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自制51芯片仿真器完全手册


自制 51 芯片仿真器完全手册

初学 51 单片机或是业余玩玩单片机开发,每次总要不断的 调试程序,如没有仿真器又不喜欢用软件仿真,那只有每次把编译好 的程序烧录到芯片上, 然后在应用电路或实验板上观察程序运行的结 果,对于一些小程序这样的做好也可以很快找到程序上的错误,但是 程序大了,变量也会变的很多,而直接烧片就很难看到这些变量的值 了,在修改程序时还要

不断的烧片实验,确实很麻烦,这时如果有一 台仿真器就会变得很好方便了。 但一台好的仿真器对于业余爱好者来 说确实有一些贵,在这里介绍这种易于自制的 51 芯片仿真器虽然有 一些地方不够完善,但还是非常适于初学 51 单片机的朋友和经济能 力不是很好的业余爱好者。

这个仿真器的仿真 CPU 是使用 SST 公司的 SST89C58 或 SST89C54(其它相容的芯片也可,这里主要讲述 SST89C58),对于 没有可以烧写 SST89C58 芯片的朋友应该选用 CA 版本的 SST89C58 芯片, 这个 CA 型号的芯片出厂时已内置了 BSL1.1E 的固件程序。 那 什么是 BSL 呢?BSL 就是英文 BOOT-Strap Loader,意思就是可引 导装载,形象来说就像电脑用 DOS 起动盘起动后可以装载应用程序 并运行。只不过 SST89C58 是用串口来输入程序资料的。为了能把编 译好的单片机程序 HEX 或 BIN 文件下载到 SST89C58 芯片上,SST 公司还提供了一种叫 EasyIAP 的软件,IAP 为 In-Application

Programming,有了这个软件就可以把 SST89C54 变为在线下载的实 验器。在这里不详述 EasyIAP 的使用,只讲述如何利用它去把 SST89C58 升级为带 SoftICE 固件程序的 51 仿真器。

图1

SST89C58

一、制作带串口的的最小化应用板 无论是 EasyIAP 还是仿真器, 都需要用串行口使 SST89C58 芯片 和 PC 上位机进行通讯传输数据,因此我们先要制作一个带 RS232/TTL 转换的应用板,如果你的 51 实验电路板或目标电路板已 带有这样的电路那么你就可以跳过这一段了。 图二是笔者所设计的可 以用于制作 SST89C58/54 仿真器、S51 系列下载器或 51 系列实验应 用的小型应用板。它的电路是很简单的,用两个 NPN 的小功率三极 管和一些电阻二极管做 RS232/TTL 转换(可参看 http://www.cdle.net/web/alldata/CDLE/cdle050012.htm),其它元件则 做复位和时钟振荡电路。图三是我以前做的 51 应用板,刚好可以用 就拿来用了,省却了用万用板做图四那样的东西,但这块应用板不能 像图 4 那个可以当芯片插到目标板上。 在晶振方面最好使用 11.0592M 或 12M。

图 2 原理图(点击看大图)

图 3 应用板做的仿真器

图 4 网友做的仿真器

二、有编程器的做法 做好以上所说的电路后, 那么就可以把仿真 CPU 的 HEX 文件烧 到 SST89C58 里面,再把它插到上面的电路中就可以了。因为 SST89C58 有两个程序存储区,在这里要注意的是在烧写时就把仿真 监控程序烧到 SST89C58 的第二个存储区也就是的 RB1。 烧写时要求 用支持 SST89C58 的编程器,站长所用的是 TOP2000。烧写设置画面 如图五,在这里要注意的是如果你要烧写 BSL 固件程序做 IAP 在线 下载器是不要对加密位 SB1-3 进行加密,并设存储位为 RB1,否则 无法用 IAP 功能。各编程器的设置不一样具体参看编程口的说明书。

图 5 TOP2000B 烧写 SST89C58 做仿真器时的设置

文件下载 文件名称 SoftIce58.hex softICE54.hex SSTEasyIAP11F.exe 说明 SST89C58 仿真监控程序 SST89C54 仿真监控程序 EasyIAP11F 在线下载控制程序

压缩包内包含 SoftIce58.hex, SSTEasyIAP11F.exe easyiap_58_11.zip 包含 11.0592M 的 BSL3,EasyIAP11E easyiap_58_12.zip 包含 12M 的 BSL3,EasyIAP11E easyiap54_12.zip 包含 11.0592M 的 58, BSL3, EasyIAP11E easyiap_54_11.zip 包含 12M 的 BSL3,EasyIAP11E BSL1.1F_User's_Guide.pdf BSL5 EasyIAP11F 使用手册 SoftICE-UG.pdf SoftICE-UG.pdf 使用手册 SoftICE_58.zip

三、没有编程器的做法 如果你手头上没有支持 SST89C58 的编程器,那么你就要购卖 CA 版的 SST89C58 芯片,当然不是 CA 版的也是可以做的,只是相 对来说比较麻烦这里就不做讨论了, 可以对参看红日网友发起的贴子 (http://www.cdle.net/bbs/dispbbs.asp?boardID=18&ID=940&page=1)。

1.首先把 CA 版的 SST89C58 芯片插到上面介绍的电路板中,因 CA 版上已装入了 BSL3, 你可以先下载 EasyIAP11E,测试一下你的电 路板是否是正常工作的。(用 EasyIAP11F 也可以)如果你能保证你 的电路是正常工作的可以跳过这一步。把你的电路接到电脑串口上, 打开 EasyIAP11E 软件。

图 6 EasyIAP11E(点击看大图)

按菜单上的 RS232 弹出串口设置画面,设好你要用的串口和波 特率,选用波特率选用默认的 38400 就可。确定后按菜单的“Auto DetectChip”图七中 1 所示。

图 7 电路正常程序的画面 (点击看大图)

当你的电路正常时就会图七的画面,并在 2 所示位置显示芯片的型 号, BSL 版本等信息。 如果你无法到这一步就请检查你的电路是否有 正常的复位和起振,串口电路是否正常或芯片是否损坏等等问题。

2.升级 BSL11E 到 BSL11F。下载 EaspIAP11F 并运行。下面是操 作截图和注意事项。

图8

图八中选中的菜单项是把 11E 升级到 11F 的命令,下面一个则 可以用检测固件版本连接固件,如固件是 11E 也会提示是否升级到 11F,最上一个则用于 11F 连接 EaspIAP 用。

图9

图 10

图 11 提示

一路按确定, 到了这一步会提示是否升级 11E 到 11F,按“是”继续

升级。

图 12

出错提示

如果你用于升级的 SST89C58 芯片做了加密操作的话就会在升级 过程中出现图十二的出错提示, 如真是加密了只有用编程器擦除后直 接烧入仿真监控程序或 BSL11F 程序了。 出现这样的提示也可能是串 口线接触不好,或电路有问题。

图 13

图 14 版本提示

一切正常的话就会出现图十三的成功升级 11F 提示。升级成功 后,会在图十四位置中显示 V1.1F 的固件版本号。到了这一步 11E 升级就成功升级到 11F。 3.下载仿真监控固件程序。 11E 升级到 11F 后就可以进行下面 从 的操作了。下面的操作和上一步基本相同,这里就不详述了。

图 15

图 16

图 17 选择对应你的电路板的晶振频率

图 18 下载 SoftICE

图 19 密码一般不用输入

图 20

图 21 升级成功提示

升级成功后就可以把仿真器连接 KEIL uv2 或 KEIL uv3 进行仿

真操作了。

图 22 项目设置菜单

图 23 项目设置

在项目设置 Debug 页中选择对应本仿真器的 KeilMon51 驱动,

如图 23 中 1 所示。图 23 的 3 中是选择在仿真时能使用的工具窗口, 如内存显示,断点等等。按 2 进行图 24 中的仿真器设置。设置好串 口号,波特率,晶振为 11.0592M 时选 38400。Cache Options 为仿真 缓选取后会加快仿真的运行的速度。

图 24 仿真器设置

图 25 仿真器连接成功

设好后编译运行程序就可以连接仿真器了, 连接成功会出现如图 25 的画面。如连接不成功就出现图 26 的图,这时可以先复位电路再 按"Try Again",还不成功连接的话则应检查软件设置和硬件电路。图 25 中 1 是指示仿真器的固件版本为 F-MON51V3.4 版。 点击 3 中小红 点位置时为设置和取消断点,点击 2 则运行到下一个断点。图 27 则 是变量和存储器的查看。 仿真器在软件大概的使用方法和软件仿真相 差不多。

图 26 连接不成功提示

图 27 变量及内存查看


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