Keil C51编程调试教程

Keil C51集成开发环境编程与调试教程

山东师大传媒学院刘新阳编

一、Keil中进行C语言编程的基本步骤

同VC之类的通用C语言集成开发环境（IDE）一样，Keil也采用“工程”（Project）的方式管理源代码及相关文件，这种管理方式为由多个源代码文件组成的大型程序开发提供了方便。不管是最简单的C51程序，还是复杂的多文件程序都需要以下步骤：

1）先建立新的工程文件；

2）在工程中新建源代码文件，或是将已经存在的源代码文件加入工程；

3）编译；

4）调试，修正错误再编译；

5）将生成的二进制文件*.hex烧入单片机。

本教程重点介绍上述前4个步骤。

二、Keil中新建工程的步骤

1. 单击菜单“Project——New uVision Project……”出现新建工程对话框：

在此对话框中选择存放工程各类文件的路径和文件夹，然后为工程的主文件取个名字，以后单击该主文件即可打开这个工程项目。

2. 选择单片机型号

上个窗口关闭后，马上会呈现下面这个窗口，在这里我们要选择所使用的单片机型号。

具体到这里，我们选择Atmel文件夹下的AT89C51。（也可以选择下面的AT89C52、AT89S51或AT89S52）

注意：单击OK后会出现下面这个提示信息：

这里一定要选“否”，即：不需要自动添加起始代码。

完成后，即可看到Keil主界面：

此时可以看到屏幕左侧的“Project”窗口（工程文件管理器）中，Target1下面的Source Group1（源代码文件组1）为空，即现在新建的工程中还不包含任何源代码文件。所以，接下来要做的就是新建源代码文件。

3. 新建源代码文件

单击菜单“File——New……”之后，即可在编辑区看到新建了一个名为text1的文本文件。

单击工具栏上的“保存”（图标为磁盘）按钮，可以在保存文件对话框中选择这个文本文件的保存位置（一般和工程文件保存在同一级文件夹）和文件的主名及扩展名。如果只有一个源代码文件，一般主名命名为工程名，若是C语言源代码，扩展名设置为.c即可。设置为.c扩展名的目的，是为了告诉系统这是C 语言源代码，Keil会进行语法着色。

4. 将源代码文件加入工程

在屏幕左侧的“Project”窗口（工程文件管理器）中，在Source Group 1上单击右键，选择Add Source File to “Source Group 1”菜单项。

在随后弹出的对话框中选择刚才建立的源文件。

注意，这里选中文件单击“Add”后对话框并不消失，可以继续添加多个文件，添加完成后要单击“Close”才能将对话框关闭。

关闭对话框后，可以在“Project”窗口（工程文件管理器）中看到刚才添加

进来的源代码文件：

此时，就可以在右侧的编辑区进行代码的编写了。也可以将已经编写好的代码粘贴进来。

同理，利用“Source Group 1”上的右键菜单也可以将某个文件移除出工程，移除并不是彻底删除掉文件（文件还保留在磁盘上原来的位置），只是将文件排除出工程的编译范围，该文件就不会参与编译了。

5. 设置工程属性

1）单击“Project”窗口中的“Target 1”图标，使其高亮显示（蓝底白字）。

2）单击Project——Options for Target ‘Target 1’ 打开如下窗口。

注意一定要确保步骤1），如果是其他部分处于高亮，则找不到2）中的菜单项。

默认打开的是“Target”选项页，此页面的项目一般保持默认值即可。各个项目的具体含义可参加课本P35。

单击“Output”打开Output选项页：

勾选“Create HEX File”项，这样编译后才会生成用来烧录进单片机的二

进制程序文件（相当于VC中的exe文件），否则只编译而不生成可执行文件。

其他项目可以保持默认，生成的二进制程序文件默认保存在工程文件所在的文件夹中，扩展名为.hex

6. 编译源代码

单击工具栏第2行左起第3个图标“ReBuild all Target Files”，即可启动编译过程（第2个图标也可以，一般在修改了代码后习惯用第3个“重新编译”），若有错误，在下方的信息窗口中会给出提示，若显示“0 Error(s), 0 Warning(s).”（0个错误，0个警告）则意味着编译通过（有时有警告存在也可编译通过，只要错

误为0个即可，但谨慎起见，对警告也应该重视）。

单击工具栏

第2行，左起第3个图标

启动编译

此处为提示信息窗口

这里要特别注意的是，如果Source Group里有多个源代码文件，就像在VC 里面一样，会将多个文件分别编译然后连接（Link）成最后的可执行文件。因此，多个源代码文件中只能有一个main函数。

经常出现类似这样的错误：在调试完一个程序又调试下一个时，没有新建工程，而是新建了一个源代码文件并添加到现有的工程中，也没有把刚才调试的源代码文件移除，这样再编译时便会出错，因为存在2个main函数。

若不想每次都新建工程，可将调试完毕的源代码文件移除出工程，再新建源代码文件调试新的代码。或者将调试完成的代码复制出来另外保存，用待调试的代码覆盖原文件内容即可。

三、基本调试方法

代码中的语法错误可以通过编译器的error信息提示，只要没有语法错误即可通过编译，但只有通过单步执行、设置断点等调试手段，才能快速找出程序中存在的逻辑错误。掌握基本的调试方法，对于我们观察程序的运行过程，理解程序算法思想也是非常重要的。

1. 进入与退出调试状态

单击工具栏第1行中部，红色d字图标（Start/End Debug Session），即可进入调试状态，再次单击该图标即可退出调试状态，对应的快捷键是Ctrl+F5。

2. 单步运行程序

进入调试状态后，第2行工具栏会自动变成“调试工具栏”，代码窗口中的黄色箭头代表下一步要执行的行，刚进入调试状态时黄色箭头指向main函数的第一条执行语句。

上图红线上方（第2行工具栏即调试工具栏）的前5个按钮是最常用的。

第1个按钮为“CPU复位”，相当于按下复位按钮，不管现在程序运行到何处，马上回到程序开始执行之前的状态。

第2个按钮为“全速运行程序”，快捷键F5，即开始正常运行程序，如果连接有仿真器或是联机Proteus软件仿真（具体方法后面讲），则在硬件设备或者Proteus界面上可以看到真实的运行效果（如LED的闪烁）。

第3个按钮为“Stop”，停止程序的运行。因单片机上的程序主体多为死循环，一旦启动不会停止，可以通过此按钮结束程序。也可以直接单击上面的红色

d按钮（Ctrl+F5）直接退出调试状态。

第4个按钮为“单步执行”，快捷键F11，第5个按键也是单步执行，快捷键F10。如果你熟悉VC的调试方法，对这两个快捷键一定不会陌生，这里与VC里的含义完全相同，F10会把函数调用语句当成是一行处理，即不会进入函数内部，如需进入函数内部跟踪调用过程，可按F11。通过这两个按钮的图标（一个箭头指向{}内，一个越过{}）也可以很直观地区分。

第6个按钮（图标为从{}内跳出的箭头）的功能是从被调函数返回主程序，对应快捷键为Ctrl+F11，如果单步运行时不想进入函数内部，但误按了F11，可可以用这个功能返回。注意按这个按钮时并不是不再执行被调函数内的语句，而是不再单步执行被调函数内的语句，全速执行完所有剩余的语句，回到调用函数处。

第7个按钮（图标为箭头指向{}），功能是执行到当前光标所在行，快捷键是Ctrl+F10，如果单步执行的过程中想全速执行一段代码（如前面有一个需要运行1000次的循环，如果不用全速运行的话，必须按1000次F10，此时可以将光标定位到该循环的后面，然后按Ctrl+F10）。

3. 监视寄存器、变量及端口的状态

单步执行的目的是为了能跟踪各个变量、寄存器及端口的状态变化，以便找出程序编写中存在的逻辑错误。下面是常用的3种方法：

1）单步执行的过程中，鼠标指向代码中相关变量，会提示其当前值。

2）在左侧的“Register”（寄存器状态）窗口中，可以看到部分特殊功能寄存器的值，如果某个值刚刚被修改，则会高亮显示。

3）打开Peripherial菜单，可以查看各中断、I/O口、串口及定时/计数器的状态，这在调试相关程序时非常有用。

这是单击“Port 0”子菜单后，打开的P0口各位状态的窗口：

第1行显示的是P0口端口寄存器的状态，如果执行了对P0写的语句（如P0=0x00），这里的状态就会发生改变。

第2行显示的是P0端口各对外引脚的状态，默认为全1，当需要模拟外部输入的时候，可以通过单击第2行的相应位进行输入（有勾表示1，无勾表示0）。如现在想模拟P0.0引脚上输入一个低电平，则只需将第2行最右端（第0位）的勾去掉。接下来当程序读取P0.0引脚时，就会读到0。

4. 设置断点

调试程序时如果仅靠单步执行，则显得过于麻烦。特别是对于一些比较大型的程序，我们可能只希望对其中一部分代码仔细跟踪观察，此时可以设置断点。顾名思义，断点就是程序执行到此处就会停下来，这时可以再结合单步执行来仔细追踪调试。

4个断点工具按钮

设置断点的方法：

1）将光标定位于要设置断点的行；

2）单击“设置断点按钮”。该按钮位于工具栏第2行，为启动调试的“红色d”按钮后面的第1个按钮（图标为红色圆点，快捷键为F9）。

如上图所示，当前程序执行到第8行（以黄色箭头指示），当前分别在第10行和第12行设置了2个断点（以红色方块表示，其中12行的断点为白色方块，

表示此断点当前无效，即运行到此处不会停下来）。

如果想取消断点，只需将光标定位到断点行，然后再次单击这个按钮即可。

取消断点是将断点彻底消除掉，不可恢复；如果想暂时不在断点处停止运行，而不是永久消除断点，可以使用第2、第3个按钮将断点设置为暂时无效。

第2、第3个断点按钮（红色圆点图标后面，分别为单个红色圆圈和两个红色圆圈）的功能是将当前光标所在行的断点（第2个按钮）或所有断点（第3个按钮）设置为无效或有效。注意这同样是个乒乓开关，按一下设为无效，再按一下又恢复为有效。

第4个按钮（图标为两个红点和一个黄叉）的功能是删除所有断点，对应的快捷键是Ctrl+Shift+F9。

5. 调试状态下的其他窗口

在调试状态下，除了上面所提到的寄存器窗口、代码窗口外，还可以看到很多其他窗口，这些窗口都可以通过工具栏第2行后半部分的各个按钮打开和关闭。

常用的有以下几个：

Disassembly Window（反编译窗口，对应红线上方第2个按钮，上图中最右上方的窗口）：该窗口中显示每一行代码对应的汇编语言指令；

Symbol Window（标识符窗口，对应红线上方第3个按钮，上图中最右下方的窗口）：该窗口中显示程序中全部变量、常量及函数的数据类型、存储空间、

地址及当前值。

Memory Window（存储器窗口，对应红线上方第7个按钮），可显示内部RAM、内部ROM及外部ROM等存储的信息。在地址前加D：则显示内部RAM 中的信息，地址前加C：则显示内部ROM（程序存储器）中的信息，地址前加X：则显示外部ROM中的信息。

6. 配置Keil与Proteus联机仿真

在Proteus中绘制好硬件电路图，在Keil中调试运行程序，即可在Proteus 中观察到硬件的运行状态（如LED的闪烁、继电器的动作等），这样可以在不需要实际焊接硬件线路和烧录程序的前提下实现纯软件仿真。

实现Keil与Proteus联机仿真的设置如下：

（一）计算机系统中应该安装有TCP/IP协议（一般操作系统默认安装，任何能正常上网的计算机都满足这个条件），因为两个软件是通过该协议通信的。需要注意的是当出现防火墙的拦截提示时，应该选择“解除阻止”，允许其正常通信。

（二）Keil端的设置

参见前面设置工程属性（第5页）的操作步骤，打开“Options for Target‘Target 1’”菜单，在工程属性窗口中，选择“Debug”标签页：

注意：只有在代码编辑状态才能执行上述操作，若当前正处于调试状态，需退出。

单击选中红色椭圆中的“Use”前的单选钮，并将其后的下拉菜单设置为“Proteus VSM Simulator”，若找不到这一项，可以先关闭Keil，下载一个名为vdmagdi.exe的驱动程序并安装后，再次打开Keil即可。

其他均保持默认，至此，Keil端设置完成。

（三）Proteus端的设置

Proteus端的设置很简单，只需将“Debug”菜单下的“Use Remote Debug Monitor”勾选上即可。

完成上面的设置后，在Keil里面启动调试，并运行程序（单步或全速均可），即可在Proteus里面看到响应。在Keil里停止调试后，Proteus里的仿真运行也会自动停止。