在 macOS 上实现 51 单片机编程

内容介绍

前言

相比于Windows，macOS 在搭建软件编程环境上十分便捷。但是例如 51 单片机等硬件相关的开发资源，却常常只针对于Windows。使用 Windows 编译 51 单片机，可以使用被广泛使用的集成开发软件 Keil。在 macOS 上，除了安装 Windows 的虚拟机以外，可以使用支持 macOS 的 SDCC 作为编译器。本文将会针对使用 macOS 实现对 51 单片机进行编程。

开发环境的搭建

安装Homebrew

在我们开始安装 SDCC 之前，我们需要在 macOS 中安装 Homebrew。

Homebrew是一款 macOS 中的软件包管理工具，拥有安装、卸载、更新、查看、搜索等很多实用的功能。使用简单的指令，就可以实现包管理，而不用关心各种依赖和文件路径的情况，十分方便快捷。我们安装 SDCC 就将会使用 Homebrew 进行。

首先打开 macOS 中的终端，将下方的命令直接复制进去，就可以自动安装 Homebrew。

/usr/bin/ruby -e "$(curl -fsSL https://raw.githubusercontent.com/Homebrew/install/master/install)"

稍等一下，即可完成安装。

安装 SDCC

接下来我们将进行 SDCC 的安装。继续打开刚刚使用的终端，将下方的安装命令复制进去。

brew install sdcc

Homebrew 就会帮助我们自动下载并安装好 SDCC。

安装驱动程序

为了能够将我们的单片机成功连接到电脑，我们还需要在电脑里安装相应的驱动程序。

点击这里进入WCH的官方驱动下载界面，安装CH340系列和CH341系列的SB转串口 macOS 驱动程序。

解压好下载的压缩文件，运行其中的ch34xInstall.pkg，根据提示完成安装，最后重启电脑即可完成。

检查驱动程序

为了检查驱动安装是否正常和匹配，我们可以进行检查。

完成重启后，将单片机连接至电脑，同时打开终端，输入：

ls /dev/tty.wchusbser*

如果终端中出现：

/dev/tty.wchusbserial14110

那么就说明驱动安装成功，单片机已经成功连接。其中14110代表成功连接的单片机型号，根据单片机的不同可能出现差异。如果安装失败，可以重新下载安装。

安装烧录工具

为了将我们的程序烧录至单片机内，我们需要额外安装烧录工具。在 macOS 上使用广泛的烧录工具是 stcgal。在安装 stcgal 前，我们首先需要确保电脑中已经安装好 Python 3。如果确认已经安装好 Python 3，就可以跳过以下步骤。如果电脑中使用的是 Python 2 ，或不确定自己安装的 Python 版本，可以使用以下方式进行检查和安装。

检查 Python 版本

因为 macOS 中会自带 Python，所以绝大多数情况下都需要额外安装 Python 3。如果你不确定自己电脑中 Python 的版本，可以使用如下方式进行检查。

打开终端，输入：

python

如果显示的是 python 2.X，那么说明需要额外安装。

安装 Python

安装 Python 较为简单，只需要点击这里进入 Python 的官网，下载对应的版本即可。

安装完成后，重新打开终端，输入：

python3

如果出现 Python 3.X，那么就说明安装成功了。

安装好 Python 3 以后，我们就可以顺利安装 stcgal了。

打开终端，输入：

./setup.py build

完成构建后，再输入：

sudo ./setup.py install

即可完成安装。

至此，我们已经成功完成了所有编译环境的搭建。

与 Keil 的区别

需要注意的是，在使用 C 编写代码的时候，SDCC 与 Keil 存在一些差异，根据文档，具体在语法上的差异有这些：

	SDCC	Keil
头文件	8051.h/8052.h	reg51.h/reg52.h
IO端口	P2_0	P2^0
IO口定义	#define LED P2_0	sbit LED = P2^0
中断函数	void INT0_ISR() __interrupt 0	void INT0_ISR() interrupt 0

在实际编写过程中，需要注意两款编译器在语法上的不同之处。

编译代码

编写完所需要的代码后，保存为 .c 文件即可。记下代码文件所在文件夹。这里我们假设代码文件为 snowboard.c，文件所在文件夹名为 microcontroller。

打开终端，输入：

cd microcontroller

进入目标文件夹。

这里的 microcontroller 应该被替换为实际操作中所使用的文件夹名称。

继续在终端输入：

sdcc snowboard.c

这里的 snowboard.c 应该被替换为实际操作中的代码文件名称。

完成后，我们进入 microcontroller 文件夹，其中应该会多出很多文件。在这里，我们只需要使用 snowboard.ihx 文件。

回到终端，输入：

ls /dev/tty.wchusbser*

查看单片机的型号。

如果在检查驱动时已经记录下单片机的型号，这一步可以跳过。

在终端再次输入：

stcgal -P stc89 -p /dev/tty.wchusbserial14110 snowboard.ihx

这里的 14110 指的是我们实际连接的单片机型号，应该被替换为实际操作中的单片机型号。snowboard.ihx 应该被替换为实际操作中的代码文件名称。

等待整个过程的结束，如果出现 Waiting for MCU, please cycle power: ，这个时候我们按下单片机的电源键，就可以发现已经成功把代码烧录至单片机中了。