基于單片機仿真器的設計詳解

　　仿真器是什么

　　仿真器（emulator）以某一系統復現另一系統的功能。與計算機模擬系統（Computer Simulation）的區別在于，仿真器致力于模仿系統的外在表現、行為，而不是模擬系統的抽象模型。

　　仿真器可以替代你的目標系統中的MCU，仿真其運行。 仿真器運行起來和實際的目標處理器一樣，但是增加了其它功能，使你能夠通過桌面計算機或其它調試界面來觀察MCU中的程序和數據，并控制MCU的運行。

　　單片機仿真器的作用

　　單片機仿真器是一種在電子產品開發階段代替單片機芯片進行軟硬件調試的開發工具。配合集成開發環境使用仿真器可以對單片機程序進行單步跟蹤調試，也可以使用斷點、全速等調試手段，并可觀察各種變量、RAM及寄存器的實時數據，跟蹤程序的執行情況。同時還可以對硬件電路進行實時的調試。

　　利用單片機仿真器可以迅速找到并排除程序中的邏輯錯誤，大大縮短單片機開發的周期。在現場只利用燒錄器反復燒寫單片機，通過肉眼觀察結果進行開發的方法大大增加了調試的難度，延長了整個開發周期，并且不容易發現程序中許多隱含的錯誤，特別對于單片機開發經驗不豐富的初學者來說更加困難，由此可見，單片機仿真器單片機系統開發中發揮著重要的作用。本文主要跟大家分享基于SST89C54／58單片機仿真器的設計詳解。

　　基于SST89C54／58單片機仿真器的設計

　　一、概述

　　SST89C54／58（簡稱89C54／58）是美國SST公司推出的多用途51系列單片機，片內集成了20 kB／36 kB的SuperFlashE‘PROM程序存儲器，分為BLOCK0（16kB／32kB）和BLOCKl（4kB）兩塊。其中，BLOCKl可以映射（Mapping）到64kB存儲空間的最高端或最低端，而且，對于程序計數器來說可以是不可見的。由于其存儲結構上獨特的優點，使得89C54／58非常適合于用做單片機仿真器。

　　二、SST89C54／58的程序存儲結構

　　1、存儲器結構

　　89C54／58片內的存儲塊BLOCK0占據從0000H到3FFFH／7FFFH的存儲空間，BLOCKl占據從F000H到FFFFH的存儲空間。89C54／58存儲結構如圖1所示。

　　當EA#=1時，對于程序計數器來說，BLOCK0始終是可見的，用于代碼的存??；BLOCKl代碼的存取是通過特殊功能寄存器SFCM，SFCF，SFAL，SFAH，SFDT和SFST來實現的。當SFCF＝1時，BLOCKl是可見的。

　　2、存儲器再映射（Re-mapping）

　　89C54／58的存儲器再映射功能使得對BLOCK0進行編程時，其系統中斷向量區依然可用（普通8051系列單片機無此特點）。89C54／58提供4種存儲器再映射方式，存儲器再映射數量的大小由MAP_ENCl：0）控制，當MAP-

　　三、基于SST89C58的單片機仿真器的設計

　　1、設計原理簡介

　　仿真器電路設計如圖2所示。圖中U2為串行通信接口芯片MAX232，U1為89C54／58。89C54／58的監控程序通過PC機串行口與KEILC51進行通信，實現實時仿真功能。

　　2、仿真器監控程序的加栽

　　SST公司提供的89C54／58仿真器監控程序SoftlCE（Softwareln-CircuitEmulator）可通過SST公司提供的BSL（Boot-StrapLoader）加載或通過支持SST89C54／58的第三方編程器寫入。

　　3、仿真器性能簡介

　　基于89C54／58的單片機仿真器除不支持串行口仿真外，具有通用仿真器的所有功能。與KEIL軟件相結合，可完成大部分單片機應用系統的仿真設計。

　　其具體性能如下：

　?。?）可下載IntelHEX格式文件。

　?。?）支持匯編及C51源代碼調試。

　?。?）支持在線匯編。

　?。?）支持單步（Step）功能。

　?。?）支持步越（StepOver）功能。

　?。?）最大可設置10個固定斷點和一個臨時斷點。

　?。?）支持讀寫數據存儲器。

　?。?）支持讀寫程序存儲器。

　?。?）支持讀寫特殊功能寄存器。

　?。?0）支持讀寫端口。

　?。?1）具有IAP（1n-ApplicationProgramming）功能。

　　4、KEIL軟件及設置

　　KEIL C51是德國KEIL公司推出的Windows版的8051系列單片機開發套件，可用于編譯C源程序、匯編源程序，鏈接和定位目標文件和庫，創建HEX文件以及調試目標程序，并內嵌有RTX51實時操作系統，可 簡化復雜的多任務實時應用系統的設計。與89C54／58仿真器配合時，在KEIL開發環境中設置如下：

　?。?）創建項目，并選擇SST單片機SST89C54／58。

　?。?）從菜單選擇“Options for，Target 1／。

　?。?）在”OptionsforTarget，Targetl“窗口中，選擇使用KEILMonitor-51Driver，如圖3所示。

　?。?）雙擊圖3中Settings鍵，設置目標參數如圖4所示，即可編譯調試目標程序。

　　四、結語

　　綜上所述，由于SST89C54／58獨特的存儲器結構，使得89C54／58除用做通用的51單片機外，只需配以少量的外圍電路，即可做成51系列單片機仿真器。與功能強大的KEIL軟件相結合，為單片機工程師提供實時仿真開發環境，可完成大部分單片機應用系統的設計。