在單片機(jī)系統(tǒng)中，串口（UART，通用異步收發(fā)接口）是一個(gè)非常重要的組成部分。通常使用單片機(jī)串口通過(guò)RS232/RS485電平轉(zhuǎn)換芯片與上位機(jī)連接，以進(jìn)行上位機(jī)與下位機(jī)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(jiǎn)單可靠、容易使用等特點(diǎn)，加上其歷史悠久，所以目前應(yīng)用仍然非常廣泛；特別對(duì)于數(shù)據(jù)量不是很大的場(chǎng)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(jī)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(jī)硬件仿真器。在編寫好程序后，利用仿真器來(lái)設(shè)置斷點(diǎn)，觀察變量和程序的流程，逐步對(duì)程序進(jìn)行調(diào)試，修正錯(cuò)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(diǎn)：
很多仿真器不能做到完全硬件仿真，因而會(huì)造成仿真時(shí)正常，而實(shí)際運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)錯(cuò)誤的情況；也有仿真不能通過(guò)，但是實(shí)際運(yùn)行正常的情況．對(duì)于一些較新的芯片或者是表面貼裝的芯片，要么沒(méi)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(shí)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(jiǎn)單的在線仿真型，仿真時(shí)有很多限制。例如速度不高，實(shí)時(shí)性或穩(wěn)定性不好，對(duì)斷點(diǎn)有限制等，造成仿真起來(lái)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(lái)實(shí)現(xiàn)51單片機(jī)串口調(diào)試用戶程序的方法。使用這種方法，無(wú)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(tái)普通計(jì)算機(jī)（需要帶有2個(gè)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(jī)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(lái)收發(fā)數(shù)據(jù)。如果沒(méi)有合適的串口調(diào)試軟件，則可使用筆者編寫的一個(gè)免費(fèi)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(shí)輪流發(fā)送自定義數(shù)據(jù)幀和自動(dòng)應(yīng)答（接收到指定數(shù)據(jù)幀后，自動(dòng)返回相應(yīng)的數(shù)據(jù)幀）這兩個(gè)很有用的功能，特別適合于老化測(cè)試。這個(gè)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(gè)串口調(diào)試方法主要是利用了Keil強(qiáng)大的軟件仿真功能。在新版本（高于6.0）的Keil軟件中，增強(qiáng)了軟件的仿真能力，可以利用軟件仿真更多的單片機(jī)功能。在這些功能中，其中有一個(gè)很重要的功能就是利用計(jì)算機(jī)的串口來(lái)模擬單片機(jī)的串口（這不同于很多軟件在仿真時(shí)使用的激勵(lì)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(shí)需要使用的兩個(gè)命令：ASSIGN和MODE。
2.1 ASSIGN命令
將單片機(jī)的串口綁定到計(jì)算機(jī)的串口�；臼褂梅绞綖椋�
ASSIGN channeloutreg
其中： channel代表計(jì)算機(jī)的串口，可以是COM1、COM2、COM3或COM4；而inreg和outreg代表單片機(jī)的串口。對(duì)于只有一個(gè)串口的普通單片機(jī),即SIN和SOUT；對(duì)于有兩個(gè)或者多個(gè)串口的單片機(jī)，即SnIN和SnOUT（n=0，1，…即單片機(jī)的串口號(hào)）。
圖1 串口連線示意圖
ASSIGN COM1SOUT
將計(jì)算機(jī)的串口1綁定到單片機(jī)的串口（針對(duì)只有一個(gè)串口的單片機(jī)）。
ASSIGN COM2S0OUT
將計(jì)算機(jī)的串口2綁定到單片機(jī)的串口0（針對(duì)有多個(gè)串口的單片機(jī)，注意串口號(hào)的位置）。
需要注意的是，參數(shù)的括號(hào)是不能省略的，而outreg則是沒(méi)有括號(hào)的。
2.2 MODE命令
設(shè)置被綁定計(jì)算機(jī)串口的參數(shù)�；臼褂梅绞綖椋�
MODE COMx baudrate, parity, databits, stopbits
其中： COMx（x = 1，2，…）代表計(jì)算機(jī)的串口號(hào)；baudrate代表串口的波特率；parity代表校驗(yàn)方式；databits代表數(shù)據(jù)位長(zhǎng)度；stopbits代表停止位長(zhǎng)度。
例如：
MODE COM1 9600, n, 8, 1
設(shè)置串口1。波特率為9 600，無(wú)校驗(yàn)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(yàn)，8位數(shù)據(jù)，1位停止位。
使用以上兩個(gè)命令，就能夠?qū)⒂?jì)算機(jī)的串口模擬成單片機(jī)的串口了。在進(jìn)行軟件仿真時(shí)，所有發(fā)送到被綁定的計(jì)算機(jī)串口上的數(shù)據(jù)都會(huì)轉(zhuǎn)發(fā)到Keil模擬的單片機(jī)串口上，用戶程序可以通過(guò)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(jī)程序中發(fā)送到單片機(jī)串口上的數(shù)據(jù)也會(huì)通過(guò)被綁定的計(jì)算機(jī)串口發(fā)送出來(lái)，可以被其他軟件所接收。利用這個(gè)特點(diǎn)，就可以方便地仿真、調(diào)試單片機(jī)的串口部分程序。要注意的是，這兩個(gè)命令需要一起使用。
2.3 仿真步驟
首先，用串口線將計(jì)算機(jī)的兩個(gè)串口連接起來(lái)（或者是兩臺(tái)計(jì)算機(jī)上的兩個(gè)串口）。這兩個(gè)串口一個(gè)用來(lái)模擬單片機(jī)串口，另一個(gè)給調(diào)試程序使用。這個(gè)由用戶自己分配，沒(méi)有特殊要求。
其次，編寫好用戶程序，并編譯通過(guò)。
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
