在Mac电脑编译c51程序

如果不是Seven问起来，我以为C51这种东西已经属于历史遗迹了。不过简单搜索了一下，发现c51老而弥坚，仍然茁壮的生长着。原因据说，一方面是有很大的用户群和既有的软硬件资源，另外一方面，的确在很多的高校教学中仍然占有一席之地。其实个人感觉，高校课程的更新真的是需要再加快了。
不过不管如何，作为入门类的单片机，c51还好啦，这些学习的经历，并不会浪费，学生能够很快的转化到其它平台上去。
Seven碰到的情况是这样，c51开发工具目前基本以windows为主，在mac上无法工作，总不能为了学习c51就换一台电脑。我搜索了一下，发现了sdcc这个工具，于是来尝试一下，首先是安装sdcc：

brew install sdcc

找一个呼吸灯程序源码，来测试一下编译是否正常：

#include <8051.h>

//  延时函数
//  参数  in 为延时的时间长度（单位时间很短，大约一条指令的时间）
void delay(unsigned int in)
{
    unsigned int i;
    for(i=0;i<10*in;i++) {;}
}
//  由暗变亮的子函数
//  参数 ledn 为点第几位的灯
void off_on(unsigned char ledn)
{
    unsigned int i,j;
    for(i=0;i<100;i++)
    {
        for(j=0;j<100;j++)
        {
            if(i<=j)
            {    //    模拟pwm的低电平输出
				P0 = 0;
            }
            else
            {    //    模拟PWM的高电平输出
				P0 = 1<<ledn;
            }
			delay(10);      //  这里的延时 根据灯的情况自己调整
        }
    }
}
//  由亮变暗的子函数
//  参数 ledn 为点第几位的灯
void on_off(unsigned char ledn)
{
    unsigned int i,j;
    for(i=100;i>1;i--)
    {
        for(j=0;j<100;j++)
        {
            if(i<=j)
            {        //    模拟pwm的低电平输出
				P0 = 0;
            }
            else
            {        //    模拟PWM的高电平输出
				P0 = 1<<ledn;
            }
			delay(10);                 //  这里的延时 根据灯的情况自己调整
        }
    }
}
//  主程序开始
void main()
{
    unsigned char ledn;
    while(1)
    {
        for(ledn=0;ledn<8;ledn++)
        {
            off_on(ledn);            
            on_off(ledn);
        }
    }
}

（补充知识：在mac电脑中一般都是在命令行工作，编辑文件可以使用vi编辑器，不熟悉vi编辑器的，也可以推荐使用TextMate.app，这个程序可以在启动台找到，也可以在命令行执行mate命令来启动编辑器。如果没有安装过的话，还可以使用brew cask install textmate来安装。）
上面的源代码我们保存到比如test.c文件，接下来编译一下：

#编译命令，后面的test.c就是我们的源码，可以替换成你需要的名字：
sdcc test.c
#编译成功会生成多个文件：
test.asm test.ihx test.lk  test.lst test.map test.mem test.rel test.rst test.sym

这些文件中其实只有test.ihx文件是我们需要的输出文件。其它文件都是工作过程中的临时文件，一般没有用处，可以删除，但在大型系统中查错、分析可能会用得到。在windows工作惯了的同学们可能更习惯.hex输出文件，把.ihx转换为.hex的命令是：

packihx test.ihx > test.hex

还有可能会需要.bin文件，转换方法是：

sdobjcopy -I ihex -O binary test.ihx test.bin
#-I指定的是输入格式，-O指定的是输出格式
#最后两个参数分别是输入、输出的文件名
#sdobjcopy不带任何参数执行有更详细的帮助可以参考

.hex/.bin文件，并非是必须的，特别是在mac上工作，只是交流的时候如果需要，可以用上面的方法转换出来。
一般在学习的情况下，知道上面这些就够用了。在正式的开发过程中，特别是项目比较大，有多个模块，你可能还需要知道下面这些用法。
把源代码编译成链接库文件.rel:

sdcc -c test.c

执行完成你会发现已经有了.rel链接库文件。.rel可以经由再次编译，输出成常规的.ihx文件，方法跟普通编译其实是一样的：

sdcc test.rel

这里大多初学者会有一个疑问，既然最终都是要.ihx文件，为啥还要编译成.rel文件呢？原因很多，常见的如下：

• 当一个工程很大的时候，会分成多个.c程序来写，这就需要分别编译。而如果很多个.c文件，这编译也是很慢的，所以通行的做法是哪个文件被修改了，就仅编译改变了的文件。这时候使用.rel文件就会快很多，因为从.c文件到.rel文件，编译做了大多工作，只是没有做最后的拼装。一个大工程编译仅修改过的文件到.rel，然后把所有的.rel拼装在一起成为.ihx文件，速度会很快。
• 还有的时候，比如你编写了一个模块，这个模块是通用的，可以供很多人使用，但你不希望别人看到源码或者避免别人修改搞乱了源码。你可以只给对方.rel文件和函数描述的.h文件，对方把你的模块放到自己的项目中而不去关心源代码是怎样的。

继续我们的话题。单片机为了提高效率，还经常会用到汇编语言，汇编语言在sdcc软件包中是分cpu来实现的，一般默认提供这些cpu的汇编器：

sdas390    sdas6808   sdas8051   sdasgb     sdasrab    sdasstm8   sdastlcs90 sdasz80

这些汇编器统一的命名规则是sdasxxxx,xxxx是指cpu的型号，比如8051的cpu就使用sdas8051,z80的cpu就使用sdasz80。汇编器使用的方法是(以8051为例)：

sdas8051 -ols filename.asm

汇编结果输出.rel文件以及一些其它的过程文件。

重要：使用sdcc编译单片机程序，跟windows下面keil的c代码是有一些差别的，列表如下：

可以看到，这个差别是非常小的。对于初学者来说，一般就是引用头文件的时候要注意别用错。其它的内容，碰到了就注意用对应的语法，碰不到就不用管。

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有了编译的结果，还要烧录到51单片机上来测试结果，烧录这个词是行业内的“黑话”，表达同样意思的常用说法还有“刷机”、“烧机”、“烧写”、“下载到单片机”等，当然”下载到单片机”其实是最正式的说法。
烧录需要有一个烧录软件，mac上可以这样安装：

#首先到一个保存烧录程序的目录：
cd ~/bin/
#下载程序
wget https://raw.githubusercontent.com/laborer/stcflash/master/stcflash.py
#下载的程序实际是一个文本文件，设定这个文件的可以执行标志
chmod +x stcflash.py

51单片机都是通过串口跟电脑连接的，当前的电脑一般都没有串口，所以都是使用usb串口卡，mac电脑一定要安装对应的mac版本电脑驱动程序。这时候51单片机通过串口插到电脑上之后，在/dev/目录会看到这个串口设备，设备的名字根据串口卡厂商的不同而不同，比如叫：/dev/tty.usbserial 。 刚才下载的这个烧写软件支持.ihx文件和.bin文件，也就是说我们刚才编译的.ihx文件直接就可以烧录到51单片机上，烧录的命令是：

stcflash.py test.ihx

文章看起来似乎比较复杂，其实包含了才开始搭建环境以及你需要知道的所有入门型知识，只需要折腾这一次，以后的使用，应当能感觉到在mac更加的迅速、高效。

参考资料链接：
sdcc官网：http://sdcc.sourceforge.net/，建议以官方文档为主。
sdcc简单说明：http://blog.csdn.net/baskmmu/article/details/43683289，因版本问题，此文档中有一些错误，请甄别性的阅读。
使用SDCC在Linux/macOS上开发51单片机程序:https://lonord.name/article/580cb1f67240257ec13293fb
烧录软件：https://github.com/laborer/stcflash