1.Keil5软件介绍
keil是一款广泛用于嵌入式系统开发的软件工具。它支持多种常见的微型控制器架构和编程语言，并提供了丰富的调试辅助功能，可以帮助开发人员在嵌入式系统开发过程中提高效率，缩短开发周期，是嵌入式系统开发领域的重要工具之一。
Keil软件的主要功能和作用
1.提供集成化的开发环境 2.支持多种芯片体系结构，例如ARM、8051、C251等 3.提供强大的调试功能 4.内置丰富的库函数和示例代码 5.可以连线多种仿真器和调试器
Keil软件的优点
1.跨平台支持，可在Window、Linux等操作系统上运行 2.易于使用 3.支持多种编程语言，如C、C++、ASM等 4.丰富的API和库函数 5.高效的编译器 6.强大的调试功能
2.Protues软件介绍
Proteus是英国著名的EDA工具(仿真软件)，从原理图布图、代码调试到单片机与外围电路协同仿真，一键切换到PCB设计，真正实现了从概念到产品的完整设计。是世界上唯一将电路仿真软件、PCB设计软件和虚拟模型仿真软件三合一的设计平台，其处理器模型支持8051、HC11、PIC10/12/16/18/24/30/DSPIC33、AVR、ARM、8086和MSP430等，2010年又增加了Cortex和DSP系列处理器，并持续增加其他系列处理器模型。在编译方面，它也支持IAR、Keil和MATLAB等多种编译器。
Protues软件功能
1．原理布图 2．PCB自动或人工布线 3．SPICE电路仿真
Protues软件特点
1．互动的电路仿真 用户甚至可以实时采用诸如RAM，ROM，键盘，马达，LED，LCD，AD/DA，部分SPI器件，部分IIC器件。 2．仿真处理器及其外围电路 可以仿真51系列、AVR、PIC、ARM、等常用主流单片机。还可以直接在基于原理图的虚拟原型上编程，再配合显示及输出，能看到运行后输入输出的效果。配合系统配置的虚拟逻辑分析仪、示波器等，Proteus建立了完备的电子设计开发环境。
(一)利用Keil和protues完成51单片机的简单仿真（流水灯）
1.在Keil软件中编写51程序
打开Keil软件，选择创建新工程 输入文件名 在Atmel中找到AT89C51，然后确定 新建一个文档 然后把代码写进去，参考如下
#include
#include
void delay(int a)
{
int i,j;
for(i=0;i { for(j=0;j<1000;j++) _nop_(); } } void main(void) { char st[8]={0xfe,0xfd,0xfb,0xf7,0xef,0xdf,0xbf,0x7f}; int t=0; while(1) { P0=st[t]; delay(50); t++; if(t==8){ t=0; } } } 然后将文档进行保存，记得以.c为后缀命名 然后双击Source Group 1 找到刚刚创建的LED2.c加入进去 打开Source Group 1可以看见LED2.c加进去了 然后打开魔法棒 选择Output，打开Creat HEX file 最后进行编译，可以看见没有错误 2.在protues中进行仿真 打开protues，选择新建工程 选择下一步 选择原理图DAFAULT，然后下一步 不用创建PCB布板设计，直接下一步 也不用创建固件项目，直接下一步 然后点完成 进入原理图绘制界面，找到左上的P 搜索AT89C51 再搜索LED 然后返回之前的界面，找到电源 然后将上述找到的元件链接起来 然后右键点击51单片机，选择编辑属性，点击文件夹，将刚刚生成的LED2.hex文件添加然后点完成。 3.仿真 上述步骤完成后，点击左下角的仿真 查看仿真结果 交通灯 - Proteus 8 Professional - 原理图绘制 2023-09-24 17-26-19 （二）ARM开发，使用MDK编译简单STM32程序（LED灯闪烁） 1.使用Keil编写程序 创建工程部份和上述51单片机一致，在选择stm32型号时使用STM32F103R6 按照下图选择序号 代码如下（参考ARM开发：使用MDK编译stm32简单程序（闪烁LED）） #define PERIPH_BASE ((unsigned int)0x40000000)//AHB #define APB2PERIPH_BASE (PERIPH_BASE + 0x10000) #define GPIOA_BASE (APB2PERIPH_BASE + 0x0800) //GPIOA_BASE=0x40000000+0x10000+0x0800=0x40010800，该地址为GPIOA的基地址 #define GPIOB_BASE (APB2PERIPH_BASE + 0x0C00) //GPIOB_BASE=0x40000000+0x10000+0x0C00=0x40010C00，该地址为GPIOB的基地址 #define GPIOC_BASE (APB2PERIPH_BASE + 0x1000) //GPIOC_BASE=0x40000000+0x10000+0x1000=0x40011000，该地址为GPIOC的基地址 #define GPIOD_BASE (APB2PERIPH_BASE + 0x1400) //GPIOD_BASE=0x40000000+0x10000+0x1400=0x40011400，该地址为GPIOD的基地址 #define GPIOE_BASE (APB2PERIPH_BASE + 0x1800) //GPIOE_BASE=0x40000000+0x10000+0x0800=0x40011800，该地址为GPIOE的基地址 #define GPIOF_BASE (APB2PERIPH_BASE + 0x1C00) //GPIOF_BASE=0x40000000+0x10000+0x0800=0x40011C00，该地址为GPIOF的基地址 #define GPIOG_BASE (APB2PERIPH_BASE + 0x2000) //GPIOG_BASE=0x40000000+0x10000+0x0800=0x40012000，该地址为GPIOG的基地址 #define GPIOA_ODR_Addr (GPIOA_BASE+12) //0x4001080C #define GPIOB_ODR_Addr (GPIOB_BASE+12) //0x40010C0C #define GPIOC_ODR_Addr (GPIOC_BASE+12) //0x4001100C #define GPIOD_ODR_Addr (GPIOD_BASE+12) //0x4001140C #define GPIOE_ODR_Addr (GPIOE_BASE+12) //0x4001180C #define GPIOF_ODR_Addr (GPIOF_BASE+12) //0x40011A0C #define GPIOG_ODR_Addr (GPIOG_BASE+12) //0x40011E0C #define BITBAND(addr, bitnum) ((addr & 0xF0000000)+0x2000000+((addr &0xFFFFF)<<5)+(bitnum<<2)) #define MEM_ADDR(addr) *((volatile unsigned long *)(addr)) #define LED0 MEM_ADDR(BITBAND(GPIOA_ODR_Addr,8)) //#define LED0 *((volatile unsigned long *)(0x422101a0)) //PA8 //定义typedef类型别名 typedef struct { volatile unsigned int CR; volatile unsigned int CFGR; volatile unsigned int CIR; volatile unsigned int APB2RSTR; volatile unsigned int APB1RSTR; volatile unsigned int AHBENR; volatile unsigned int APB2ENR; volatile unsigned int APB1ENR; volatile unsigned int BDCR; volatile unsigned int CSR; } RCC_TypeDef; #define RCC ((RCC_TypeDef *)0x40021000) //定义typedef类型别名 typedef struct { volatile unsigned int CRL; volatile unsigned int CRH; volatile unsigned int IDR; volatile unsigned int ODR; volatile unsigned int BSRR; volatile unsigned int BRR; volatile unsigned int LCKR; } GPIO_TypeDef; //GPIOA指向地址GPIOA_BASE,GPIOA_BASE地址存放的数据类型为GPIO_TypeDef #define GPIOA ((GPIO_TypeDef *)GPIOA_BASE) void LEDInit( void ) { RCC->APB2ENR|=1<<2; //GPIOA 时钟开启 GPIOA->CRH&=0XFFFFFFF0; GPIOA->CRH|=0X00000003; } //粗略延时 void delay( int t) { unsigned int i,n; for (n=0;n for (i=0;i<800;i++); } int main(void) { LEDInit(); while (1) { LED0=0;//LED熄灭 delay(500);//延时时间 LED0=1;//LED亮 delay(500);//延时时间 } } 2. 电路链接以及烧录 这里我使用的时STM32最小开发板和USB转TTL串口模块 电路连接如下 然后打开我们的烧录程序 然后查看结果 VID_20230924_184345 （三）嵌入式C程序中的register和volatile 1.register 寄存器比内存访问要快，因此可以使用register关键字将C程序中最常用的变量放入寄存器中。关键字register会向编译器提示可以将给定变量放入寄存器中。编译器可以选择是否将其保存在寄存器中。通常，编译器自己进行优化，然后将变量放入寄存器中。 示例 #include int main() { int i = 10; register int* a = &i; printf("%d", *a); getchar(); return 0; } 2.volatile volatile提醒编译器它后面所定义的变量随时都有可能改变，因此编译后的程序每次需要存储或读取这个变量的时候，告诉编译器对该变量不做优化，都会直接从变量内存地址中读取数据，从而可以提供对特殊地址的稳定访问。 如果没有volatile关键字，则编译器可能优化读取和存储，可能暂时使用寄存器中的值，如果这个变量由别的程序更新了的话，将出现不一致的现象。 示例 long square(volatile int*ptr) { int a; a = *ptr; return a * a; } （四）总结 这次实验中我学到了有关51单片机和STM32有关的知识，学会了使用Keil和Protues来尽心仿真。在实验中我能明显的感受到51单片机的编程要比STM32简单不少，究其原因我觉得首先51单片机的结构比STM32简单，其次就是51单片机的开发环境和工具比较成熟，有很多支持它的软件和硬件工具，而STM32这没有这么丰富的资源，很多东西都需要自己去琢磨和学习，然后就是51单片机的输入输出比较简单，而STM32的GPIO就需要借助复杂的库函数和配置文件。 比较嵌入式C程序代码对内存中的各变量的修改操作对比外部对设备的操作。它们的相同点是都需要使用相关的寄存器或地址来访问和修改数据，需要考虑数据的精确性和正确性，要避免出错的情况。它们的不同点是对内存变量进行修改时，C代码可以直接通过变量名来进行更改，而外部设备需要特定的寄存器进行读写，而且对内存中的变量的修改操作主要受限于内存容量，而外部设施的操作受限于设备的特性和功能。