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macOS搭建51单片机开发环境

Hugh

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1.概述

鉴于好多朋友平常工作电脑为苹果，再配一台 Windows 机器来开发 51 单片机，略显多余。为此，本文详细讲解在 macOS 搭建 51 单片机开发环境。

软硬件需求：

  • macOS 笔记本或台式机
  • 串口转 USB 驱动 CH341
  • 51 内核编译器 sdcc
  • 程序下载工具 stcgal
  • 代码编辑器 visual studio code
  • 51 单片机开发板（选配）

小编使用的 51 单片机开发板为 nebula-Pi，主单片机型号为 STC89C52RC，并且搭载了 CH340C 串口转 USB 芯片，通过该串口实现程序的下载。

2.串口转 USB 驱动 CH341 安装

单片机开发板与 PC 之间通过 USB 线连接，需安装 CH340C 的 USB 转串口 macOS 驱动程序。下载地址，直接点下载就好。解压下载好的文件，双击运行目录里面的 ch34xInstall.pkg，根据提示一直点击下一步，最后重启电脑。

重启电脑后，将 51 单片机开发板连接至 PC，在命令行终端输入下列代码：

ls /dev/tty.wchusbser*

如果出现:

/dev/tty.wchusbserial14a0

表示驱动安装成功！其中 14a0 代表你的串口号，每台 PC 或插在不同的 USB 口，这个号略有差异，后续下载程序将会使用到。

3.程序下载工具 stcgal 安装

stcgal 是 STC 单片机的下载工具，安装前需确保已提前安装好 python3。

3.1 安装 python3

macOS 自带 python2.7，到官网下载 python3 的 macOS 版本，并安装。 安装完毕 python3 以后，敲入命令获得安装路径:

which python3

我的安装路径为：

/Library/Frameworks/Python.framework/Versions/3.7/bin/python3.7

将这个路径配入环境变量：

vim ~/.bash_profile

在文件的最后一行输入下面代码，保存并重启电脑：

alias python="/Library/Frameworks/Python.framework/Versions/3.7/bin/python3.7"

命令行敲入:

python

输出如下信息表明 python3 环境配置成功：

Python 3.7.0 (v3.7.0:1bf9cc5093, Jun 26 2018, 23:26:24) 
[Clang 6.0 (clang-600.0.57)] on darwin
Type "help", "copyright", "credits" or "license" for more information.

3.2 下载安装 stcgal

下载地址，下载后并解压。在终端命令行中 cd 切换路径到解压文件。终端输入下面两条命令开始安装：

./setup.py build
sudo ./setup.py install

可输入如下命令查看 stcgal 版本信息：

stcgal --version

到这里，STC 单片机在 macOS 下的程序下载工具 stcgal 就安装完成了。

4.内核编译器 sdcc 安装

sdcc 可通过命令行直接安装：

brew install sdcc

该命令使用了 brew，因此需提前安装 homebrew，官方网站安装需要科学上网，我们使用国内镜像可实现光速安装，命令如下：

/bin/zsh -c "$(curl -fsSL https://gitee.com/cunkai/HomebrewCN/raw/master/Homebrew.sh)"

安装完成后，查看 sdcc 版本信息:

sdcc --version

运行结果如下：

SDCC : mcs51/z80/z180/r2k/r3ka/gbz80/tlcs90/ez80_z80/ds390/pic16/pic14/TININative/ds400/hc08/s08/stm8/pdk13/pdk14/pdk15 4.0.0 #11528 (Mac OS X x86_64)
published under GNU General Public License (GPL)

到这里 sdcc 安装也告一段落了。

4.代码编辑器 visual studio code 安装

命令行代码安装如下：

brew cask install visual-studio-code

安装完成启动软件,按下图所示搜索，并安装 platformIO IDE 插件：

按下图所示，搜索嵌入式平台 Intel MCS-51 ，并点击进入 install。

到这里，代码编辑环境准备就绪了。

5.新建工程

step1: 新建项目流程如下所示：

step2: 设置项目名称，选用 Generic STC89C52RC 平台。

step3: 编辑代码 step3.1添加符合 sdcc 编译器要求的头文件，需要打开工程目录将头文件添加至 include 文件夹下，头文件下载链接如下：

https://pan.baidu.com/s/1wSZKHhlElO6w2nwQIMfXuQ 密码: in94

step3.2 src 文件夹下添加.c 格式文件如下图 2，3 所示，并编辑代码如下：

#include"8051.h"
#define LED0 P1_0

void main()
{
    LED0 = 0;//点亮 LED0
}

step3.3 指定下载串口，打开 platformio.ini 文件，添加如下代码，如下图 5 所示：

upload_port = /dev/cu.wchusbserial14a0

注意： 代码中的串口号就是安装 USB 串口驱动时的串口号，正常情况下，在下载时软件会自动寻找并打开串口，但有时打开不正确，造成下载不成功，因此，我们在这里指定好固定的串口。 具体流程如下图所示，其中，6，7 所示为编译和下载按钮。

step4 按上图的 6 编译按钮开始编译，结果如下：

step5 按上图 7下载按钮，并给开发板上电，下载过程如下图所示。

到这里便完成了 51 单片机的开发环境的搭建，并完成了一个小的试验项目。

6 其他重要事项

大家是否注意到我们在新建工程的step2: 选用 Generic STC89C52RC 平台，如果我们板子的平台不在可选之列怎么办？例如单片机 STC12C5A60S2。此时，我们需要自行建立板子平台模版，具体操作方法请参考： RY-Teach STC12C5A60S2 Mac 环境搭建 。

7 总结

本文详细介绍了 基于 visual studio + platformIO + stcgal + sdcc 的 51 单片机开发环境搭建。

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ronger
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tianchengx
tianchengx12月17日 19:15

你好，我跟着你的教程搭建了环境，编译成功，但是在烧录的时候程序直接显示 Cycling power: done 但是此时我并没有给单片机重新上电，导致程序卡在这里不能继续进行，此时单片机所有的灯都灭掉了，按学习班开关也没有反应，control+c中断程序后单片机的灯就重新亮起来了，可以重新烧录，但是卡在同一个地方。 但是同样的程序，使用终端可以成功烧录并运行，请问这个问题可能出在哪里？ 平台是普中的STC89C52RC平台，采用的就是教程中的程序。下面的烧录时的代码： Executing task: platformio run --target upload < Processing stc89c52rc (platform: intel_mcs51; board: stc89c52rc) Verbose mode can be enabled via -v, --verbose option CONFIGURATION: https://docs.platformio.org/page/boards/intel_mcs51/stc89c52rc.html PLATFORM: Intel MCS-51 (8051) (1.2.3) > Generic STC89C52RC HARDWARE: STC89C52RC 11MHz, 512B RAM, 8KB Flash PACKAGES: • tool-stcgal 1.104.0 (1.4) • toolchain-sdcc 1.30804.10766 (3.8.4) LDF: Library Dependency Finder -> https://bit.ly/configure-pio-ldf LDF Modes: Finder ~ chain, Compatibility ~ soft Found 0 compatible libraries Scanning dependencies... No dependencies Building in release mode Checking size .pio/build/stc89c52rc/firmware.hex Advanced Memory Usage is available via "PlatformIO Home > Project Inspect" Flash: [ ] 1.3% (used 105 bytes from 8192 bytes) Configuring upload protocol... AVAILABLE: stcgal CURRENT: upload_protocol = stcgal Looking for upload port... Use manually specified: /dev/cu.wchusbserial14610 Uploading .pio/build/stc89c52rc/firmware.hex Cycling power: done ^CWaiting for MCU: interrupted *** [upload] Build interrupted. Error: Aborted by user

Hugh
Hugh 回复 @tianchengx12月17日 19:26

没遇到过你这个问题?

Hugh
Hugh 回复 @tianchengx12月17日 19:30

感觉软件安装没啥问题，你试一下，先点击下载，等到了重启提示的时候再给开发板上电！

tianchengx
tianchengx 回复 @Hugh12月17日 20:24

我试过不上电，先点下载，等出来提示再上电，这时候就直接无法上电，也试过直接上电，等跑到cycling power:的时候就直接跳出来了Done，然后板子的灯全灭，上电开关无反应。但是用终端就可以成功烧录，现在的问题就是platform IO不会等我重新上电，done就直接显示出来了

ronger
ronger 回复 @tianchengx12月17日 20:45

? 重启电脑解决百分之 90 的问题

tianchengx
tianchengx 回复 @ronger12月17日 21:07

落入了那10%?

Hugh
Hugh 回复 @tianchengx12月17日 21:09

等我晚上有空测试一下，看看能不能复现你这个问题！

tianchengx
tianchengx 回复 @Hugh12月17日 21:18

我用platform IO的inspect 检查这个项目，里面有些错误，但是我看不太懂，不知道有没有用处 PIO Core Call Error: "Processing stc89c52rc (platform: intel_mcs51; board: stc89c52rc)\n--------------------------------------------------------------------------------\nVerbose mode can be enabled via -v, --verbose option\nCONFIGURATION: https://docs.platformio.org/page/boards/intel_mcs51/stc89c52rc.html\nPLATFORM: Intel MCS-51 (8051) (1.2.3) > Generic STC89C52RC\nHARDWARE: STC89C52RC 11MHz, 512B RAM, 8KB Flash\nPACKAGES: \n - tool-stcgal 1.104.0 (1.4) \n - toolchain-sdcc 1.30804.10766 (3.8.4)\nLDF: Library Dependency Finder -> https://bit.ly/configure-pio-ldf\nLDF Modes: Finder ~ chain, Compatibility ~ soft\nFound 0 compatible libraries\nScanning dependencies...\nNo dependencies\nBuilding in debug mode\nCalculating size .pio/build/stc89c52rc/firmware.hex\nInternal RAM layout:\n 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B C D E F\n0x00:|0|0|0|0|0|0|0|0|S|S|S|S|S|S|S|S|\n0x10:|S|S|S|S|S|S|S|S|S|S|S|S|S|S|S|S|\n0x20:|S|S|S|S|S|S|S|S|S|S|S|S|S|S|S|S|\n0x30:|S|S|S|S|S|S|S|S|S|S|S|S|S|S|S|S|\n0x40:|S|S|S|S|S|S|S|S|S|S|S|S|S|S|S|S|\n0x50:|S|S|S|S|S|S|S|S|S|S|S|S|S|S|S|S|\n0x60:|S|S|S|S|S|S|S|S|S|S|S|S|S|S|S|S|\n0x70:|S|S|S|S|S|S|S|S|S|S|S|S|S|S|S|S|\n0x80:|S|S|S|S|S|S|S|S|S|S|S|S|S|S|S|S|\n0x90:|S|S|S|S|S|S|S|S|S|S|S|S|S|S|S|S|\n0xa0:|S|S|S|S|S|S|S|S|S|S|S|S|S|S|S|S|\n0xb0:|S|S|S|S|S|S|S|S|S|S|S|S|S|S|S|S|\n0xc0:|S|S|S|S|S|S|S|S|S|S|S|S|S|S|S|S|\n0xd0:|S|S|S|S|S|S|S|S|S|S|S|S|S|S|S|S|\n0xe0:|S|S|S|S|S|S|S|S|S|S|S|S|S|S|S|S|\n0xf0:|S|S|S|S|S|S|S|S|S|S|S|S|S|S|S|S|\n0-3:Reg Banks, T:Bit regs, a-z:Data, B:Bits, Q:Overlay, I:iData, S:Stack, A:Absolute\n\nStack starts at: 0x08 (sp set to 0x07) with 248 bytes available.\nNo spare internal RAM space left.\n\nOther memory:\n Name Start End Size Max \n ---------------- -------- -------- -------- --------\n PAGED EXT. RAM 0 256 \n EXTERNAL RAM 0 256 \n ROM/EPROM/FLASH 0x0000 0x0068 105 8192 \n\nGenerating memory usage report...\n\n\n*** [sizedata] ELFError : Magic number does not match\nTraceback (most recent call last):\n File "/Users/xutiancheng/.platformio/packages/tool-scons/scons-local-4.2.0/SCons/Action.py", line 1279, in execute\n result = self.execfunction(target=target, source=rsources, env=env)\n File "/Users/xutiancheng/.platformio/packages/tool-scons/scons-local-4.2.0/SCons/Util.py", line 748, in __call__\n return self.method(*nargs, **kwargs)\n File "/Users/xutiancheng/.platformio/penv/lib/python3.9/site-packages/platformio/builder/tools/piosize.py", line 209, in DumpSizeData\n elffile = ELFFile(fp)\n File "/Users/xutiancheng/.platformio/penv/lib/python3.9/site-packages/elftools/elf/elffile.py", line 73, in __init__\n self._identify_file()\n File "/Users/xutiancheng/.platformio/penv/lib/python3.9/site-packages/elftools/elf/elffile.py", line 482, in _identify_file\n elf_assert(magic == b'\x7fELF', 'Magic number does not match')\n File "/Users/xutiancheng/.platformio/penv/lib/python3.9/site-packages/elftools/common/utils.py", line 77, in elf_assert\n _assert_with_exception(cond, msg, ELFError)\n File "/Users/xutiancheng/.platformio/penv/lib/python3.9/site-packages/elftools/common/utils.py", line 114, in _assert_with_exception\n raise exception_type(msg)\nelftools.common.exceptions.ELFError: Magic number does not match\n========================== [FAILED] Took 0.45 seconds =========================="

Hugh
Hugh 回复 @tianchengx12月17日 22:18

下面是我的测试结果，点击下载后也停留在了cycling power: done，此时重新给单片机上电，自动开始下载了！

tianchengx
tianchengx 回复 @Hugh12月19日 10:26

我是出现power cycling:done 之后，开发板好像直接下电了，在按开关没有反应，^+c结束程序之后自动又上电了，结束之前不论做什么都不行

Hugh
Hugh 回复 @tianchengx12月19日 21:21

你的开发板是不是又类似自动下载的电路？就接Tx,Rx,GND,其他不接试一试！

tianchengx
tianchengx 回复 @Hugh12月20日 07:54

我的是普中A3的板子，晚上回家我试一下！

tianchengx
tianchengx12月20日 21:21

我看了一下，应该是没有，介绍里面也没写有自动下载的功能，用终端烧录也要重新上电才行。

tianchengx
tianchengx12月20日 22:52

会不会是Platform IO里面的stcgal版本过低？我看platform IO显示的是1.4版本，但是我装的是1.6版本。 我试着按照教程替换了Platform IO里面的 stcgal文件夹，但是VS Code里面显示的还是1.4版本，是我替换失败了吗？

Hugh
Hugh 回复 @tianchengx12月20日 23:00

我的版本也是1.4，应该不是版本问题！

tianchengx
tianchengx12月21日 09:15

昨天又研究了一下，问题可能是出在PlatformIO尝试进行自动断电而不是手动断电导致的，但是自动断电的程序又与我的开发板不兼容?

ronger
ronger 回复 @tianchengx12月21日 09:20

? 把它换了, Nebula Pi 开发板

tianchengx
tianchengx 回复 @ronger12月23日 14:25

还是菜鸟，终端先用着，后面学到蓝牙wifi了换一个?

mr_zty
mr_zty4月12日 22:19

不知道这个程序为什么会报错

Hugh
Hugh 回复 @mr_zty4月14日 19:38

看看你的代码和报错信息！