引言

　　在單片機系統(tǒng)中，串口（UART，通用異步收發(fā)接口）是一個非常重要的組成部分。通常使用單片機串口通過RS232/RS485電平轉(zhuǎn)換芯片與上位機連接，以進(jìn)行上位機與下位機的數(shù)據(jù)交換、參數(shù)設(shè)置、組成網(wǎng)絡(luò)以及各種外部設(shè)備的連接等。RS232/RS485串行接口總線具有成本低、簡單可靠、容易使用等特點，加上其歷史悠久，所以目前應(yīng)用仍然非常廣泛；特別對于數(shù)據(jù)量不是很大的場合，串口通信仍然是很好的選擇，有著廣闊的使用前景。

　　在單片機編程中，串口占了很重要的地位。傳統(tǒng)方式串口程序的調(diào)試，往往是利用專用的單片機硬件仿真器。在編寫好程序后，利用仿真器來設(shè)置斷點，觀察變量和程序的流程，逐步對程序進(jìn)行調(diào)試，修正錯誤。使用硬件仿真器的確是很有效的方法，但是也有一些缺點：

　　很多仿真器不能做到完全硬件仿真，因而會造成仿真時正常，而實際運行時出現(xiàn)錯誤的情況；也有仿真不能通過，但是實際運行正常的情況．對于一些較新的芯片或者是表面貼裝的芯片，要么沒有合適的仿真器或仿真頭；要么就是硬件仿真器非常昂貴，且不容易買到。有時由于設(shè)備內(nèi)部結(jié)構(gòu)空間的限制，仿真頭不方便接入。有的仿真器屬于簡單的在線仿真型，仿真時有很多限制。例如速度不高，實時性或穩(wěn)定性不好，對斷點有限制等，造成仿真起來不太方便。

1 調(diào)試前的準(zhǔn)備工作

　　下面介紹一種利用Keil的軟件仿真功能來實現(xiàn)51單片機串口調(diào)試用戶程序的方法。使用這種方法，無需任何硬件仿真器，甚至都不需要用戶電路板。所需的只是：

　�、� 硬件。1臺普通計算機（需要帶有2個標(biāo)準(zhǔn)串口）和１根串口線（兩頭都是母頭，連線關(guān)系如圖1所示）。

　�、� 串口軟件可以是自己編寫的專用調(diào)試或上下位機通信軟件，也可以是通用的串口軟件(如串口助手、串口調(diào)試等)，主要用來收發(fā)數(shù)據(jù)。如果沒有合適的串口調(diào)試軟件，則可使用筆者編寫的一個免費的串口小工具TurboCom。除了與其他軟件一樣的數(shù)據(jù)收發(fā)功能外，它還有定時輪流發(fā)送自定義數(shù)據(jù)幀和自動應(yīng)答（接收到指定數(shù)據(jù)幀后，自動返回相應(yīng)的數(shù)據(jù)幀）這兩個很有用的功能，特別適合于老化測試。這個小工具可以從http://shaoziyang.bloger.com.cn下載。

2 基本調(diào)試命令介紹

　　這個串口調(diào)試方法主要是利用了Keil強大的軟件仿真功能。在新版本（高于6.0）的Keil軟件中，增強了軟件的仿真能力，可以利用軟件仿真更多的單片機功能。在這些功能中，其中有一個很重要的功能就是利用計算機的串口來模擬單片機的串口（這不同于很多軟件在仿真時使用的激勵文件方式，可以直接與其他串口進(jìn)行通信，更加方便、靈活）。首先要介紹仿真時需要使用的兩個命令：ASSIGN和MODE。

2.1 ASSIGN命令

　　將單片機的串口綁定到計算機的串口�；�本使用方式為：

　　ASSIGN channeloutreg

　　其中： channel代表計算機的串口，可以是COM1、COM2、COM3或COM4；而inreg和outreg代表單片機的串口。對于只有一個串口的普通單片機,即SIN和SOUT；對于有兩個或者多個串口的單片機，即SnIN和SnOUT（n=0，1，…即單片機的串口號）。

圖1 串口連線示意圖

　　例如：

　　ASSIGN COM1SOUT

　　將計算機的串口1綁定到單片機的串口（針對只有一個串口的單片機）。

　　ASSIGN COM2S0OUT

　　將計算機的串口2綁定到單片機的串口0（針對有多個串口的單片機，注意串口號的位置）。

　　需要注意的是，參數(shù)的括號是不能省略的，而outreg則是沒有括號的。

2.2 MODE命令

　　設(shè)置被綁定計算機串口的參數(shù)�；�本使用方式為：

　　MODE COMx baudrate, parity, databits, stopbits

　　其中： COMx（x = 1，2，…）代表計算機的串口號；baudrate代表串口的波特率；parity代表校驗方式；databits代表數(shù)據(jù)位長度；stopbits代表停止位長度。

　　例如：

　　MODE COM1 9600, n, 8, 1

　　設(shè)置串口1。波特率為9 600，無校驗位，8位數(shù)據(jù)，1位停止位。

　　MODE COM2 19200, 1, 8, 1

　　設(shè)置串口2。波特率為19 200，奇校驗，8位數(shù)據(jù)，1位停止位。

　　使用以上兩個命令，就能夠?qū)⒂嬎銠C的串口模擬成單片機的串口了。在進(jìn)行軟件仿真時，所有發(fā)送到被綁定的計算機串口上的數(shù)據(jù)都會轉(zhuǎn)發(fā)到Keil模擬的單片機串口上，用戶程序可以通過中斷處理程序或查詢方式接收到這些數(shù)據(jù)；同樣，單片機程序中發(fā)送到單片機串口上的數(shù)據(jù)也會通過被綁定的計算機串口發(fā)送出來，可以被其他軟件所接收。利用這個特點，就可以方便地仿真、調(diào)試單片機的串口部分程序。要注意的是，這兩個命令需要一起使用。

2.3 仿真步驟

　　首先，用串口線將計算機的兩個串口連接起來（或者是兩臺計算機上的兩個串口）。這兩個串口一個用來模擬單片機串口，另一個給調(diào)試程序使用。這個由用戶自己分配，沒有特殊要求。

　　其次，編寫好用戶程序，并編譯通過。

　　然后，設(shè)置工程文件（Project）的相關(guān)參數(shù)，如圖2和圖3所示。主要是選擇軟件仿真模式（Use Simulator）以及晶振參數(shù)。

圖2 仿真參數(shù)設(shè)置

　　為了不必每次進(jìn)入仿真狀態(tài)后，都需要輸入串口參數(shù)設(shè)置命令，可以建立一個初始化文件。初始化文件是一個普通的文本文件，內(nèi)容就是仿真時需要的命令，按照順序一行輸入一條。如圖2所示，建立了一個debug.ini的初始化文件。這樣，當(dāng)每次進(jìn)入仿真調(diào)試狀態(tài)時，Keil就會自動載入 debug.ini的內(nèi)容進(jìn)行初始化。