求助：Mon51仿真器原理？

只看该作者 · 2008-7-9 11:27

看了Keil自带的MON51.pdf文件，基本上是说怎么做的，却也没怎么介绍原理。
百度上找啊找啊找啊，找到一堆都是原理图、PCB，没多大用处啊。
哪位DX有这方面的资料的发我一份吧，感激不尽。最好有结合软、硬件讲解的，能够从单片机的内部结构分析。就像OPEN-JTAG开发小组写的《ARM JTAG 调试原理》介绍JTAG很棒。
小弟在这谢过了。谢谢：）

2万 · 2008-7-9 17:37

至于工作原理,可以不求甚解,工作原理是分时复用CPU,保护好现场,最后由PC做控制台.

只看该作者 · 2008-7-9 17:52

不是很明白啊……
不知道用MON51仿真好不好的说……

只看该作者 · 2008-7-12 02:14

2万 · 2008-7-12 11:52

Keil的标准MON51是用外部总线的，外部RAM放程序。挂RAM的话，373就少不了了。监控程序随时可以修改用户程序实现断点，变量查看等功能。

后来SST的IAP片子（54和58）出来后，他们（应该是SST的人）把Keil的Mon51程序做了改动，把RAM的读写改成FLASH的读写，于是只用一个IC的简易仿真器出现了。

只看该作者 · 2008-7-17 10:28

致词：

       在尽3年多的时间里，我收到几百封关于MON51仿真机的问题的邮件。由于种种原因，只对少数人做了回答。非产抱歉，现就借此文，来回答许多未回答的问题。

简述：

       MON51仿真机，从第一代开始至今，已经推出了3个不同的版本。性能上有了质的飞跃！原来开发它，也是一个偶然的机会，就是配合实物上课用。当时采用最早的MON51仿真机，用户地址在0X8000，我自己用起来都嫌麻烦，还经常出错，更何况初学者。后来便分析、追踪Keil的输出命令，再配合原来具有的仿真机开发知识（本人原来从事过专业仿真机的开发）。开发出了第1代MON51仿真机，全部是用汇编编制，但当时对Keil的一些特定的命令，没有掌握，自然存在许多BUG。后来通过用户的反馈，都逐一解决，而问题最多的是单片机的FLASHROM损坏，再深入研究，做破坏性的实验后发现，号称10万次的写入，有的只有几千次的寿命。尤其是单步运行区和保存用户程序数据区，损坏的居多。所以决定不再用FLASHROM保存数据，而改成XDATA  RAM保存数据。这样便推出了第2代MON51仿真机，后来发现由于改用RAM保存数据，减少了耗时的FLASHROM操作，无论是跨步，还是单步执行的速度奇快，性能也大大提高，但单步执行区还是存在频繁写入的问题，经过反复推敲，决定采用循环写入法，用多个FLASHROM来做单步执行区，减少对某一个固定字节的写入，从而将寿命问题解决。当时采用一个扇区128个字节，寿命提高14倍。但无论如何也解决不了占用UART口、T2定时器的问题。有些简单用户（初学者），不用开发串口，使用MON51第二代仿真机，还是绝对超值！

       去年至今，有许多学生、工程师、单片机爱好者都希望我能设计出采用USB口通讯、零资源占用的仿真机。我开始并不想再设计，因为网上卖的人太多。但后来觉得技术上实现并不困难，让更多的人掌握单片机技术，使用方便才是关键。所以用C51重新编写了MON51仿真机的源代码，采用C语言编制，主要是为了便于维护和移植。这样就推出了第3代MON51仿真机。用空间换取了FLASHROM的寿命，采用了512个字节来做单步执行区，还做了坏字节标记处理，可以自动跳过坏的字节区。这样FLASHROM的寿命提高了56倍！并且优化了下载程序和断点处理程序，这样一来下载、单步执行等操作速度如飞！释放了UART口、T2定时器是最大的改进！采用USB口通讯，非常适合现在电脑！

现在用SST公司的公版HEX做的仿真机到处都有。为了推广自己的产品，把Keil的许多功能加进来，说成是自己仿真机所具有的。例如：

可单步、断点、全速，可参考变量、RAM变量

支持汇编，C语言,混合调试。

这些难道不是Keil仿真机软件的功能吗？

有的人甚至把仿真空间大小，硬件锁定功能，加以评论。这些对专业人士来说，很可笑！无论如何，没有掌握技术，当出现问题，就说是用户使用不当而蹚塞。。。。。。



现在就对一些有针对性的问题，加以回答！如有不对，请指正！

问题：

   1：如何区分是否为SST公司的公版程序？

要区分是否为SST公司的公版程序，只要看它具不具有脱机功能就行。因为SST公司的公版程序是不具有脱机功能的。要加入这个功能，就必须改程序代码。

   2：MON51仿真机的工作原理是什么？

这个问题很专业，也是问的最多。一句话是无法回答的。只能简单说明：就是通过Keil开发平台，将用户的程序下载到MON51仿真机中，根据Keil开发平台的命令，不断地执行用户程序，再将临时数据传回Keil开发平台的过程。MON51仿真机的软件，基本上由：通讯模块、Keil命令解析模块、51系列单片机的指令分析模块、断点处理模块、运行模块、单步执行模块等组成。

3：MON51仿真机的“运行到断点处（光标处）”和“单步运行” 、“跨步”、“全速运行”有什么区别？

这些功能是每一个仿真机所具有的。但它们实现的方法是不同的。MON51仿真机是借用单片机的IAP功能，来实现仿真的。所以上述几种运行模式（除开单步运行），全部改写了用户下载到FLASGROM中的程序代码。在断点表中保存了断点的地址，和用户代码。MON51监控程序，会在用户要设立断点的地址处写入一条指令: LCALL  STOP 。STOP是停止用户程序，保存用户数据，并恢复MON51监控程序的数据后，再进入MON51监控程序的一段处理程序。实际上就是任务切换。当用户执行到断点处时，会通过LCALL  STOP，自动进入MON51监控程序。再把用户的数据发送到Keil平台。

“跨步”运行实际上也是一种变相的断点运行模式。只不过断点，不是用户定义的，而是Keil开发平台计算的。是隐含处理的。

这里很明显，如果改用FLASHROM保存中间数据，则要频繁地删除、写入数据，STOP的执行速度就会明显下降。而用RAM保存，是最快的。而且没有寿命问题。

“全速运行” 有2中方式：

一种是不带中断响应运行。它完全不再受Keil平台的控制，一旦开始运行，用户只有通过手动复位，停止用户程序。

另一种是带中断运行。既勾选Serial Interrupt 选项。这样便会在用户程序的串口中断向量处，写入一条指令LJMP   BREAK ，这样发生中断后，就跳转到MON51监控程序的中断处理程序。BREAK程序判别Keil平台是否发来停机命令。如果是停机命令（0x1B），便会进入STOP程序，保存用户程序数据，并进入MON51监控程序。如果不是，则退出中断程序，继续运行应户程序！这也是所谓的“夭折功能”。它也不是什么新技术，任何仿真机都有。而且实现也很简单！

现在C51-III仿真机由于释放了UART口，所以将中断向量转移到0x3b。

“单步运行”是比较繁杂的一种运行模式。仔细分析51系列单片机的指令，可以知道，虽然有100多条指令，但把转移指令、判位指令、数据转移指令、运算指令等归类后，实际只有10种类型的指令。首先MON51监控程序分析是哪一种指令，如果是转移类指令（LJMP、AJMP 、SJMP、 LCALL、 ACAL、RET、 RETI），MON51监控程直接计算PC指针的地址，并不执行。而其它类的指令则，全部复制到单步执行区（最大9个字节）。再在后面添加2条转移指令 LCALL  STOP 、LCALL  STOP。为什么要2个LCALL  STOP 。主要是用来判别：判位指令是否发生了跳转而设的。进入“单步运行”后，MON51监控程跳转到单步执行区，就可以执行用户的一条指令。然后进入STOP程序。完成一次单步！如果大量采用单步执行的话，单步执行区会被频繁修改，严重影响寿命！这是现在所有采用IAP技术仿真的弊病！如果有个单片机内部有9个字节的RAM执行区就好了，专业仿真机就要下岗了。

实际上MON51监控程在读取、写入特殊功能寄存器时，也要用“单步运行”方法来实现！例如：“mov a,direct ； mov direct,R0”这俩条指令必须要用“单步运行”来实现。如果用户程序有大量的此类指令，寿命问题就会暴露出来。我们做破坏性实验，就是循环执行它。

现在市面上所有的仿真机，都不会去说明FLASHROM是在什么地方被写入？寿命是如何受影响的？也许是扬长避短吧，或许是根本就不知道。

通过上面的分析就知道，FLASHROM中到底是哪里被频繁写入了。有些网站要求，尽量少用“单步”，也就是回避这个问题！

第3代MON51仿真机。采用了512个字节来做单步执行区，还做了坏字节标记处理，可以自动跳过坏的字节区。寿命问题基本解决了！如果需要，还可以扩展到1024个字节。但这样减少了仿真空间。

4：SP堆栈占用了2个字节，是什么意思？

这个问题，我被无数次问起，但我首先问一下：你做的软件预留了多少个字节做堆栈？一般的回答是：把剩余的字节全部做堆栈！试想一下，谁做软件只预留几个字节做堆栈。更何况是2个字节！

MON51监控程占用用户堆栈，是在STOP程序运行时占用的，进入STOP程序时，单片机的硬件已经将PC指针自动压入用户堆栈。此时占用2个字节。随后因为要保护用户的临时数据，必须要用到ACC、DPTR。所以必须先保存好这3个寄存器的值才行。直接压入用户堆栈，最简单！但占用了3个字节！（实际上用户的堆栈，绝对不应该是5个字节的余量）。所以许多网站上，都说采用了新技术，占用2个字节的堆栈。实际上不压入堆栈，用单片机内部不用的寄存器就可以保存就可以了！例如：看门狗寄存器WDTD或IAP操作的寄存器组：SFAL、SFAH、SFDT（但不能用SFCM寄存器）所以SP堆栈占用了2个字节的技术并不神秘！

C51-II仿真机、C51-III仿真机全部是占用2个字节！

5：MON51监控程可以移植到其他公司的芯片上吗？

现在许多专业生产仿真机的公司，他们都可以与Keil开发平台联机。就是用的MON51驱动程序。原理上一样的，只是实现的方法不用而已。所以MON51监控程可以任意移植。但做为简易仿真机，它对单片机有一定的要求：1、必须具有IAP功能。2、启动向量可以控制。现在的华邦、PHILIPS公司的LPC9XX系列等都可以做。但前提是必须要掌握技术和拥有源程序。

6：C51-II仿真机采用XDATA保存数据，哪我要使用它们，怎么办？

       首先我要说明：简单的东西，肯定是有弊端的。现在C51-II仿真机、C51-III仿真机都是采用XDATA保存数据。如果要用它们，就只有自己扩展RAM了。当用户使用自己扩展的外部RAM时（必须定义AUXR寄存器的EXTRAM位！），地址可以从00H开始，连续存放。C51-III仿真机会自动将数据保存到内部XDATA 中，但是当用户使用内部的XDATA时，必须注意要跳开0x180—0x2FF的地址空间。方法可以看C51-III说明书！

这些都是SST芯片的硬件特性感兴趣的用户可以到

欢迎到Http://www.mon51.cn/ 看看

http://www.sst.com/products.xhtml/embedded_controllers/89/SST89E516RD2 查看它的资料。

7 还有许多关于MON51仿真原理的细节问题，请来信联系。

未完。。。。。。有时间再写！

                                                                                                         李杰

QQ:77524829

E-Mail:Mon51@163.com

只看该作者 · 2008-7-17 11:21

求助：Mon51仿真器原理？

相关下载

相关帖子

这个东西会怎么用更能产生效益

谢谢DX：）

可以，主要是IAP

有标准MON51和变种MON51之说

Mon51仿真机杂谈

留个脚印先

技术奇才奖章

社区建设奖章

核心会员奖章

坚毅之洋流

十世金身

技术导师奖章

希望之星奖章

技术新星奖章