); long atol(void * string); void * calloc(unsigned int num,unsigned int len); void free(void xdata *p)； void init_mempool(void *data *p,unsigned int size); void *malloc (unsigned int size); int rand(void); void *realloc (void xdata *p,unsigned int size); void srand (int seed)；

5. STRING.H

void *memccpy (void *dest,void *src,char c,int len); void *memchr (void *buf,char c,int len); char memcmp(void *buf1,void *buf2,int len); void *memcopy (void *dest,void *SRC,int len); void *memmove (void *dest,void *src,int len); void *memset (void *buf,char c,int len); char *strcat (char *dest,char *src); char *strchr (const char *string,char c); char strcmp (char *string1,char *string2); char *strcpy (char *dest,char *src); int strcspn(char *src,char * set); int strlen (char *src); char *strncat (char 8dest,char *src,int len); char strncmp(char *string1,char *string2,int len); char strncpy (char *dest,char *src,int len); char *strpbrk (char *string,char *set); int strpos (const char *string,char c); char *strrchr (const char *string,char c); char *strrpbrk (char *string,char *set); int strrpos (const char *string,char c); int strspn(char *string,char *set)；

第六章 Keil C51例子：Hello.c

Hello位于/C51/excmples/Hello/目錄，其功能是向串口輸出“Hello,world”整個(gè)程序如下：＃pragma DB OE CD#indule #includevoid main(void) { SCOn=0x50; TMOD=0x20 TH1=0xf3; Tri=1; TI=1; printf(“Hello,world /n”); while(1) { } }

第一節(jié) uVision for Windows的使用步驟

(1) file_new新建一個(gè)hello.c文件，輸入如上內(nèi)容或直接用目錄下源文件。(2) file_save或工具欄將文件存盤。(3) project_new project創(chuàng)建一個(gè)project名為hello，并在其中加入hello.c。這時(shí)該project已是打開狀態(tài)，或用open project打開已存在的project。(4) option_C51 compiler中選出至少包括兩項(xiàng)DB OE。(5) option_dscope Debugger選中hello/DS51.INI查看DS51.INI看其是否為： “load…/…/BIN/8051.DLL map 0, 0xffff”否則修改。(6) 在option_make選make文件順序。(7) project選Build project，看是否有語法錯(cuò)誤，若無則生成HEX文件，若有則修改源文件后重復(fù)以上部分步驟。(8) run_dScope debugger進(jìn)入dScope51后裝入hello則可用go直接運(yùn)行看serial窗口有無輸出，正常每系統(tǒng)運(yùn)行一次，serial窗口均出現(xiàn)一個(gè)“Hello,world”表明運(yùn)行無誤。

第二節(jié) Ishell for Dos使用步驟

(1) 進(jìn)入Ishell 用Setup editer選擇編輯器。然后單擊Edit或用Edit命令編輯hello.c源文件，存盤，也可以在files窗口中直接選中hello.c。(2) 用cd改換project目錄至hello目錄。(3) 在setup_target一項(xiàng)目選8051。(4) 在setup_C51中輸出DB OE。(5) 在setup_project輸入project名hello。(6) 在setup_save保存Ishell.CFG文件。(7) 編輯一個(gè)Link文件hello.lin中有“hell.obj”一行。(8) 由光標(biāo)落在files菜單中的Hello.c上，單擊“translate”，如無語法錯(cuò)，再擊“link”，則Hex文件生成。(9) 單擊Simulate如在8051.CDF中選Simulate為dScope則進(jìn)入dScope調(diào)試直接“Go”，看serial窗口輸出為“Hello.world”。(10) 如程序有誤修改源代碼后不必再translate或link了，只要一步Amake即可。若project中包括不止一個(gè)文件，在DOS的Ishell中不能用Translate編譯，而應(yīng)建立bat文件，直接在命令窗編譯，然后link連接。如還需用Translate則只能多個(gè)文件分別編譯，然后連接。

第七章 Keil C51的代碼效率

C51程序編譯生成匯編代碼的效率，是由許多因素共同決定的，對(duì)于Keil C51，主要受以下兩種因素影響：

第一節(jié) 存儲(chǔ)模式的影響

存儲(chǔ)模式?jīng)Q定了缺省變量的存儲(chǔ)空間，而訪問各空間變量的匯編代碼的繁簡程度決定了代碼率的高低。例如：一個(gè)整形變量i，如放于內(nèi)存18H、19H空間，則++i的操作編譯成四條語句：INC 0x19MOV A,0x19JNZ 0x272DINC 0x180x272D：而如果放于外存空間0000H、0001H則++i的操作編譯成九條語句：MOV DPTR，0001MOVX A，@ DPTRINC AMOVX @ DPTR,AJNz #5MOV OPTR,#0000MOVX A,@DPTRINC AMOVX @ DPTR,A就匯編之后的語句而言，對(duì)外部存儲(chǔ)器的操作較內(nèi)部存儲(chǔ)器操作代碼率要低得多，生成的語句為內(nèi)存的兩倍以上，而程序中有大量的這種操作，可見存儲(chǔ)模式對(duì)代碼率的響了。因此程序設(shè)計(jì)的原則是1、存儲(chǔ)模式從small-Compact-large依次選擇，實(shí)在是變量太多，才選large模式。2、即使選擇了large模式，對(duì)一些常用的局部的或者可放于內(nèi)存中的變量，最好放于內(nèi)存中，以盡量提高程序的代碼率。

第二節(jié) 程序結(jié)構(gòu)的影響

程序的結(jié)構(gòu)單元包括模塊、函數(shù)等等。同樣的功能，如果結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，其所涉及的操作、變量、功能模塊函數(shù)等就越多，較之結(jié)構(gòu)性好，代碼簡單的程序其代碼率自然就低得多。此外程序的運(yùn)行控制語句，也是影響代碼率的關(guān)鍵因素，例如：switch -case語句，許多編譯器都把它們譯得非常復(fù)雜，Keil C51也不例外，相對(duì)較為簡易的Switch-case語句，編譯成跳轉(zhuǎn)指令形式，代碼率較高，但對(duì)較為復(fù)雜的Switch-Case，則要調(diào)用一個(gè)系統(tǒng)庫函數(shù)?C?ICASE進(jìn)行處理，非常復(fù)雜。再如if( ),while( )，等語句也是代碼相對(duì)較低的語句，但編譯以后比switch-case要高得多。因此建議設(shè)計(jì)者盡量少用switch-case之類語句來控制程序結(jié)構(gòu)，以提高代碼率。除以上兩點(diǎn)外，其它因素也會(huì)對(duì)代碼率產(chǎn)生影響，例如：是否用寄存器傳遞參數(shù) 即NOAREGS選項(xiàng)是否有是否包括調(diào)試信息：即DEBUG選項(xiàng)是否包括擴(kuò)展的調(diào)試信息：即BJECTEXTEND

第八章 dScope for Windows使用詳解

第一節(jié) 概述

1. 主窗口（Mainframe Window）

可設(shè)置其它各種調(diào)試窗口，設(shè)置斷點(diǎn)、觀察點(diǎn)，修改地址空間，加載文件等等；

2. 調(diào)試窗口（DEBUG Window）

支持用戶程序的各種顯示方式，可連續(xù)運(yùn)行，單步運(yùn)行用戶程序，并可在線 匯編；

3. 命令窗口（Command Window）

支持命令行的輸入；

4. 觀察窗口（Watch Window）

可設(shè)置所要觀察的變量、表達(dá)式等；

5. 寄存器窗口（Registe Window）

顯示內(nèi)部寄存器的內(nèi)容，程序運(yùn)行次數(shù)等；

6. 串口窗口（Serical Windows）

顯示串口接收和發(fā)送的數(shù)據(jù)；

7. 性能分析窗口

顯示所要觀察的各程序段占用CPU的空間；

8. 內(nèi)存窗口（Memory Window）

顯示所選擇的內(nèi)存中的數(shù)據(jù)；

9. 符號(hào)瀏覽窗口（Symbol Browser Window）

顯示各種符號(hào)名稱，包括專有符號(hào)，用戶自定義符號(hào)（函數(shù)名、變量、標(biāo)號(hào)）等；

10. 調(diào)用線窗口（Call－Stack Window）

動(dòng)態(tài)顯示當(dāng)前執(zhí)行的程序段的函數(shù)調(diào)用關(guān)系；

11. 代碼覆蓋窗口

提供當(dāng)前模塊內(nèi)各程序段中被執(zhí)行代碼的比率；。

12. 外圍設(shè)備窗口(peripherals)

可顯示I/O口，定時(shí)器，中斷，串口等外圍設(shè)備狀態(tài)；

第二節(jié) dScope for Windows基本操作

1. 指定初始化文件

在uVision的Option菜單dScope Debugger中指定dScope的初始化文件，用uVision的RUN啟動(dòng)dScope將自動(dòng)加載此初始化文件，自動(dòng)執(zhí)行其中命令；下面是一個(gè)例子，可以看出調(diào)入一個(gè)調(diào)試代碼的過程。Ds51.ini：load 8051.dllload testslog>>test.logxtal=11.0592define button "go to main","g,main"ws RevCounterws rm.rg,mainPA RESETPA serialPA timer0

2. 觀察變量

方法1：命令行WS expression [, numberbase ] [ LINE ]其中numberbase為顯示數(shù)制，10對(duì)應(yīng)10進(jìn)制，16對(duì)應(yīng)16進(jìn)制，缺省為16進(jìn)制。LINE為單行顯示，缺省為多行顯示。方法2：setup->Watchpoints，在對(duì)話框中輸入變量

3. 顯示RAM的值

d i(x,d):起始地址,終止地址d 變量名

4. 觀察堆棧

View->Call-stack->Show invocation，可以跟蹤調(diào)用過程；

5. 中斷處理程序調(diào)試

在裝入8051.dll后，在dScope的主菜單中將增加Peripherial，其有4個(gè)字菜單：I/0 port：Pi端口狀態(tài)Interrupt：中斷設(shè)置Timer：定時(shí)器中斷狀態(tài)Serial：串口中斷狀態(tài)設(shè)置相應(yīng)的中斷請(qǐng)求標(biāo)志位即可產(chǎn)生中斷。

6. 性能分析（Performance Analyzer：PA）

PA用來分析一段代碼執(zhí)行占用CPU的百分比。定義：命令行 PA func_name

第三節(jié) dScope for Windows命令文件的編制

dScope除了用命令行的方式進(jìn)行調(diào)試以外，還可將各種調(diào)試命令匯集于一個(gè)調(diào)試文件中，然后調(diào)用該文件，就可達(dá)到自動(dòng)測試用戶源代碼的目的。dScope的命令文件支持C/PL/M的格式，因而編制調(diào)試命令文件與編制C語言程序有些類似。

1. 地址空間及地址空間類型

(1) 地址空間分段

dScope提供的最大可用空間為16M，實(shí)際上我們只用以下三段：① 內(nèi)部數(shù)據(jù)空間段（0X00段或D段）0X00:0X0000~0X00:0XFFFF(對(duì)MSC51而言為0X00:0X00FF)② 外部數(shù)據(jù)空間段（0X01段式或X段）0X01：0X0000～0X01～0XFFFF③ 程序空間段（0XFF段或C段）0XFF：0X0000～0XFF：0XFFFF

(2) 地址空間類型

C：代碼空間D：內(nèi)部直接尋址空間I： 內(nèi)部間接尋址空間X：外部數(shù)據(jù)空間B：位尋址空間P：I/O口EB：擴(kuò)展的位尋址空間（MCS251專有）ED：擴(kuò)展的數(shù)據(jù)空間（MCS251專有）CO：常數(shù)空間（MCS251專有）HC：正常數(shù)空間（MCS251專有）

2. 常量

dScope支持十六進(jìn)制、八進(jìn)制、十進(jìn)制、二進(jìn)制常數(shù)，其后綴分別為H、Q(O)、T（或無）、Y；dScope不區(qū)分常量的大、小寫。

(1) 整型常量

分為整型（int），無符號(hào)整型（uint,00rd），長整型（long），無符號(hào)長整型（Wlong、Word）。

(2) 浮點(diǎn)型常量

與ANSI C相同。

(3) 字符串常量

與ANSI C相同

(4) 字符常量

分為字符型（Char）和無符號(hào)字符型（Uchar）一種。

(5) 行號(hào)常數(shù)

指用戶程序中的行號(hào)，實(shí)際上是個(gè)地址

(6) 位常量（Bit）：

0和1

(7) 地址常數(shù)

地址常數(shù)的種類很多，地址常數(shù)不同于行號(hào)常數(shù)，行號(hào)常數(shù)就是一個(gè)地址，而地址數(shù)被引用時(shí)，實(shí)際上是取該地址中的數(shù)據(jù)。C：代碼地址常數(shù)，如C：0X0012或0XFF：0X0012D：內(nèi)部直接尋址地址常數(shù)，如D：0X0068或0X00：0X0068I：內(nèi)部間按尋址地址常數(shù)，如I：0X0010或0X00：0X0010X：外部數(shù)據(jù)空間地址常數(shù)，如X：0X0028或0X01：0X0028B：位地址常數(shù)，如B：0X20或B：0X24.0EB：擴(kuò)展的位地址常數(shù)（MCS251專有）， ED：擴(kuò)展的數(shù)據(jù)空間地址常數(shù)（MCS251專有）CO：常數(shù)空間地址常數(shù)（MCS251專有）HC：正常數(shù)空間地址常數(shù)（MCS251專有）

(8) 標(biāo)識(shí)符常量

即用戶源程序中的標(biāo)號(hào)、函數(shù)名等，實(shí)際上代表某一地址。

(9) 用戶源程序中定義的常數(shù)

3. 變量

dScope所支持的變量名或標(biāo)識(shí)符最多可由31個(gè)字符組成，第一個(gè)字母為A～Z，a～z，下劃線或問號(hào)，后續(xù)字符可為字母、數(shù)字、下劃線和問號(hào)。除CPU變量和系統(tǒng)變量外，dScope不支持全局變量，但可視“define”命令定義的變量為全局變量。Dscope所, 支持的變量分為以下幾種（變量名稱不區(qū)分大、小寫），支持類型轉(zhuǎn)換：

(1) 整型變量

分為整型變量（int）、無符號(hào)整型變量（uint/word），長整型（Long） 、無符號(hào)長整型（Ulong/dword）。

(2) 浮點(diǎn)型變量(float)

與ANSI C相同。

(3) 字符型變量L

分為字符型（char）變量和無符號(hào)字符型（Uchar）

(4) 位變量（Bit）

(5) 系統(tǒng)變量

dScope自己定義了一系列內(nèi)部變量，用戶可對(duì)這些變量進(jìn)行讀或讀/寫操作， 可被用戶自定義數(shù)所引用。a. Cycles (Read Only)32位變量（Ulong），指示當(dāng)前程序執(zhí)行已花費(fèi)的指令周期（cycle）。b. Ramsize(R/W)16位變量（Uint），指示內(nèi)部可直接尋址的數(shù)據(jù)空間大小。c. Radix(R/N)8位變量（Uchar），決定輸出的數(shù)制Radix=0X0A (10進(jìn)制)，Radix=0X10 (16進(jìn)制)d. －IIP－（R/W）8位變量（Uchar），指示當(dāng)前的中斷嵌套數(shù)目。e. ＄ （R/W）32位變量（Ulong），指出PC值，通過對(duì)其進(jìn)行寫操作，可改變程序執(zhí)行的流程。f. Itrace (R/W)8位變量（Uchar），決定是否對(duì)程序運(yùn)行情況進(jìn)行記錄 Itrace=1，使能記錄操作 Itrace=0，根本上記錄操作g. __Break__(R/W)8位變量（Uchar） __Break__=1，中止程序的運(yùn)行h. __Mode__和__Frame size__是MCS 251專有的變量。

(6) CPU變量

即R0～R7、A、C（位變量）、B、DPTR及特殊功能寄存器變量，對(duì)這些變量均可進(jìn)行讀、寫操作。

(7) 用戶源程序中定義的變量、數(shù)組、結(jié)構(gòu)等

4. 運(yùn)算符

dScope支持ANSI C的運(yùn)算符，包括算術(shù)運(yùn)算符，邏輯運(yùn)算符，關(guān)系運(yùn)算符。

5. 表達(dá)式

以運(yùn)算符將dScope所支持的常量、變量、函數(shù)等連接在一起，就構(gòu)成了dScope的表達(dá)式。

6. 數(shù)組

dScope不支持在命令文件中定義數(shù)組，但可引用用戶程序中的數(shù)組，引用方式如同C。

7. 結(jié)構(gòu)和聯(lián)合

dScope不支持在命令文件中定義結(jié)構(gòu)和聯(lián)合，但可引用用戶程序中的結(jié)構(gòu)和聯(lián)合，引用方式如同C，但如要輸出整個(gè)結(jié)構(gòu)或聯(lián)合的結(jié)果，就要用命令“OBJ”。

8. 指針：

不可自定義指針，但支持用戶源程序中的指針變量。

9. dScope命令語句

dScope提供了一系列調(diào)試命令。在命令文件中，dScope只支持這些語句及前述定義的表達(dá)式，C語言的語句均不被支持，但在命令文件所包含的用戶自定義函數(shù)（非用戶源程序中的函數(shù)）中支持C語句，但用戶自定義函數(shù)中同樣不支持?jǐn)?shù)組、結(jié)構(gòu)、聯(lián)合和指針。

(1) ASM

在線匯編命令，格式如下：ASM C：0Xnnnn （或標(biāo)號(hào)）；設(shè)定插入匯編指令的地址ASM 匯編指令A(yù)SM 匯編指令插入完畢后，在debug窗口內(nèi)選擇“Assemble->Assemble”完成編譯。

(2) Assign

串行口分配指令，格式如下：Assign channeloutreg對(duì)MCS51為：Assign Win Soot但目前的dScope版本并未提供完整串口窗口功能。

(3) Define

用戶自定義變量指令，格式如下：Define <類型> <變量名>類型一為如前所述的變量類型，Define指令定義的變量可能為全局變量，可為用戶自定義函數(shù)所引用。

(4) Display

內(nèi)存顯示命令，格式如下二：D 起始地址，結(jié)束地址地址如前所述的地址常數(shù)，標(biāo)識(shí)符常量。

(5) Enter

內(nèi)存修改指令，格式如下：E 類型地址＝表達(dá)式 [表達(dá)式2]，[……]類型如前所述，地址如前所述的地址常數(shù)。表達(dá)式如前所述，但如果是函數(shù)名稱（含標(biāo)號(hào)、指針變量），則關(guān)鍵字E→EP

(6) Map/Reset map

Map為內(nèi)存段修改指令，Reset map將內(nèi)存段復(fù)位或缺省值。

(7) Object

用以引用用戶源程序中的結(jié)構(gòu)（聯(lián)合）、數(shù)組、格式如下：Obj表達(dá)式 [n，]，[Line]表達(dá)式為用戶源程序中的數(shù)組，結(jié)構(gòu)（聯(lián)合）名稱。當(dāng)Line缺省時(shí)，數(shù)目、結(jié)構(gòu)（聯(lián)合）的內(nèi)容按n行輸出；如有Line，則單行輸出。

(8) U

反匯編命令，格式如下： U [地址]地址包括地址常 數(shù)及標(biāo)識(shí)符常量，指明反匯編的起始地址。

(9) WK

觀察點(diǎn)刪除命令，格式如下： WK n1[n2 ]，[……] ；刪除指定的觀察點(diǎn)，n為字符型，整型 常數(shù) WK * ；刪除所有的觀察點(diǎn)

(10) WS

觀察點(diǎn)設(shè)置命令，格式如下：WS 表達(dá)式[,n][LINE]關(guān)鍵字LINE存在時(shí)，觀察點(diǎn)表達(dá)式單行輸出LINE缺省時(shí)，觀察點(diǎn)表達(dá)式n行輸出。

(11) G

連續(xù)運(yùn)行命令，格式如下： G [起始地址]，[終止地址]地址為標(biāo)識(shí)符常量或地址常數(shù)，地址缺省時(shí)，為連續(xù)運(yùn)行。

(12) T/P

單步運(yùn)行指令，格式如下： T/P n ；n指至單行運(yùn)行的步數(shù)，P指給用戶當(dāng)調(diào)用某函數(shù)時(shí)，把它作為一步處理，并不進(jìn)入該函數(shù)運(yùn)行。

(13) PA

性能分析操作指令，其分以下幾種：PA顯示當(dāng)前所設(shè)置的性能分析程度段PA Kill *刪除當(dāng)前所設(shè)置的所有性能分析程序段PA Kill n1 [,n2]，[……]刪除指定的性能分析程序段PA 地址范圍設(shè)置性能分析程序段，地址范圍可以起始地址和結(jié)束地址的方式給出，也可給出函數(shù)名，行號(hào)范圍。PA Reset復(fù)位性能分析窗口（PA Windows），清除所有的記錄。

(14) BD

斷點(diǎn)失效命令，格式如下：BD n1 [,n2]，[,……] ；disable指定的斷點(diǎn)DB * ；disable所有的斷點(diǎn)

(15) BE

斷點(diǎn)使能命令，格式如下：BE M [,n2]，[,……] ；使能指定的斷點(diǎn)BE * ；使能所有的斷點(diǎn)

(16) BK

斷點(diǎn)刪除指令，格式如下：BK M[,n2]，[,……] ；刪除指定的斷點(diǎn)BK * ；刪除所有的斷點(diǎn)

(17) BL

斷點(diǎn)顯示指令，顯示所有被定義的斷點(diǎn)。

(18) BS

斷點(diǎn)定義指令，dScope支持多達(dá)40個(gè)斷點(diǎn)，具體格式如下：a.BS 表達(dá)式[,count] [,“cmd”]count：經(jīng)過該斷點(diǎn)的次數(shù) [選項(xiàng)]“cmd”：斷點(diǎn)到達(dá)后附帶執(zhí)行的dScope命令（連項(xiàng)）表達(dá)式一個(gè)條件表達(dá)式，此時(shí)該斷點(diǎn)稱為條件斷點(diǎn)（運(yùn)算符為&.&&,<<=>,>=,= =,!=）BS READ 表達(dá)式 [,count] [,“cmd”]BS WRITE 表達(dá)式 [,count] [“cmd”]BS READWRITE 表達(dá)式 [,count] [,“cmd”]以上三種斷點(diǎn)稱訪問式（Access斷點(diǎn)），當(dāng)某一址或變量被訪問（R/W）或某些值被讀寫時(shí)，程序被中斷。

(19) Define button

圖標(biāo)定義指令，用于當(dāng)窗口（Toolbox）

(20) !

DOS窗口Open命令，以“EXIT”命令退出DOS窗口。

(21) Include

文件包含命令，格式如下：Include [路徑] 文件名dScope支持以文件包含的方式調(diào)入并執(zhí)行調(diào)試命令文件，用戶自定義函數(shù)文件，調(diào)試命令文件可以有后綴，也可無后綴。

(22) Load

加載命令，格式如下：Load [路徑] 文件名 Load指令能夠加載的文件必須具有以下格式之一。Intel Hex/Hex 386格式Intel Object (OMF_51) 格式Intel Object (OMF-251) 格式dScope的CPU驅(qū)動(dòng)文件（.DLL）

(23) LOG

Command Window存盤指令，用于將Command Windows中的內(nèi)容輸出到指定的文件中，格式如下：LOG > [路徑]文件名 ；創(chuàng)建一個(gè)新文件LOG >> [路徑]文件名 ；將Command Windows的內(nèi)容輸出到某個(gè)已 存在的文件中。LOG OFF 完成輸出操作并開閉該文件LOG指令只將LOG>或LOG>>與LOG OFF指令之間的操作命令存入該指定文件。

(24) Reset

復(fù)位指令，具體格式如下：Reset ；執(zhí)行dScope的復(fù)位Reset Map ；復(fù)位外部數(shù)據(jù)空間Reset Var ；復(fù)位SET指令定義的變量

(25) Save

該指令將一段內(nèi)存映象以19EX386/HEX的格式存盤，具體格式如下：Save 路徑 文件名：地址1、地址2地址1、地址2指所要保存的空間范圍，既可是標(biāo)識(shí)符，也可是址常數(shù)。

(26) SET

該指令回來定義dScope目標(biāo)代碼預(yù)定義變量的含義，這些預(yù)定義變量包括以下二種：SRC ；指出所在的路徑F1～F12；對(duì)應(yīng)于鍵盤上的12個(gè)功能鍵，定義這些功能鍵的 含義。SET指令的格式為：SET 變量＝“字符串”SET 變量

10. 函數(shù)

dScope支持三種函數(shù)，即dScope預(yù)定義函數(shù)，用戶自定義函數(shù)和信號(hào)函數(shù)，分別詳述如下：

(1) dScope預(yù)定義函數(shù)

dScope號(hào)提供8個(gè)預(yù)定義函數(shù)（可視為dScope的庫函數(shù)）①Void Printf(“String”，輸出表列)屏幕打印函數(shù)，與ANSI C的Printf ( ) 函數(shù)相同②Void exec(“Command__String”)Command__String為一有效的命令字符串，此函數(shù)用于在運(yùn)行用戶自定義函數(shù)的過程中執(zhí)行dScope命令，這個(gè)函數(shù)提供了一個(gè)很重要的編制測試命令文件的方法。③int getint(“Prompt__String”)；從鍵盤輸入一個(gè)整數(shù)int getlong (“Prompt__String”)；從鍵盤輸入一個(gè)長整數(shù)float getfloat (“Prompt__String”)；從鍵盤輸入一個(gè)浮點(diǎn)數(shù)以上這三個(gè)函數(shù)被執(zhí)行時(shí)，dScope會(huì)彈出一個(gè)dialog box等待用戶輸入數(shù)據(jù)，其標(biāo)題欄上是“Prompt__String”，利用這個(gè)函數(shù)，不僅可以為變量賦值，也可使用戶得以看清前一階段的測試結(jié)果。④int rand (int seed) 該函數(shù)會(huì)輸出一個(gè)隨機(jī)數(shù)（-32768~32768）⑤Void memeset (ulorg start , ulong end ,uchar val) 該函數(shù)用于給地址范圍（Start__end）內(nèi)的內(nèi)存賦值（Val）⑥Void twatch (Long cycles)定時(shí)函數(shù)，時(shí)間由（Long cycles）決定，它是以指令周期計(jì)數(shù)的，它也 用于產(chǎn)生一個(gè)信號(hào)波形，該函數(shù)必須用于信號(hào)函數(shù)中。

(2) 用戶自定義函數(shù)

這類函數(shù)不同于用戶源程序中的數(shù)函，其定義格式為Func 返回類型 函數(shù)名（參數(shù)序列） { 語句}返回類型如前所述的變量類型用戶自定義函數(shù)中的語句與ANSI C相似，只是不支持?jǐn)?shù)組結(jié)構(gòu)、聯(lián)合、指針，可引用dScope系統(tǒng)變量，define語句定義的變量和用戶源程序變量，不支持dScope命令，如想在函數(shù)中執(zhí)行dScope命令，要借助于exec（“Command__String”）函數(shù)，可引用dScope預(yù)定義的函數(shù)（除了twatch ( )函數(shù)），不支持ANSI C的庫函數(shù)。

(3) 信號(hào)函數(shù)

用于產(chǎn)生具有某一波形的信號(hào)，定義格式為：Signal返回類型函數(shù)名（參數(shù)長列）{ 語句 }信號(hào)函數(shù)主要是利用twatch ( )函數(shù)，目前dScope版本在提供這一功能上面還有一定問題。

(4) dScope函數(shù)與ANSI函數(shù)的區(qū)別

① 不支持條件匯編② 不支持頭文件③ 無變量的初始化④ 不支持?jǐn)?shù)組、結(jié)構(gòu)、指針⑤ 調(diào)用方式不同，自定義函數(shù)和信號(hào)函數(shù)首先要包含一個(gè)函數(shù)文件之中，然而在測試命令文件中以Inclule指令調(diào)用該函數(shù)文件，最后才能以函數(shù)名調(diào)用之。⑥ 函數(shù)調(diào)用只支持傳值方式。