Keil教程(3)

Keil  程序調(diào)試窗口

上一講中我們學(xué)習(xí)了幾種常用的程序調(diào)試方法，這一講中將介紹 Keil  提供各種窗口如 輸出窗口、觀察窗口、存儲(chǔ)器窗口、反匯編窗口、串行窗口等的用途，以及這些窗口的使用 方法，并通過(guò)實(shí)例介紹這些窗口在調(diào)試中的使用。

一、程序調(diào)試時(shí)的常用窗口

Keil 軟件在調(diào)試程序時(shí)提供了多個(gè)窗口，主要包括輸出窗口（Output  Windows）、觀察 窗口（Watch&Call Statck Windows）、存儲(chǔ)器窗口（Memory Window）、反匯編窗口（Dissambly Window）串行窗口（Serial Window）等。進(jìn)入調(diào)試模式后，可以通過(guò)菜單 View 下的相應(yīng)命 令打開或關(guān)閉這些窗口。

圖 1 是輸出窗口、觀察窗口和存儲(chǔ)器窗口，各窗口的大小可以使用鼠標(biāo)調(diào)整。進(jìn)入調(diào)試 程序后，輸出窗口自動(dòng)切換到 Command 頁(yè)。該頁(yè)用于輸入調(diào)試命令和輸出調(diào)試信息。對(duì)于 初學(xué)者，可以暫不學(xué)習(xí)調(diào)試命令的使用方法。

圖 1  調(diào)試窗口（命令窗口、存儲(chǔ)器窗口、觀察窗口）

1、存儲(chǔ)器窗口

?

存儲(chǔ)器窗口中可以顯示系統(tǒng)中各種內(nèi)存中的值，通過(guò)在 Address 后的編緝框內(nèi)輸入“字 母：數(shù)字”即可顯示相應(yīng)內(nèi)存值，其中字母可以是 C、D、I、X，分別代表代碼存儲(chǔ)空間、 直接尋址的片內(nèi)存儲(chǔ)空間、間接尋址的片內(nèi)存儲(chǔ)空間、擴(kuò)展的外部 RAM 空間，數(shù)字代表想 要查看的地址。例如輸入 D：0 即可觀察到地址 0 開始的片內(nèi) RAM 單元值、鍵入 C：0 即 可顯示從 0 開始的 ROM 單元中的值，即查看程序的二進(jìn)制代碼。該窗口的顯示值可以以各 種形式顯示，如十進(jìn)制、十六進(jìn)制、字符型等，改變顯示方式的方法是點(diǎn)鼠標(biāo)右鍵，在彈出 的快捷菜單中選擇，該菜單用分隔條分成三部份，其中第一部份與第二部份的三個(gè)選項(xiàng)為同 一級(jí)別，選中第一部份的任一選項(xiàng)，內(nèi)容將以整數(shù)形式顯示，而選中第二部份 的  Ascii  項(xiàng)則將以字符型式顯示，選中 Float  項(xiàng)將相鄰四字節(jié)組成的浮點(diǎn)數(shù)形 式顯示、選中 Double 項(xiàng)則將相鄰 8 字節(jié) 組成雙精度形式顯示。第一部份又有多 個(gè)選擇項(xiàng)，其中 Decimal 項(xiàng)是一個(gè)開關(guān)， 如果選中該項(xiàng)，則窗口中的值將以十進(jìn) 制的形式顯示，否則按默認(rèn)的十六進(jìn)制

方式顯示。Unsigned 和 Signed 后分別有

^{圖 2  存儲(chǔ)器數(shù)值各種方式顯示選擇}

三個(gè)選項(xiàng)：Char、Int、Long，分別代表以單字節(jié)方式顯示、將相鄰雙字節(jié)組成整型數(shù)方式

顯示、將相鄰四字節(jié)組成長(zhǎng)整型方式顯示，而 Unsigned 和 Signed 則分別代表無(wú)符號(hào)形式和

有符號(hào)形式，究竟從哪一個(gè)單元開始的相鄰單元?jiǎng)t與你的設(shè)置有關(guān)，以整型為例，如果你輸 入的是 I:0，那么 00H 和 01H 單元的內(nèi)容將會(huì)組成一個(gè)整型數(shù)，而如果你輸入的是 I：1，01H和 02H 單元的內(nèi)容全組成一個(gè)整型數(shù)，以此類推。有關(guān)數(shù)據(jù)格式與 C 語(yǔ)言規(guī)定相同，請(qǐng)參

考  C  語(yǔ)言書籍，默認(rèn)以無(wú)符號(hào)單字節(jié)方式顯 示。第三部份的 Modify Memory at X:xx 用于 更改鼠標(biāo)處的內(nèi)存單元值，選中該項(xiàng)即出現(xiàn)如 圖 3 所示的對(duì)話框，可以在對(duì)話框內(nèi)輸入要修 改的內(nèi)容。

2、工程窗口寄存器頁(yè)

圖 3 存儲(chǔ)器的值的修改

圖 4 是工程窗口寄存器頁(yè)的內(nèi)容，寄存器頁(yè)包括了當(dāng)前的工作寄存器組和系統(tǒng)寄存器，

系統(tǒng)寄存器組有一些是實(shí)際存在的寄存器如 A、B、DPTR、SP、PSW 等，有一些是實(shí)際中 并不存在或雖然存在卻不能對(duì)其操作的如  PC、Status  等。每當(dāng)程序中執(zhí)行到對(duì)某寄存器的 操作時(shí)，該寄存器會(huì)以反色（藍(lán)底白字）顯示，用鼠標(biāo)單擊然后按下 F2 鍵，即可修改該值。

3、觀察窗口

?

觀察窗口是很重要的一個(gè)窗口，工程窗口中僅可以觀察到工作寄存器和有限的寄存器如 A、B、DPTR 等，如果需要觀 察其它的寄存器的值或者在高級(jí)語(yǔ)言編程時(shí)需要直接觀察變 量，就要借助于觀察窗口了。

其它窗口將在以下的實(shí)例中介紹。 一般情況下，我們僅在單步執(zhí)行時(shí)才對(duì)變量的值的變化感興趣，全速運(yùn)行時(shí)，變量的值是不變的，只有在程序停下來(lái)之 后，才會(huì)將這些值最新的變化反映出來(lái)，但是，在一些特殊場(chǎng) 合下我們也可能需要在全速運(yùn)行時(shí)觀察變量的變化，此時(shí)可以 點(diǎn)擊 View->Periodic Window Updata（周期更新窗口），確認(rèn)該 項(xiàng)處于被選中狀態(tài)，即可在全速運(yùn)行時(shí)動(dòng)態(tài)地觀察有關(guān)值的變 化。但是，選中該項(xiàng)，將會(huì)使程序模擬執(zhí)行的速度變慢。

二、各種窗口在程序調(diào)試中的用途

以下通過(guò)一個(gè)高級(jí)語(yǔ)言程序來(lái)說(shuō)明這些窗口的使用。例 2：

圖 4  工程窗口寄存器頁(yè)

#include "reg51.h"

sbit P1_0=P1^0;                       //定義 P1.0

void mDelay(unsigned char DelayTime)

{     unsigned int j=0;

for(;DelayTime>0;DelayTime--)

{   for(j=0;j<125;j++)    {;}     }

}

void main()

{     unsigned int i;

for(;;){              mDelay(10);                    // 延時(shí)  10

毫秒

i++;

if(i==10)

{       P1_0=!P1_0;

i=0;         }

}        }

這個(gè)程序的工作過(guò)程是：不斷調(diào)用延時(shí)程序，每次延時(shí) 10 毫秒，然后將變量 I 加 1，隨 后對(duì)變量 I 進(jìn)行判斷，如果 I 的值等于 10，那么將 P1.0 取反，并將 I 清 0，最終的執(zhí)行效果

是 P1.0 每 0.1S 取反一次。

輸入源程序并以 exam2.c 為文件名存盤，建立名為 exam2 的項(xiàng)目，將 exam2.c 加入項(xiàng)目， 編譯、連接后按 Ctrl+F5 進(jìn)入調(diào)試，按 F10 單步執(zhí)行。注意觀察窗口，其中有一個(gè)標(biāo)簽頁(yè)為 Locals，這一頁(yè)會(huì)自動(dòng)顯示當(dāng)前模塊中的變量名及變量值�？梢钥吹酱翱谥杏忻麨� I 的變量， 其值隨著執(zhí)行的次數(shù)而逐漸加大，如果在執(zhí)行到 mDelay(10)行時(shí)按 F11 跟蹤到 mDelay 函數(shù) 內(nèi)部，該窗口的變量自動(dòng)變?yōu)?DelayTime 和 j。另外兩個(gè)標(biāo)簽頁(yè) Watch #1 和 Watch #2 可以加 入自定義的觀察變量，點(diǎn)擊“type F2 to edit”然后再按 F2 即可輸入變量，試著在 Watch #1 中輸入 I，觀察它的變化。在程序較復(fù)雜，變量很多的場(chǎng)合，這兩個(gè)自定義觀察窗口可以篩 選出我們自己感興趣的變量加以觀察。觀察窗口中變量的值不僅可以觀察，還可以修改，以 該程序?yàn)槔�，I 須加 10 次才能到 10，為快速驗(yàn)證是否可以正確執(zhí)行到 P1_0=!P1_0 行，點(diǎn)擊

I 后面的值，再按 F2，該值即可修改，將 I 的值改到 9，再次按 F10 單步執(zhí)行，即可以很快 執(zhí)行到 P1_0=!P1_0 程序行。該窗口顯示的變量值可以以十進(jìn)制或十六進(jìn)制形式顯示，方法 是在顯示窗口點(diǎn)右鍵，在快捷菜單中選擇如圖 5 所示。

?

點(diǎn)擊  View->Dissambly  Window  可 以打開反匯編窗口，該窗口可以顯示反 匯編后的代碼、源程序和相應(yīng)反匯編代 碼的混合代碼，可以在該窗口進(jìn)行在線

匯編、利用該窗口跟蹤已找行的代碼、 在該窗口按匯編代碼的方式單步執(zhí)行， 這也是一個(gè)重要的窗口。打開反匯編窗口，點(diǎn)擊 鼠標(biāo)右鍵，出現(xiàn)快捷菜單，如圖 6 所示，其中 Mixed Mode 是以混合方式顯示，Assembly Mode 是以反 匯編碼方式顯示。

程序調(diào)試中常使用設(shè)置斷點(diǎn)然后全速運(yùn)行的 方式，在斷點(diǎn)處可以獲得各變量值，但卻無(wú)法知 道程序到達(dá)斷點(diǎn)以前究竟執(zhí)行了哪些代碼，而這 往往是需要了解的，為此，Keil 提供了跟蹤功能， 在運(yùn)行程序之前打開調(diào)試工具條上的允許跟蹤代 碼開關(guān)，然后全速運(yùn)行程序，當(dāng)程序停止運(yùn)行后， 點(diǎn)擊查看跟蹤代碼按鈕，自動(dòng)切換到反匯編窗口，

圖 5  設(shè)定觀察窗的顯示方式

圖 6  反匯編窗口

如圖 6  所示，其中前面標(biāo)有“-”號(hào)的行就是中斷以前執(zhí)行的代碼，可以按窗口邊的上卷按 鈕向上翻查看代碼執(zhí)行記錄。

利用工程窗口可以觀察程序執(zhí)行的時(shí)間，下面我們觀察一下該例中延時(shí)程序的延時(shí)時(shí)間 是否滿足我們的要求，即是否確實(shí)延時(shí) 10 毫秒，展開工程窗口 Regs 頁(yè)中的 Sys 目錄樹，其 中的 Sec 項(xiàng)記錄了從程序開始執(zhí)行到當(dāng)前程序流逝的秒數(shù)。點(diǎn)擊 RST 按鈕以復(fù)位程序，Sec 的值回零，按下 F10 鍵，程序窗口中的黃色箭頭指向 mDelay(10)行，此時(shí)，記錄下 Sec 值為

0.00038900，然后再按 F10 執(zhí)行完該段程序，再次查看 Sec 的值為 0.01051200，兩者相減大 約是 0.01 秒，所以延時(shí)時(shí)間大致是正確的。讀者可以試著將延時(shí)程序中的 unsigned int 改為 unsigned char 試試看時(shí)間是否仍正確。注意，使用這一功能的前提是在項(xiàng)目設(shè)置中正確設(shè)置 晶振的數(shù)值。

Keil 提供了串行窗口，我們可以直接在串行窗口中鍵入字符，該字符雖不會(huì)被顯示出來(lái)， 但卻能傳遞到仿真 CPU 中，如果仿真 CPU 通過(guò)串行口發(fā)送字符，那么這些字符會(huì)在串行窗 口顯示出來(lái)，用該窗口可以在沒(méi)有硬件的情況下用鍵盤模擬串口通訊。下面通過(guò)一個(gè)例子說(shuō)

明 Keil  串行窗口的應(yīng)用。該程序?qū)崿F(xiàn)一個(gè)行編緝功能，每鍵入一個(gè)字母，會(huì)立即回顯到窗

口中。編程的方法是通過(guò)檢測(cè) RI 是否等于 1 來(lái)判斷串行口是否有字符輸入，如果有字符輸

入，則將其送到 SBUF，這個(gè)字符就會(huì)在串行窗口中顯示出來(lái)。其中 ser_init 是串行口初始 化程序，要使用串行口，必須首先對(duì)串行口進(jìn)行初始化。例 3：

MOV                SP,#5FH               ;堆棧初始化

CALL            SER_INIT ;串行口初始化

LOOP:

JBC      RI,NEXT  ; 如果串口接收到字 符，轉(zhuǎn)

JMP              LOOP                ;否則等待接收字符

NEXT:

MOV            A,SBUF                ;從 SBUF 中取字符

MOV            SBUF,A    ;回送到發(fā)送 SBUF 中

SEND:

JBC           TI,LOOP                ;發(fā)送完成，轉(zhuǎn) LOOP

JMP           SEND                    ;否則等待發(fā)送完

SER_INIT:                                             ;中斷初始化

MOV        SCON,#50H ORL         TMOD,#20H ORL          PCON,#80H

MOV         TH1,#0FDH ;設(shè)定波特率

SETB                    TR1              ;定時(shí)器 1 開始運(yùn)行

SETB                    REN            ;允許接收

SETB       SM2

RET END

輸入源程序，并建立項(xiàng)目，正確編譯、連接，進(jìn)入調(diào)試后，全速運(yùn)行，點(diǎn)擊串行窗口 1 按鈕，即在原源程序窗口位置出現(xiàn)一個(gè)空白窗口，擊鍵，相應(yīng)的字母就會(huì)出現(xiàn)在該窗口中。 在窗口中擊鼠標(biāo)右鍵，出現(xiàn)一個(gè)彈出式菜單，選擇“Ascii  Mode”即以 Ascii 碼的方式顯示 接收到的數(shù)據(jù)；選擇“Hex Mode”以十六進(jìn)制碼方式顯示接收到的數(shù)據(jù)；選擇“Clear Window” 可以清除窗口中顯示的內(nèi)容。

由于部份 CPU 具有雙串口，故 Keil 提供了兩個(gè)串行窗口，我們選用的 89C51 芯片只有 一個(gè)串行口，所以 Serial 2 串行窗口不起作用。

小技巧：凡是鼠標(biāo)單擊然后按 F2 的地方都可以用鼠標(biāo)連續(xù)單擊兩次（注意：不是雙擊） 來(lái)替代。