[嵌入式]在 Linux 下开发和下载8051单片机程序

在 Linux 下需要用 sdcc 开发8051单片机程序，用 stcgal 这个 python 程序将编译好的8051单片机程序下载到裸机上。

sdcc 是可重定位目标，优化标准 C（ANSI C89，ISO C99，ISO C11）编译器套件。针对的是基于 Intel MCS51 微处理器（8031、8032、8051、8052等），还有 Maxim（以前为 Dallas）、DS80C390、
飞思卡尔（以前基于 Motorola ）基于 HC08（hc08，s08）、基于 Zilog Z80 的 MCU（z80，z180，gbz80，Rabbit 2000/3000，Rabbit 3000A，TLCS-90），Padauk（pdk14，pdk15）和 STMicroelectronics STM8。
支持 Padauk（pdk13），Microchip PIC16 和 PIC18 目标的工作正在进行中 。可以将其重新定位为其它微处理器。

sdcc 套件是从具有不同 FOSS 许可证的不同来源派生的几个组件的集合，编译器套件包括：
??? sdas 和 sdld，一个 retargettable 汇编程序和连接，基于 ASXXXX，由 Alan 鲍德温编写；
??? sdcpp 预处理器，基于 GCC cpp 开发；
??? ucsim 模拟器，最初由 Daniel Drotos 编写；
??? sdcdb 源代码级调试器，最初由 Sandeep Dutta 编写；
??? sdbinutils 库归档实用程序，包括从 GNU Binutils 派生的 sdar，sdranlib 和 sdnm；
??? sdcc 运行时库，Pic 设备库和头文件来自 Microchip 头文件（.inc）和链接程序脚本（.lkr）文件。Microchip 要求“头文件应声明它们仅可与可靠的 Microchip 设备一起使用”，这使它们与 GPL 不兼容；
??? gcc-test 回归测试，源自 gcc-testsuite（未明确指定许可，但由于它是 GCC 的一部分，因此可能是 GPL 许可）；
??? packihx（公共区域）；
??? makebin（zlib/libpng 许可证）。

sdcc c 编译器，最初由 Sandeep Dutta 编写，一些功能包括：
??? 广泛的 MCU 特定语言扩展，可有效利用基础硬件；
??? 一系列标准优化，例如全局子表达式消除，循环优化（循环不变式，归纳变量的强度降低和循环反转），恒定折叠和传播，复制传播，死代码消除以及“ switch”语句的跳转表；
??? MCU 特定的优化，包括全局寄存器分配器；
??? 适用于 MCU 的自适应后端，应该非常适合其他8位 MCU；
??? 基于独立规则的窥视孔优化器；
??? 完整的数据类型范围：char（8位1字节）、short（16位2字节）、int（16位2字节）、long（32位4字节）、long long（64位8字节），浮点数（IEEE 4字节）和 _Bool/bool；
??? 在函数中任何地方添加内联汇编代码的能力；
??? 报告功能复杂性的能力，以帮助确定应在汇编器中重写的内容；
??? 很好的自动回归测试选择。

安装 sdcc
??? 大多数 Linux 发行版都有安装包，如果你的 Linux 版本没有，就到 http://sdcc.sourceforge.net/ 上下载源码自己编译。

??? 在 Kubuntu 下，如果你是 root 用户，在终端执行这个命令：apt install sdcc；如果你是非 root 用户，在终端执行这个命令：sudo apt install sdcc。

用 sdcc 编译8051程序
??? 在终端执行这个命令：sdcc -mmcs51 Your.c；-mmcs51 指示编译器编译8051单片机的机器码。编译后还有一堆文件我就不一一列出了。

??? 单片机是 STC89C51，样例程序如下：
??? #include <8051.h>

??? void main()
??? {
??????? unsigned int uiCount;

??????? while(1)
??????? {
??????????? P0_0 = 0;

??????????? uiCount = 50000;

??????????? while(--uiCount);

??????????? P0_0 = 1;

??????????? uiCount = 50000;

??????????? while(--uiCount);
??????? }
??? }

??? 这是一个隔0.5秒闪烁 LED 的程序。

stcgal STC MCU ISP 闪存工具
??? stcgal 是用于 STC MCU ISP 的命令行闪存编程工具，兼容8051微控制器。STC 微控制器具有基于 UART/USB 的引导加载程序（BSL）。它利用基于数据包的协议通过串行链路刷新代码存储器和 IAP 存储器。
这称为系统内编程（ISP）。BSL 还用于配置各种（类似保险丝的）设备选项。不幸的是，该协议没有公开记录，STC 仅提供（粗略的）Windows GUI 应用程序进行编程。

??? stcgal 是 STC 的 Windows 软件的功能全面的开源替代品，它支持多种 MCU，非常便携，适合自动化。特征有：
??????? 支持 STC89/90/10/11/12/15/8 系列
??????? UART 和 USB 的 BSL 支持
??????? 显示零件信息
??????? 确定工作频率
??????? 程序闪存
??????? 程式 IAP/EEPROM
??????? 设置设备选项
??????? 读取唯一的设备 ID（STC10/11/12/15/8）
??????? 修整 RC 振荡器频率（STC15/8）
??????? 使用 DTR 切换键或自定义 Shell 命令自动重启电源
??????? 自动 UART 协议检测

安装 stcgal
??? 首先你要确定安装了 python3 程序，如果没有安装 python3，请到 www.python.org 下载对应的程序安装。
??? 如果没有安装 pip3 工具，请到 https://pypi.org/project/pip/#files 下载对应的程序安装。
??? 在 Kubuntu 下，如果你是 root 用户，在终端执行这个命令：pip3 install stcgal；如果你是非 root 用户，在终端执行这个命令：sudo pip3 install stcgal。

stcgal 用法：
??? 在 Kubuntu 下，如果你是 root 用户，在终端执行这个命令：stcgal -P stc89 -p /dev/ttyUSB0 Your.ihx；如果你是非 root 用户，在终端执行这个命令：sudo stcgal -P stc89 -p /dev/ttyUSB0 Your.ihx。
??? 其中 -P 指出 STC 单片机的型号；-p 指出串口设备，我这里是 USB 转串口设备 /dev/ttyUSB0；.ihx 文件就是你用 sdcc 编译出来的 hex 文件（等同于 keil 编译出来是 .hex 文件），上传这个 .ihx 文件就行了。

??? 注意在提示“Waiting for MCU, please cycle power:”的时候关掉电源再打开就可以了。如有不明白，用“stcgal -h”来了解详细用法。