基于51单片机的实时操作系统的研究.doc

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1、本科毕业设计(论文)基于51单片机的实时操作系统的研究中文摘要：基于51单片机的嵌入式RTOS操作系统技术的研究本论文主要介绍了当前的RTOS的发展，及当前的RTOS的现状。现在基于单片机软件的发展已经从单一的线程结构方式逐渐变为多任务的设计思想，和其他的RTOS一样,单片机OS也是采用了微内核的结构，内核提供的功能有：任务的调度、任务之间的通信与同步、内存管理、时钟管理 中断管理等。其他的应用组件可有用户自己添加，以系统进程或函数的方式工作，因而系统是可以裁减的。SmallRTOS51 就是这样一内核，本论文将在此内核的基础上利用内核中的消息队列的函数实现串口通信的功能，先建立消息的发送和接

2、收队列，为了使发送和接收不冲突，再建立信号量，实现消息队列访问的互斥。串口通信是使用中断的方式发送和接收数据的，要发送或接收的任务把数据放入发送或接收的消息队列中，串口发送或接收中断依次从消息队列中取出数据并发送或接收，再把数据在LED数码显示器上显示。当消息队列中没有数据，不会产生中断。关键词： 单片机 ; RTOS ; 任务; 串口通信 ;英文摘要：Research on Technology of Embedded Real-time SystemsBased on 51 MirocontrollerThis thesis introduced the development of th

3、e current RTOS primarily, and the present condition of the current RTOS, now according to the development of the micro controller software have changed into gradually from the single line distance construction method to the design of multitasking thoughts, as the other RTOS , micro controller s OS i

4、s construction to adopt the micro kernel construction , function of the micro kernel provided :The Task Management、Intertask Communication and Synchronization、Memory Management 、Time Management 、Interrupt Management etc. Other applied module the useful an oneself increases, work by system progress o

5、r functions, as a result the system is what can cut. The SMALLRTOS51 is like this a RTOS kernel , this paper will make use of the kernels message queues to realizes Serials functions of correspondence. First establish the message queues of send out and receive, for the sake of making send out and re

6、ceives to do not conflict, stablishing one more semaphore, realizing with each other scolding of Serial interface. Serial correspondence is a way to use the interruption to sending or receiving the data, Task to sending or receiving the data that put the data into message queues to sending or receiv

7、ing, the interruption of a sending or a receiving take out from the message queues, data is on the LED figures display manifestation. . When have no the data in the message queues, it cant produce the interruption.Key words: Mirocontroller; Real Time Operating System; Serial correspondence; 目录中文摘要：I

8、英文摘要：II第一章 简 介11.1 嵌入操作系统的发展现状11.2. 实时多任务操作系统(RTOS)简介11.3 嵌入操作系统的特点41.4. 嵌入是系统的开发过程51.4.1 代码优化注意的问题61.4.2 本论文中电路所使用的单片机的简单介绍61.5 开发工具KEIL C51 编译器简介8第二章 RTOS设计概述122.1 实时多任务操作系统（RTOS）的设计思想122.2 Small RTOS51原理142.2.1 任务的状态和优先级142.2.2 任务调度和堆栈变换方法172.2.3 任务通信：消息队列和信号量35第三章 基于SMALL RTOS 51应用393.1 定义所需的变量和

9、函数393.2串口通信和显示电路及程序代码45附录:58后记58参考文献：59翻译英文部分60翻译中文部分72第一章 简 介1.1 嵌入操作系统的发展现状在当前数字信息技术和网络技术高速发展的后PC（Post-PC）时代，嵌入式系统已经广泛地渗透到科学研究、工程设计、军事技术、各类产业和商业文化艺术以及人们的日常生活等方方面面中。随着国内外各种嵌入式产品的进一步开发和推广，嵌入式技术越来越和人们的生活紧密结合。 C语言的出现使操作系统开发变得简单。从上世纪80年代开始，出现了各种各样的商用嵌入式操作系统百家争鸣的局面，比较著名的有VxWorks、pSOS和Windows CE等等，这些操作系统

10、大部分是为专有系统而开发的。另外，源代码开放的嵌入式Linux，由于其强大的网络功能和低成本，近来也得到了越来越多的应用。 随着信息家电的普及，智能化、网络化将会无所不在，所有这些都离不开嵌入式软件，而在嵌入式软件只中最核心的莫过于RTOS（Real Time Operating System，实时操作系统）。我们都非常熟悉Windows这样的操作系统，但却不一定熟悉嵌入式系统中常用的RTOS。如今，微软已经推出了Windows的嵌入式版本Windows CE。而风靡一时的Linux也在嵌入式系统中扮演着重要角色。这样看来，传统桌面操作系统和嵌入式操作系统的界线似乎也在淡化.用于嵌入式环境的操

11、作系统RTOS与桌面操作系统有很多本质的不同。这些不同的特性导致产品开发的不同结果1.2. 实时多任务操作系统(RTOS)简介目前嵌入式应用领域的一个发展倾向是采用实时多任务操作系统(Real Time Operation System即RTOS)。RTOS的应用是和前面所述的应用复杂化直接相关的。过去一个单片机应用程序所控制的外设和履行的任务不多，采取一个主循环和几个顺序调用的子程序模块 即可满足要求。目前单片机芯片本身的性能大幅度提高，可以适应应用复杂化这一要求，问题在于软件上。随着应用的复杂化，一个嵌入式控制器系统可能要同时控制/监视很多外设，要求有实时响应，有很多处理任务，各个任务之间

12、有多种信息传递，如果仍采用原来 的程序设计方法存在两个问题。一是中断可能得不到及时响应，处理时间过长，这对于一些控制场合是不允许的，对于网络通信方面则会降低系统整体的信息流量。二是系统任务多，要考虑的各种可能也多，各种资源如调度不当就会发生死锁，降低软件可靠性，程序编写的任务量成指数增加。实时操作系统是一段在嵌入式系统启动后首先执行的背景程序，用户的应用程序是运行于RTOS之上的各个任务，RTOS根据各个任务的要求，进行资源(包括存储器、外设等) 管理、消息管理、任务调度、异常处理等工作。在RTOS支持的系统中，每个任务均有一个优先级，RTOS根据各个任务的优先级，动态地切换各个任务，保证对实

13、时性的要求。 工程师在编写程序时，可以分别编写各个任务，不必同时将所有任务运行的各种可能情况 记在心中，大大减小了程序编写的工作量，而且减小了出错的可能，保证最终程序具有高可靠性。实时多任务操作系统，以分时方式运行的多个任务，看上去好像是多个任务“同时”运行。任务之间的切换应当以优先级为根据，只有优先服务方式的RTOS才是真正的实时操作系统，时间分片方式和协作方式的RTOS并不是真正的“实时”。许多公司的RTOS 采用全优先服务方式的任务调度，可以使中断潜伏时间减到最小。其RTOS的主要功能模 块有调度和中断处理，任务管理，事件管理，定时器管理，管理，循环队列管理，资源管理，固定存储块管理，规

14、范的UART管理，自动掉电管理。这些也是标准的RTOS所应具有的基本功能。RTOS也体现了一种新的系统设计思想和一个开放的软件框架，工程师可以在不大量变动系统其它任务的情况下增加或去掉一个任务；一个项目开发的过程中，可以有多个工程师同时进行系统的软件开发，各个人之间只要制订好规程和协议即可，既缩短了开发时间， 又降低了最终软件产品对于具体某个开发者个人的依赖性。为RTOS设计的成熟和通用的任务可以以库函数的形式供其它人继续利用，和C语言的设计思想一致。嵌入式系统通常包括构成软件的基本运行环境的硬件和操作系统两部分。嵌入式系统的运行环境和应用场合决定了嵌入式系统具有区别于其它操作系统的一些特点。

15、 （1）嵌入式处理器嵌入式处理器可以分为三类：嵌入式微处理器、嵌入式微控制器、嵌入式DSP（Digital Signal Processor）。嵌入式微处理器就是和通用计算机的微处理器对应的CPU。在应用中，一般是将微处理器装配在专门设计的电路板上，在母板上只保留和嵌入式相关的功能即可，这样可以满足嵌入式系统体积小和功耗低的要求。目前的嵌入式处理器主要包括：PowerPC、Motorola 68000、ARM系列等等。嵌入式微控制器又称为单片机，它将CPU、存储器（少量的RAM、ROM或两者都有）和其它外设封装在同一片集成电路里。常见的有8051。 嵌入式DSP专门用来对离散时间信号进行极快的

16、处理计算，提高编译效率和执行速度。在数字滤波、FFT、谱分析、图像处理的分析等领域，DSP正在大量进入嵌入式市场。（2）微内核结构大多数操作系统至少被划分为内核层和应用层两个层次。内核只提供基本的功能，如建立和管理进程、提供文件系统、管理设备等，这些功能以系统调用方式提供给用户。一些桌面操作系统，如Windows、Linux等，将许多功能引入内核，操作系统的内核变得越来越大。内核变大使得占用的资源增多，剪裁起来很麻烦。 大多数嵌入式操作系统采用了微内核结构，内核只提供基本的功能，比如：任务的调度、任务之间的通信与同步、内存管理、时钟管理等。其它的应用组件，比如网络功能、文件系统、GUI系统等均

17、工作在用户态，以系统进程或函数调用的方式工作。因而系统都是可裁减的，用户可以根据自己的需要选用相应的组件。 （3）任务调度 在嵌入式系统中，任务即线程。大多数的嵌入式操作系统支持多任务。多任务运行的实现实际是靠CPU在多个任务之间切换、调度。每个任务都有其优先级，不同的任务优先级可能相同也可能不同。任务的调度有三种方式：可抢占式调度、不可抢占式调度和时间片轮转调度。不可抢占式调度是指，一个任务一旦获得CPU就独占CPU运行，除非由于某种原因，它决定放弃CPU的使用权；可抢占式调度是基于任务优先级的，当前正在运行的任务可以随时让位给优先级更高的处于就绪态的其它任务；当两个或两个以上任务有同样的优

18、先级，不同任务轮转地使用CPU，直到系统分配的CPU时间片用完，这就是时间片轮转调度。 目前，大多数嵌入式操作系统对不同优先级的任务采用基于优先级的抢占式调度法，对相同优先级的任务则采用时间片轮转调度法。 （4）硬实时和软实时 有些嵌入式系统对时间的要求较高，称之为实时系统。有两种类型的实时系统：硬实时系统和软实时系统。软实时系统并不要求限定某一任务必须在一定的时间内完成，只要求各任务运行得越快越好；硬实时系统对系统响应时间有严格要求，一旦系统响应时间不能满足，就可能会引起系统崩溃或致命的错误，一般在工业控制中应用较多。 （5）内存管理 针对有内存管理单元（MMU）的处理器设计的一些桌面操作系

19、统，如Windows、Linux，使用了虚拟存储器的概念。虚拟内存地址被送到MMU。在这里，虚拟地址被映射为物理地址，实际存储器被分割为相同大小的页面，采用分页的方式载入进程。一个程序在运行之前，没有必要全部装入内存，而是仅将那些当前要运行的部分页面装入内存运行。 大多数嵌入式系统针对没有MMU的处理器设计，不能使用处理器的虚拟内存管理技术,采用的是实存储器管理策略。因而对于内存的访问是直接的，它对地址的访问不需要经过MMU，而是直接送到地址线上输出，所有程序中访问的地址都是实际的物理地址；而且，大多数嵌入式操作系统对内存空间没有保护，各个进程实际上共享一个运行空间。一个进程在执行前，系统必须

20、为它分配足够的连续地址空间，然后全部载入主存储器的连续空间。 由此可见，嵌入式系统的开发人员不得不参与系统的内存管理。从编译内核开始，开发人员必须告诉系统这块开发板到底拥有多少内存；在开发应用程序时，必须考虑内存的分配情况并关注应用程序需要运行空间的大小。另外，由于采用实存储器管理策略，用户程序同内核以及其它用户程序在一个地址空间，程序开发时要保证不侵犯其它程序的地址空间，以使得程序不至于破坏系统的正常工作，或导致其它程序的运行异常；因而，嵌入式系统的开发人员对软件中的一些内存操作要格外小心。 （6）内核加载方式 嵌入式操作系统内核可以在Flash上直接运行，也可以加载到内存中运行。Flash

21、的运行方式，是把内核的可执行映像烧写到Flash上，系统启动时从Flash的某个地址开始执行。这种方法实际上是很多嵌入式系统所采用的方法。内核加载方式是把内核的压缩文件存放在Flash上，系统启动时读取压缩文件在内存里解压，然后开始执行。这种方式相对复杂一些，但是运行速度可能更快，因为RAM的存取速率要比Flash高。 由于嵌入式系统的内存管理机制，嵌入式操作系统对用户程序采用静态链接的形式。在嵌入式系统中，应用程序和操作系统内核代码编译、链接生成一个二进制影像文件来运行。1.3 嵌入操作系统的特点嵌入式系统给人的第一印象就是占用空间小。所以，普通的Linux或者Windows操作系统要变成嵌

22、入式操作系统，首先就是要进行裁剪。然而，与桌面环境相比，嵌入式环境对于操作系统系统要求不仅仅是“小”，二者在设计要求上有着本质的不同。这些不同主要体现在可裁剪性、实时性和可靠性等三个方面。可裁剪性： 从硬件环境来看，桌面操作系统具有标准化的CPU、存储和I/O架构，而嵌入式环境中的RTOS的硬件环境只有标准化的CPU，没有标准化的存储、I/O和显示器架构。从应用环境来看，桌面操作系统面向复杂多变的应用，而RTOS面向单一设备的单一应用。从开发界面来看，桌面操作系统试图给开发人员提供一个“黑箱”，让开发人员通过一系列标准的系统调用来使用操作系统中的功能，而嵌入式试图为开发人员提供一个“白箱”，让

23、开发人员可以自主控制系统的所有资源。应用于嵌入式环境的RTOS，在研发的时候就必须立足于改变自身、开放自身，让开发人员可以根据硬件环境和应用环境的不同而对操作系统进行灵活的裁剪和配置，因为对于任何一个具体的嵌入式设备，它的功能是确定的，因此只要从原有操作系统中把这个特定应用所需的功能拿进来即可。应当指出的是：如果一个操作系统平台只能依靠手工的方式去掉一些代码，这根本就不是可裁剪性。所谓可裁剪性是在软件工程阶段利用软件配置方法实现软件构件的“即插即用”。可裁剪性带给用户的一个最直接的好处是硬件成本降低，这对于成本敏感的应用，如消费电子类设备，具有重要的现实意义。由于设备中只包含应用程序用到的那部

24、分操作系统功能，这就使得系统变得简单、易把握，从而提高系统的可靠性。实时性：所谓实时性，其核心含义在于确定性，而不是单纯的速度快。也就是说，RTOS所要求的是在规定的时间内做完应该做的事情，并且操作系统的行为（执行线索）是确定的，这是写出高可靠性程序的基础。因为嵌入式系统主要是对仪器设备的动作进行监测控制的，而一般的桌面操作系统基本上是根据人在键盘和鼠标发出的命令进行工作。相对而言，仪器设备的动作具有严格的、机械的时序要求，而人的动作和反应在时序上并不那么严格。比如，用于控制火箭发动机的嵌入式系统，它所发出的指令不仅要速度快，而且多个发动机之间的时序要求非常严格，否则就会差之毫厘、谬之千里。在

25、这样的应用环境中，非实时的普通操作系统无论如何是无法适应的。可靠性： 桌面操作系统与RTOS相比，另一个差别就是对于稳定性、可靠性方面的设计思路。桌面操作系统比较庞大、复杂，而RTOS比较小巧、简捷。 运行于嵌入式环境中的RTOS要求应用软件具有与操作系统同样的可靠性，这种设计思路对应用开发人员提出了更高的要求，同时也要求操作系统自身足够开放。著名的“木桶原理”告诉我们，局部的不足会导致整体的缺陷。要保证系统的可靠性，必须保证系统中每一个部分都是可靠的，任何部分的不可靠都会导致系统整体的不可靠。RTOS对软件开发人员来说是完全开放的，是一个白箱，允许开发人员非常清楚地了解和掌握操作系统内部情况

26、，对存储器中的每一位和每一个I/O接口进行操作控制，从而可以设计出高效稳定的应用软件。相对于Windows环境下的应用程序开发，嵌入式系统下的程序开发有着很多的不同。不同的硬件平台和操作系统带来了许多附加的开发复杂性。1.4. 嵌入是系统的开发过程 在嵌入式开发过程中有宿主机和目标机的角色之分：宿主机是执行编译、链接、定址过程的计算机；目标机指运行嵌入式软件的硬件平台。首先须把应用程序转换成可以在目标机上运行的二进制代码。这一过程包含三个步骤：编译、链接、定址。编译过程由交叉编译器实现。所谓交叉编译器就是运行在一个计算机平台上并为另一个平台产生代码的编译器。常用的交叉编译器有GNU C/C+（

27、gcc）。编译过程产生的所有目标文件被链接成一个目标文件，称为链接过程。定址过程会把物理存储器地址指定给目标文件的每个相对偏移处。该过程生成的文件就是可以在嵌入式平台上执行的二进制文件。 嵌入式开发过程中另一个重要的步骤是调试目标机上的应用程序。嵌入式调试采用交叉调试器，一般采用宿主机-目标机的调试方式，它们之间由串行口线或以太网或BDM线相连。交叉调试有任务级、源码级和汇编级的调试，调试时需将宿主机上的应用程序和操作系统内核下载到目标机的RAM中或直接烧录到目标机的ROM中。目标监控器是调试器对目标机上运行的应用程序进行控制的代理（Debugger Agent），事先被固化在目标机的Flas

28、h、ROM中，在目标机上电后自动启动，并等待宿主机方调试器发来的命令，配合调试器完成应用程序的下载、运行和基本的调试功能，将调试信息返回给宿主机。 向嵌入式平台移植软件 : 大部分嵌入式开发人员选用的软件开发模式是先在PC机上编写软件，再进行软件的移植工作。在PC机上编写软件时，要注意软件的可移植性，选用具有较高移植性的编程语言（如C语言），尽量少调用操作系统函数，注意屏蔽不同硬件平台带来的字节顺序、字节对齐等问题。1.4.1 代码优化注意的问题嵌入式系统对应用软件的质量要求更高，因而在嵌入式开发中尤其须注意对代码进行优化，尽可能地提高代码的效率，减少代码的大小。虽然现代C和C+编译器都提供了

29、一定程度的代码优化，但大部分由编译器执行的优化技术仅涉及执行速度和代码大小的平衡，不可能使程序既快又小，因而必须在编写嵌入式软件时采取必要的措施。 （1）提高代码的效率 switch-case 语句。在程序中经常会使用switch-case语句，每一个由机器语言实现的测试和跳转仅仅是为了决定下一步要做什么，就浪费了处理器时间。为了提高速度，可以把具体的情况按照它们发生的相对频率排序。即把最可能发生的情况放在第一，最不可能发生的情况放在最后，这样会减少平均的代码执行时间。 全局变量。使用全局变量比向函数传递参数更加有效率，这样做去除了函数调用前参数入栈和函数完成后参数出栈的需要。当然，使用全局变

30、量会对程序有一些负作用。 （2）减小代码的大小 嵌入式系统编程应避免使用标准库例程，因为很多大的库例程设法处理所有可能的情况，所以占用了庞大的内存空间，因而应尽可能地减少使用标准库例程。 （3）避免内存泄漏 用户内存空间（堆）为RAM中全局数据和任务堆栈空间都分配后的剩余空间，为了使程序能有足够的内存运行，必须在申请的内存不用后及时地将其释放，以确保再次申请时能有空间。如果程序中存在内存泄漏（即申请内存后没有及时释放）的情况，程序最终会因为没有足够的内存空间而无法运行。以上简单说明了嵌入式系统的特点、嵌入式产品的开发和应用。嵌入式系统开发和其他的开发工作实质上并无区别，唯一改变的是每个硬件平台

31、都是独特的，这一个不同点导致了许多附加的开发复杂性，因而，在嵌入式开发过程中要格外注意软件创建过程；而且，在开发嵌入式产品之前要对选用的嵌入式硬件平台有较多的了解，具备相应的硬件知识，和硬件工程师密切配合；在选用嵌入式操作系统和硬件平台时要根据所要开发的应用的需要以及成本等方面的考虑选择合适的系统和平台。1.4.2 本论文中电路所使用的单片机的简单介绍 P89C51RA2/RB2/RC2/RD2xx包含8K/16K/32K/64K可并行可编程的非易失性带FLASH程序存储器，并可实现对器件串行在系统编程（ISP）和在应用中编程(IAP)。在系统编程（ISP：In-System Programm

32、ing）：当MCU安装在用户板上时，允许用户下载新的代码。在应用中编程（IAP：In-Application Programming）：MCU可以在系统中获取新代码并对自己重新编程。这种方法允许通过调制解调器连接进行远程编程。片内ROM中固化的默认的串行加载程序（Boot Loader）允许ISP通过UART将程序代码装入Flash存储器，而Flash代码中则不需要加载程序。对于IAP，用户程序通过使用片内ROM中的标准程序对Flash存储器进行擦除和重新编程。 该器件可通过并行编程或在系统编程对一个Flash位进行编程，从而选择6时钟或12时钟模式。此外，也可通过时钟控制寄存器CKCON中的

33、X2位选择6时钟或12时钟模式。另外，当处于6时钟模式时，片内外设可以选择一个机器周期6时钟或是12时钟。可通过CKCON寄存器对每个外设的时钟源进行选择。 该系列微控制器是80C51微控制器的派生器件，是采用先进CMOS工艺制造的8位微控制器，指令系统与80C51完全相同。该器件有4组8位I/O口、3个16位定时/计数器、多中断源-4中断优先级-嵌套的中断结构、1个增强型UART、片内振荡器及时序电路。 新增的特性使得P89C51RA2/RB2/RC2/RD2成为功能更强大的微控制器，从而更好地支持需要用到脉宽调制，高速I/O，递增/递减计数功能（如电机控制）等应用场合。主要的特性80C51

34、中央处理单元；具有ISP和IAP功能的片内FLASH程序存储器；片内Boot ROM包含底层FLASH编程子程序，以实现通过UART下载程序；可实现最终用户应用的编程（IAP）；与87C51兼容的并行编程硬件接口；每个机器周期为6个时钟周期（标准）； 可通过并行编程器选择6时钟/12时钟模式（芯片擦除后默认的时钟模式为12时钟）；可通过ISP对选择6时钟/12时钟模式的Flash位进行擦除和编程；可通过SFR位“在运行中改变”6时钟/12时钟模式；当CPU为6时钟模式时，外围功能（PCA、定时器、UART）可选择使用6时钟/12时钟模式；采用6时钟周期时频率可高达20MHz（相当于40MHz）

35、，采用12时钟周期时频率可达33MHz；全静态操作；RAM可外部扩展到64K字节；4个中断优先级；7个中断源； 4个8位I/O口；全双工增强型UART帧错误检测；自动地址识别；电源控制模式时钟可停止和恢复；空闲模式；掉电模式；可编程时钟输出；异步端口复位；双DPTR寄存器；低EMI（禁止ALE）；可编程计数器阵列（PCA）PWM；捕获/比较。1.5 开发工具KEIL C51 编译器简介第一部分 8051开发工具 KEIL C51标准C编译器为8051微控制器的软件开发提供了C语言环境,同时保留了汇编代码高效,快速的特点。C51编译器的功能不断增强， 使你可以更加贴近CPU本身，及其它的衍生产品

36、。C51已被完全集成到uVision2的集成开发环境中，这个集成开发环境包含：编译器，汇编 器，实时操作系统，项目管理器，调试器。uVision2 IDE可为它们提供单一而灵活的开发环境。 C51 V7版本是目前最高效、灵活的8051开发平台。它可以支持所有8051的衍生产品，也可以支持所有兼容的仿真器，同时支持其它第三 方开发工具。因此，C51 V7版本无疑是8051开发用户的最佳选择。 第二部分 uVision2集成开发环境 一、项目管理 工程(project)是由源文件、开发工具选项以及编程说明三部分组成的。 一个单一的uVision2工程能够产生一个或多个目标程序。产生目标程序的源文件

37、构成“组”。开发工具选项可以对应目标，组或单个文件。 uVision2包含一个器件数据库(device database)，可以自动设置汇编器、编译器、连接定位器及调试器选项，来满足用户充分利用特定 微控制器的要求。此数据库包含：片上存储器和外围设备的信息，扩展数据指针(extra data pointer)或者加速器(math accelerator)的特 性。 uVision2可以为片外存储器产生必要的连接选项：确定起始地址和规模。 二、集成功能 uVision2的强大功能有助于用户按期完工。 1.集成源极浏览器利用符号数据库使用户可以快速浏览源文件。用详细的符号信息来优化用户变数存储器。

38、 2.文件寻找功能：在特定文件中执行全局文件搜索。 3.工具菜单：允许在V2集成开发环境下启动用户功能。 4.可配置SVCS接口：提供对版本控制系统的入口。 5.PCLINT接口：对应用程序代码进行深层语法分析。 6.Infineon的EasyCase接口：集成块集代码产生。 7.Infineon的DAVE功能：协助用户的CPU和外部程序。DAVE工程可被直接输入uVision2 第三部分编辑器和调试器 一、源代码编辑器 uVision2编辑器包含了所有用户熟悉的特性。彩色语法显像和文件辩识都对C源代码进行和优化。可以在编辑器内调试程序，它能提供一种自然的调试环境，使你更快速地检查和修改程序。

39、 二、断点 uVision2允许用户在编辑时设置程序断点（甚至在源代码未经编译和汇编之前）。用户启动V2调试器之后，断点即被激活。断点可设置为条件表达式，变量或存储器访问，断点被触发后，调试器命令或调试功能即可执行。 在属性框(attributes column)中可以快速浏览断点设置情况和源程序行的位置。代码覆盖率信息可以让你区分程序中已执行和未执行的部分。 三、调试函数语言 uVision2中，你可以编写或使用类似C的数语言进行调试。 1.内部函数：如printf, memset, rand及其它功能的函数。 2.信号函数：模拟产生CPU的模拟信号和脉冲信号(simulate analog

40、 and digital inputs to CPU)。 3.用户函数：扩展指令范围，合并重复动作。 四、变量和存储器 用户可以在编辑器中选中变呈来观察其取值。双层窗口显示，可进行以下调整： 1.当前函数的局部变量 2.用户在两个不同watch窗口页面上的自定义变量 3.堆栈调用(call stack)页面上的调用记录（树）(call tree) 4.不同格式的四个存储区 第四部分 C51编译器 KEIL C51编译器在遵循ANSI标准的同时，为8051微控制器系列特别设计。语言上的扩展能让用户使用应用中的所有资源。 一、存储器和特殊功能寄存器的存取 C51编译器可以实现对8051系列所有资源

41、的操作。SFR的存取由sfr和sbit两个关键字来提供。变量可旋转到任一个地址空间。用关键字at还能把变量放入固定的存储器存储模式（大，中，小）决定了变量的存储类型。 连接定位器支持的代码区可达32个，这就允许用户在原有64KROM的8015基础上扩展程序。在V2的编译器和许多高性能仿真器中，可以支持应用程序的调试。 二、中断功能 C51允许用户使用C语言编写中断服务程序，快速进、出代码和寄存器区的转换功能使C语言中断功能更加高效。 可再入功能是用关键字来定义的。多任务，中断或非中断的代码要求必须具备可再入功能。 三、灵活的指针 C51提供了灵活高效的指针。 通用指针用3个字节来存储存储器类型

42、及目标地址，可以在8051的任意存储区内存取任何变量。 特殊指针在声明的同时已指定了存储器类型，指向某一特定的存储区域。由于地址的存储只需12字节，因此，指针存取非常迅速。 第五部分代码优化 一、通用代码优化 1.常量重叠(constant folding) 6.寄存器间参数传递(parameter passing in register) 2.通用子表达式删除(common subexpression elimination) 7.循环(loop rotation) 3.长度缩减速(reduction) 8.死码删除(dead code elimination) 4.控制流优化(contro

43、l flow optimization) 9.通用Tail Merging 5.寄存器变量使用(register variable usage) 10.通用子程序块打包(block subroutine packing) 二、8051特殊优化 1.孔颈优化(peephole optimization) 4.数字覆盖(overlaying) 2.跳转分支优化(switch-case optimization) 5.扩展入口优化(extended access optimization) 3.中断函数优化(interrupt function optimization) 三、寄存器优化 C51为函

44、数参数和局域变量分配了9个CPU寄存器。寄存器间最多可传递三个参数。P全局寄存器优化可删除不必要代码，优化CPU寄存器设备。 四、C语言实时库 C51实时库含100多种功能，其中大多数是可再入的。库支持所有的ANSI C的程序，与嵌入式应用程序的限制相符。 固有程序为硬件提供特殊指令，如：nop, testbit, rol, ror。 五，A51宏汇编 A51宏汇编支持标准宏和MPL宏。要实现快速产生汇编程序SHELL，就直接使用C51编译器的SRC。 在新的A51 V7版本中，允许用户C包含的头文件来定义常量和SFR。如今，一个单一头文件可被应用到X程序和汇编程序中。 第七部分测试程序uVi

45、sion2调试器具备所有常规源极调试，符号调试特性以及历史跟踪，代码覆盖，复杂断点等功能DDE界面和shift语言支持自动程序测试 一、和外设模拟装置 uVision2为8051及衍生产品提供了高速模拟功能和片上扩展口在对话框内可直接观察和修改值，也可以用预装的C-LIKE 宏指令书写符号函数来提供动态输入。 二、目标监控器 uVision2含一个可配置的监控器，可测试目标器件上的软件体。监控器用uVision2的调试器直接工作，可支持代码区。它要求目标系统具备6字节堆栈空间，6KB的代码和256字节Xdata RAM。 三、MCB517/251启动工具包 在开始一项8051工程时，MCB启动

46、工具会对你有很大帮助。每一个启动工具包括一套2K字节的开发工具和许多可快速运行的举例程序。用户可在检测8051性能的同时，查看开发工具的可行性。 MCB517AC板含高性能Infineon C517A单片机，它提供标准8052外围设备和A/D转换器，PWM，搜索比较，8位数据指针，一个高速运算单 元。同时包含对81C90CAN控制器和代码区的支持。 第八部分 C51 V7版增强功能介绍 C51 V7版提供了很多新的和增强的功能，使开发8051嵌入式应用比以前更加简单。C51 V7版新功能包括：新版编译器和连接器更加优化，可以缩短程序的大小；能完全模拟支持的器件更多，如Philips 80C51

47、MX, Dallas 80C390和Analog Devices MicroConverters；新的ISD51系统内调试器，允许在不变的目标硬件上调试程序；可更好地支持Philips 51MX的24位地址； RTX51 Tiny增加了新功能，它比以前更小，但提供的功能更多。若您需要更多的信息，敬请访问或与我们联系。 使用C51的一些心得体会： 1)C忌讳绝对定位。在C中变量的定位是编译器的事情，只要定义变量和变量的作用域，编译器就把一个固定地址给这个变量。怎么取得这个变量的地址？要用指针。比如unsigned char data x;后，x的地址就是&x,只要查看这个参数，就可以在程序中知道具体的地址了。2)设置SP的问题。编译器在把所有变量和缓冲区赋予地址后，自动把最后一个字节开始的地方，作为SP的开始位置，所以初学者是不必 要去理会的。这体现C的优越性，很多事情C编译时候做了。3)用C