第3章KeiluVision（C51）開發(fā)工具KeilμVision集成開發(fā)環(huán)境介紹KeilμVision軟件開發(fā)流程介紹KeilμVision基本開發(fā)流程實(shí)現(xiàn)本章主要內(nèi)容KeilμVision集成開發(fā)環(huán)境介紹

--軟件功能介紹μVision5提供了功能強(qiáng)大的編輯器，并且提供了管理工程的能力。μVision5集成了用于開發(fā)嵌入式應(yīng)用的所有工具，包括：C/C++編譯器、宏匯編器、鏈接器/定位器和HEX文件生成器。μVision5集成開發(fā)環(huán)境提供以下功能：全功能的源代碼編輯器。用于配置開發(fā)工具的元件庫(kù)。用于創(chuàng)建和維護(hù)工程的工程管理器。KeilμVision集成開發(fā)環(huán)境介紹

--軟件功能介紹提供用于對(duì)嵌入式設(shè)計(jì)文件進(jìn)行處理的匯編器、編譯器和鏈接器。提供用于所有開發(fā)環(huán)境設(shè)置的對(duì)話框。真正集成了帶有高速CPU和外設(shè)仿真器的源碼級(jí)和匯編器級(jí)調(diào)試器工具。提供用于對(duì)目標(biāo)硬件進(jìn)行軟件調(diào)試的高級(jí)圖形調(diào)試（GraphicDebugInterface，GDI）接口，以及KeilULINK調(diào)試適配器。KeilμVision集成開發(fā)環(huán)境介紹

--軟件功能介紹提供了Flash編程工具，用于將應(yīng)用程序下載到Flash存儲(chǔ)器。注：STC單片機(jī)使用STC提供的stc-isp軟件下載程序提供了下面的鏈接：手冊(cè)、在線幫助、器件手冊(cè)和用戶指南。μVision5集成開發(fā)環(huán)境和調(diào)試器是整個(gè)Keil開發(fā)工具鏈的中心，它們提供了大量的特性以幫助程序開發(fā)人員快速完成嵌入式應(yīng)用的開發(fā)。μVision5提供了：建立模式（BuildMode），用于創(chuàng)建應(yīng)用程序；以及調(diào)試模式（DebugMode），用于調(diào)試應(yīng)用程序。KeilμVision集成開發(fā)環(huán)境介紹

--軟件下載下載μVision5集成開發(fā)環(huán)境的步驟主要包括：在IE瀏覽器中，輸入，登陸keil官網(wǎng)。在打開的Keil官網(wǎng)左側(cè)的SoftwareDownloads下找到并點(diǎn)擊ProductDownloads。KeilμVision集成開發(fā)環(huán)境介紹

--軟件下載在打開的頁(yè)面中，出現(xiàn)DownloadProducts頁(yè)面。在該頁(yè)面中，點(diǎn)擊C51，如下圖所示。KeilμVision集成開發(fā)環(huán)境介紹

--軟件下載打開C51界面，該界面提供了列表，需要填寫相關(guān)信息，如右圖所示。注：凡是標(biāo)識(shí)黑體的項(xiàng)，都需要提供信息，不必是真實(shí)的信息。但是E-mail信息必須是真實(shí)的。KeilμVision集成開發(fā)環(huán)境介紹

--軟件下載當(dāng)填寫所要求的必要的信息后，點(diǎn)擊該頁(yè)面下方的Submit按鈕。出現(xiàn)新的界面。在該界面下，點(diǎn)擊C51V961.EXE圖標(biāo)KeilμVision集成開發(fā)環(huán)境介紹

--軟件下載出現(xiàn)“下載”對(duì)話框。在該對(duì)話框中，通過(guò)進(jìn)度條顯示了下載軟件的進(jìn)度KeilμVision集成開發(fā)環(huán)境介紹

--軟件的安裝安裝μVision5集成開發(fā)環(huán)境的步驟主要包括：下載完軟件后，在“下載”對(duì)話框中右側(cè)，找到并單擊“在文件夾中顯示”按鈕進(jìn)入到保存安裝文件的目錄中。在該目錄中，找到并雙擊C51V961.exe按照安裝過(guò)程中的提示信息，完成軟件的安裝。在安裝軟件的過(guò)程中，默認(rèn)安裝路徑為C:\Keil_v5。KeilμVision集成開發(fā)環(huán)境介紹

--軟件的安裝當(dāng)安裝成功后，在Windows11操作系統(tǒng)桌面的底部，找到并單擊“開始”按鈕，彈出浮動(dòng)菜單。單擊浮動(dòng)菜單右上角的“全部”按鈕，定位到標(biāo)題為“K”的窗口，在該窗口中，出現(xiàn)KeiluVision5圖標(biāo)，如左圖所示；同時(shí)，在Windows11操作系統(tǒng)桌面上出現(xiàn)名字為“KeiluVision5”的圖標(biāo)，如右圖所示。KeilμVision集成開發(fā)環(huán)境介紹

--軟件的安裝在本書提供的資料中，找到并雙擊STC公司提供的AIapp-ISP-v6.94.exe文件，打開主界面。KeilμVision集成開發(fā)環(huán)境介紹

--軟件的安裝在該界面內(nèi)的右側(cè)窗口中，點(diǎn)擊“Keil仿真設(shè)置”標(biāo)簽。在該標(biāo)簽頁(yè)下，點(diǎn)擊“添加型號(hào)和頭文件到Keil中，添加STC仿真器驅(qū)動(dòng)到Keil中”按鈕。出現(xiàn)瀏覽文件夾對(duì)話框界面。在該界面中，出現(xiàn)“請(qǐng)選擇Keil的安裝目錄（例如：C：\Keil）（目錄下必須有C51目錄和Uvx目錄存在）”提示信息，如右圖所示。KeilμVision集成開發(fā)環(huán)境介紹

--軟件的安裝在該界面中，將路徑定位到c:\keil_v5路徑下。注：讀者根據(jù)自己安裝μVision5的路徑選擇所指向的路徑。單擊OK按鈕。出現(xiàn)添加STC-MCU器件成功的消息對(duì)話框界面。KeilμVision集成開發(fā)環(huán)境介紹

--軟件的啟動(dòng)啟動(dòng)μVision5集成開發(fā)環(huán)境的步驟主要包括：在Windows11操作系統(tǒng)中，選擇并點(diǎn)擊KeilμVision5圖標(biāo)出現(xiàn)KeilμVision5啟動(dòng)界面，如下圖所示。KeilμVision軟件開發(fā)流程介紹

通過(guò)KeilμVision集成開發(fā)環(huán)境開發(fā)STC8051單片機(jī)軟件程序的流程KeilμVision軟件開發(fā)流程介紹從STC單片機(jī)應(yīng)用的角度，程序開發(fā)的任務(wù)包含兩個(gè)方面：編寫硬件驅(qū)動(dòng)，并提供應(yīng)用程序接口函數(shù)API?；贏PI編寫應(yīng)用程序，使得單片機(jī)系統(tǒng)能滿足應(yīng)用要求。KeilμVision軟件開發(fā)流程介紹傳統(tǒng)上，8051單片機(jī)的程序開發(fā)都是直接面向于底層硬件，即編寫硬件驅(qū)動(dòng)，然后基于硬件驅(qū)動(dòng)編寫，也就是我們通常所說(shuō)的“裸奔”。這種開發(fā)程序的方法最大的局限性在于程序的可移植性較差、維護(hù)成本高。這種開發(fā)方式?jīng)]有使用操作系統(tǒng)進(jìn)行支持，因此很難實(shí)現(xiàn)多任務(wù)的協(xié)同分時(shí)處理。KeilμVision軟件開發(fā)流程介紹隨著單片機(jī)應(yīng)用程序開發(fā)的要求不斷提高，程序設(shè)計(jì)思想也發(fā)生了明顯的變化，主要體現(xiàn)在：使用API函數(shù)封裝底層具體的硬件，而應(yīng)用程序開發(fā)者只需要調(diào)用這些API函數(shù)即可。顯著降低了應(yīng)用程序?qū)Φ讓拥囊蕾囆?，使得?yīng)用程序具有更好的可移植性。

在單片機(jī)程序開發(fā)中，引入操作系統(tǒng)的支持。支持多任務(wù)的分時(shí)協(xié)同同步處理，顯著提高了復(fù)雜應(yīng)用程序的可靠性。KeilμVision軟件開發(fā)流程介紹

--明確需求對(duì)于編寫軟件代碼的程序員而言，在開始編寫軟件代碼前，需要明確并完成下面的要求：了解所提供硬件的性能。了解STC單片機(jī)的軟件開發(fā)環(huán)境KeilμVision5所能實(shí)現(xiàn)的功能。明確軟件代碼所要實(shí)現(xiàn)的功能。繪制用于表示軟件代碼實(shí)現(xiàn)過(guò)程的數(shù)據(jù)流圖和程序流圖。進(jìn)一步明確程序的概要設(shè)計(jì)和詳細(xì)設(shè)計(jì)方案。KeilμVision軟件開發(fā)流程介紹

--創(chuàng)建設(shè)計(jì)工程在使用KeilμVision集成開發(fā)環(huán)境創(chuàng)建設(shè)計(jì)工程時(shí)，需要完成下面的任務(wù)：指定工程所在的路徑和文件夾。命名工程名字。從單片機(jī)元器件庫(kù)中，找到STC單片機(jī)元器件庫(kù)，并添加軟件開發(fā)所使用的一款單片機(jī)型號(hào)。KeilμVision軟件開發(fā)流程介紹

--編寫匯編/C軟件代碼在創(chuàng)建完設(shè)計(jì)工程后，需要編寫匯編/C軟件代碼，包括：如果使用匯編語(yǔ)言開發(fā)軟件代碼，則添加匯編源文件；如果使用C語(yǔ)言開發(fā)軟件代碼，則添加C源文件。通過(guò)KeilμVision集成開發(fā)環(huán)境提供的編輯器，在源文件中輸入?yún)R編/C語(yǔ)言代碼。在程序設(shè)計(jì)中，軟件代碼是指與C/匯編語(yǔ)言相關(guān)的文件類型，包括：.h頭文件，.c文件和.a51匯編文件等。

當(dāng)編寫完匯編/C軟件代碼后，保存設(shè)計(jì)源文件。KeilμVision軟件開發(fā)流程介紹

--匯編器對(duì)匯編語(yǔ)言處理匯編器允許程序員使用MCU助記符指令編寫程序代碼Keil開發(fā)環(huán)境中的匯編器軟件工具將匯編語(yǔ)言助記符翻譯/轉(zhuǎn)換為可執(zhí)行的機(jī)器碼，同時(shí)支持源碼級(jí)符號(hào)調(diào)試，以及對(duì)宏處理的強(qiáng)大能力。匯編器將匯編代碼源文件翻譯成可重定位的目標(biāo)模塊，以及可以選擇創(chuàng)建帶有符號(hào)表和交叉引用細(xì)節(jié)的列表文件。將完整的行號(hào)、符號(hào)和類型信息寫到所生成的文件中。通過(guò)這些信息，可以在調(diào)試器中準(zhǔn)確的顯示程序變量，行號(hào)則用于μVision調(diào)試器和第三方調(diào)試工具的源代碼級(jí)調(diào)試。KeilμVision軟件開發(fā)流程介紹

--C編譯器對(duì)C語(yǔ)言處理KeilANSIC編譯器可以用于為STC8051結(jié)構(gòu)的單片產(chǎn)生快速和壓縮的代碼。與采用匯編語(yǔ)言編程通過(guò)匯編器轉(zhuǎn)換相比，采用C語(yǔ)言編程通過(guò)C編譯器轉(zhuǎn)換也同樣可以得到高效率的目標(biāo)代碼。KeilμVision軟件開發(fā)流程介紹

--C編譯器對(duì)C語(yǔ)言處理使用以C語(yǔ)言為代表的高級(jí)語(yǔ)言編寫代碼具有下面的優(yōu)勢(shì)：

不要求掌握處理器指令集的知識(shí)

編譯器負(fù)責(zé)寄存器的分配、不同存儲(chǔ)器類型和數(shù)據(jù)類型的尋址。

當(dāng)程序接收到正規(guī)的結(jié)構(gòu)時(shí)，可以將其分解成不同的函數(shù)。就有利于源代碼的重用，以及使得應(yīng)用程序結(jié)構(gòu)更好。

將帶有指定操作的不同選擇進(jìn)行組合，以提高程序的可讀性。

所使用的關(guān)鍵字和操作函數(shù)更接近人的思維習(xí)慣。KeilμVision軟件開發(fā)流程介紹

--C編譯器對(duì)C語(yǔ)言處理

極大地縮短了軟件開發(fā)和調(diào)試的時(shí)間。C運(yùn)行庫(kù)包含很多標(biāo)準(zhǔn)的例程。比如：格式化輸出、數(shù)字類型轉(zhuǎn)換和浮點(diǎn)算術(shù)運(yùn)算。采用了模塊化的程序結(jié)構(gòu)很容易將已經(jīng)存在的程序包含到新的程序中。C語(yǔ)言遵循ANSI標(biāo)準(zhǔn)，因此它非常容易移植即很容易將應(yīng)用從一個(gè)處理器架構(gòu)移植到另一個(gè)處理器架構(gòu)。KeilμVision軟件開發(fā)流程介紹

--庫(kù)管理器生成庫(kù)文件庫(kù)管理器創(chuàng)建和維護(hù)目標(biāo)模塊庫(kù)，這些目標(biāo)模塊庫(kù)由C編譯器和匯編器創(chuàng)建。庫(kù)文件提供了一個(gè)便捷的方式，用于組合和引用大量可以被鏈接器使用的模塊。通過(guò)使用庫(kù)，鏈接器可以解析用于當(dāng)前程序的外部變量和函數(shù)，提取庫(kù)中的模塊。如果需要的話，將其添加到當(dāng)前的應(yīng)用程序中。在應(yīng)用程序中，沒有被調(diào)用的那些模塊中的例程是不會(huì)出現(xiàn)在最終的輸出文件中。鏈接器從庫(kù)中所提取的目標(biāo)模塊可以像其它模塊那樣，被正確的處理。KeilμVision軟件開發(fā)流程介紹

--鏈接器生成絕對(duì)目標(biāo)模塊文件鏈接器/定位器將目標(biāo)模塊組合為一個(gè)可執(zhí)行程序，它解析外部和共同的引用，并且為可重定位的程序段分配絕對(duì)地址。鏈接器處理由編譯器和匯編器所創(chuàng)建的目標(biāo)模塊，并且自動(dòng)包含所需要的庫(kù)模塊。KeilμVision軟件開發(fā)流程介紹

--鏈接器生成絕對(duì)目標(biāo)模塊文件在KeilμVision完成編譯和鏈接，生成目標(biāo)文件后，會(huì)生成下面的文件：.lst：對(duì)應(yīng)文件在編譯器中的行號(hào),占用的代碼空間等。.lnp：對(duì)應(yīng)項(xiàng)目,包含了什么文件,生成什么文件等信息。無(wú)后綴文件：這個(gè)是最終生成的文件。.obj：是編譯器生成的目標(biāo)文件。.m51：這個(gè)文件很重要。當(dāng)軟件設(shè)計(jì)中出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，必須通過(guò)這個(gè)文件才能分析軟件設(shè)計(jì)中的一些問(wèn)題。KeilμVision軟件開發(fā)流程介紹

--目標(biāo)到HEX轉(zhuǎn)換器目標(biāo)到HEX轉(zhuǎn)換器用于將鏈接器所創(chuàng)建的絕對(duì)目標(biāo)模塊轉(zhuǎn)換為Intel十六進(jìn)制文件。Intel十六進(jìn)制文件是ASCII文件，它是對(duì)應(yīng)用程序的十六進(jìn)制表示。通過(guò)STC公司提供的stc-isp軟件，將Intel十六進(jìn)制文件寫到STC單片機(jī)的程序存儲(chǔ)器Flash中。KeilμVision軟件開發(fā)流程介紹

--調(diào)試器調(diào)試目標(biāo)代碼μVision集成開發(fā)環(huán)境中，集成了圖形化的調(diào)試器，特性包括：包含不同單步模式的C源代碼級(jí)或者匯編代碼級(jí)的程序執(zhí)行包含訪問(wèn)和復(fù)雜斷點(diǎn)的多重?cái)帱c(diǎn)選項(xiàng)。用于查看和修改存儲(chǔ)器、變量和MCU寄存器的窗口。調(diào)用棧窗口列出了程序調(diào)用樹。外設(shè)對(duì)話框用于查看片上控制器外設(shè)的狀態(tài)細(xì)節(jié)。命令提示符用于調(diào)試命令入口和類似C的腳本語(yǔ)言。執(zhí)行統(tǒng)計(jì)，記錄了運(yùn)行程序時(shí)間的統(tǒng)計(jì)信息。代碼覆蓋統(tǒng)計(jì)用于安全性比較苛刻的應(yīng)用測(cè)試。邏輯分析儀記錄和顯示了變量和外設(shè)I/O信號(hào)的值。KeilμVision軟件開發(fā)流程介紹

--調(diào)試器調(diào)試目標(biāo)代碼仿真器模式將調(diào)試器配置為只用于軟件產(chǎn)品，即精確的模擬目標(biāo)系統(tǒng)，包括指令和片上外設(shè)。這允許在有可用的真實(shí)硬件平臺(tái)之前，提前對(duì)應(yīng)用程序代碼進(jìn)行測(cè)試，這樣可以加速嵌入式系統(tǒng)軟件開發(fā)的過(guò)程。KeilμVision軟件開發(fā)流程介紹

--調(diào)試器調(diào)試目標(biāo)代碼在仿真器模式下，調(diào)試器提供的特性包括：

允許在沒有實(shí)際硬件平臺(tái)的情況下，在電腦上對(duì)代碼進(jìn)行測(cè)試。

基于改善軟件整體可靠性的目的，對(duì)軟件進(jìn)行早期的功能調(diào)試。

允許設(shè)置硬件調(diào)試器不允許的斷點(diǎn)。

仿真提供了優(yōu)化的輸入