STC15W4K32S4单片机实验调试与仿真

使用单片机开发电子产品时，需要历经电路设计、电路制作、硬件测试、软件设计和仿真调试，最后将生成的HEX或BIN程序代码文件烧写到单片机的程序存储器中，进行综合调试和测试。

1.单片机仿真调试平台

Keil uVision是德国Keil公司开发的单片机软件调试平台，2005年10月被ARM公司收购，开发出新的调试软件RealVeiw MDK。该软件可以仿真调试8位单片机和32位的ARM等众多处理器，提供了包括C编译器、宏汇编、链接器、库管理及一个功能强大的仿真调试器，构成集成开发环境IDE。

进行STC单片机仿真调试时，首先要找到RealVeiw MDK或Keil C51v9.00软件进行安装，然后在STC公司官网上下载STC-ISP-15xx-v6.85E在线下载编程软件，安装运行STC-ISP-15xx-v6.85H进入ISP在线下载界面后，找到“Keil仿真设置”选项，单击“添加型号和头文件到Keil中”，就可以调试仿真驱动STC15系列单片机。最后，运行Keil uVision4进入集成开发环境，就可以开始建立工程文件和编辑源文件，完成STC15单片机程序设计、仿真调试和在线下载。

2.单片机程序仿真调试过程

按如下步骤进行单片机程序设计与仿真调试：

1）在计算机硬盘上建立工作目录，如D：\stcwork。

2）运行Keil uVision4进入集成开发环境IDE（如图15-5所示）。

3）建立工程：单击图15-5中“Project”菜单项中的“New uVersion Project…”，在弹出窗口的“文件名”栏中输入工程文件名，如STC15Wxx；在“保存在”栏中可以建立保存工程文件的新目录，也可将工程文件（如STC15Wxx）保存在先前建好的目录中（如D：\stcwork），然后单击“保存”按钮。在弹出的窗口中选择“STC MCU Database”确认后，在弹出的窗口中选择熟悉的单片机型号，如STC89C52RC或者STC15W4K32S4等，最后单击“是”按钮，在弹出的对话框中“是否需要将启动代码文件添加到项目中”，如果使用C语言编写程序时，必须选择“是”，即需要；当采用汇编语言编写程序时可选择“否”。

4）新建源文件：单击图15-5中菜单命令“File”→“New File”，出现新的空白编辑窗口。这时编辑输入程序源代码，并将程序文件取名为KeyPAN.asm保存在D：\stcwork工作目录中。

5）添加文件到工程中：鼠标移到左边工程窗口的“Source Group 1”上，单击鼠标右键，弹出菜单，选择“Add Files to Group Source Group1”，弹出源文件选择窗口，找到源文件（如KeyPAN.asm）双击或单击“Add”按钮即可把源文件添加到工程中（如图15-5所示）。

6）源程序汇编：单击工具栏中的进行汇编，编译结果会显示在编译窗口中。

7）汇编生成HEX或BIN文件：单击工具栏中的进入如图15-7所示界面，在弹出的窗口中单击“Output”选项，勾选“Create HEX File”选项，这样编译没错误后会自动生成HEX或BIN文件。再单击“Debug”选项，然后选择“Use Simulator”可以进行纯软件仿真；选择“Use”再单击下拉按钮选择仿真器，可以进行硬件仿真。

8）程序仿真调试：单击工具栏中的，将进入程序仿真调试界面。这时可以单步运行、跟踪运行、断点运行和快速运行调试程序。单击“View”→“Memory Windows”→“Memory1或2、3、4”，可以同时打开4个存储器操作观察窗口。单片机有以下4类存储器：

①DATA：片内直接寻址RAM空间，包括片内00～7FH+片内SRF地址80～FFH。

②IDATA：片内间接寻址RAM空间，包括片内00～7FH+片内扩展地址80～FFH。

③XDATA：外部数据存储器空间（只能用间接寻址访问）。

④CODE：程序代码Flash空间。(www.xing528.com)

修改或观察单片机这4类存储单元的内容，只要输入“首个字母+地址”即可显示出该单元的内容，双击该单元的值可以修改，如输入“D：30H”，即可查看到内部30H单元的内容；输入“X：1000H”，即可查看到片外RAM中1000H地址单元的内容。设置完成后即可开始仿真、调试。

至于使用Keil软件的其他功能或相关设置，请参考STC Monitor51仿真器使用指南。

3.单片机程序下载

当使用IAP15W4K61S4作仿真器时监控程序使用资源：Flash存储器中的DC00H～F3FFH共6KB作为仿真系统区，用户可使用0000H～0DBFFH的55KB作程序空间；内部XDATA的0C00H～0EFFH共768B留给系统仿真用，用户可使用0000H～0BFFH的3KB扩展RAM空间；系统仿真时，占用了串口1的P3.0/P3.1，如果用户需使用串口1时，可将串口1切换到P3.6/P3.7或P1.6/P1.7使用。

图15-5 Keil单片机编程仿真调试操作IDE

当使用IAP15W4K58S4作仿真器时监控程序使用资源：Flash存储器中的D000H～E7FFH共6KB作为仿真系统区，用户可使用0000H～0CFFFH的52KB作程序空间；内部XDATA的0C00H～0EFFH共768B留给系统仿真用，用户可使用0000H～0BFFH的3KB扩展RAM空间；系统仿真时，占用了串口1的P3.0/P3.1，如果用户需使用串口1时，可将串口1切换到P3.6/P3.7或P1.6/P1.7使用。

1）安装USB（CH340）接口驱动：将实验板通过USB接口线连接到计算机，按下开关接通电源；计算机会自动检测到新设备并弹出驱动安装提示窗口，选自动搜索驱动程序后单击“确定”按钮，Windows系统将自动搜索并安装基于CH340G接口芯片的USB驱动程序（也可在www.stcmcu.com网站下载CH341SER..exeUSB转串口的驱动文件，直接运行该文件可产生虚拟串口）。在PC电脑属性的设备管理器中可查询到USB虚拟串口的串口号，也可在STC-ISP软件中自动扫描搜索到。

2）安装ISP下载软件：在STC单片机公司官网上下载STC-ISP-15xx-v6.85H软件，安装存放在用户计算机的一个目录中，运行STC-ISP-15xx-v6.85H.exe执行文件，进入如图15-6所示的操作界面。

图15-6 ISP下载操作界面

3）检查扫描串口号：单击图15-6中的“扫描”选项，即可自动检测出当前的“STC单片机目标板”通过计算机的哪一个USB串口相连接，并自动选择串口号。

4）检测MCU选项：单击图15-6中的“检测MCU选项”，ISP软件将自动与USB连接的单片机目标板通信，检查出目标板上的STC单片机型号。

5）设置时钟和复位：STC15系列单片机可以使用内部时钟和内部复位操作，程序下载时，需要先把这些项目都确定、输入并设置好，一并下载到目标单片机中。

6）STC-ISP下载软件还有串口助手、波特率计算器可自动计算指定波特率的定时初值、定时器计算器可自动计算定时初值、软件延时计算器可自动生成延时源代码，另外还包含很多程序范例和指令表，功能丰富，读者可根据需要自行研究操作。

7）程序下载：当设置好以后，单击“打开程序文件”选项，在弹出的窗口中找到*.HEX文件或*.BIN文件，选中文件单击“打开”按钮，程序机器码装载到ISP存储器中。单击“下载/编程”选项，然后先关断电源3s，再接通电源，下载窗口会显示擦除存储器、正在连接下载。经过一小段时间，最后显示下载操作成功，并直接运行下载的程序，此时用户观察检测、判断程序运行是否正确。如果程序运行有问题，需要回到Keil软件下继续修改、调试，调试好后再回到STC-ISP软件进行下载操作。