采用PSD913F2 擴(kuò)展 8031程序空間的方法

8031系列單片機(jī)是應(yīng)用非常廣泛的MCU,但是隨著控制領(lǐng)域的不斷智能化、復(fù)雜化,程序長(zhǎng)度可能遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于8031的64KB限制。可以采用PSD913F2作為8031的外部存儲(chǔ)器,其程序空間最大可達(dá)256KB,用KeilC51的BlankSwitch技術(shù)可使8位MCU運(yùn)行256KB的應(yīng)用程序。

　　PSD913F2內(nèi)置256KB閃存,分為8個(gè)頁(yè)面,每頁(yè)空間16KB,內(nèi)置可選的32KB啟動(dòng)存儲(chǔ)器、2KB的SRAM、27個(gè)I/O端口、電源管理單元、40個(gè)可編程邏輯宏單元CPLD,通過串口在線配置FPGA所有代碼,適用于8031、MC68HC11、Dallas、Z80等20余種單片機(jī)。

8031與PSD913F硬件設(shè)計(jì)
　　在多數(shù)應(yīng)用中,MCU與外部存儲(chǔ)器之間連接時(shí)都必須用74LS373作為地址鎖存器。但PSD913F2內(nèi)含地址鎖存器,因此PSD913F2的引腳可直接與8031相連,如圖1所示。

8031與PSD913F軟件設(shè)計(jì)
　　KeilC51語言源程序經(jīng)過C51編譯器編譯后,生成浮動(dòng)地址的目標(biāo)代碼文件。這種浮動(dòng)地址的目標(biāo)代碼是不能直接裝入8051運(yùn)行的,必須經(jīng)過連接定位器BL51的連接和定位,生成具有絕對(duì)地址的目標(biāo)代碼。同時(shí)BL51支持分組連接定位,允許生成代碼大于64KB的目標(biāo)程序,可以在具有適當(dāng)硬件擴(kuò)展邏輯的8051系統(tǒng)中進(jìn)行代碼組之間的切換,以達(dá)到正常運(yùn)行的目的。BL51可以管理最多32個(gè)代碼組,每個(gè)代碼組最大為64KB。BL51連接定位器生成的OMF51格式的絕對(duì)目標(biāo)文件,可裝入dScope51或Intel兼容的仿真器進(jìn)行調(diào)試,也可通過符號(hào)轉(zhuǎn)換器OH51轉(zhuǎn)換成Intel Hex文件以便于EPROM編程。

　　在采用BL51對(duì)目標(biāo)程序進(jìn)行分組連接定位時(shí),要求8051系統(tǒng)具有相應(yīng)的硬件分組擴(kuò)展邏輯。默認(rèn)的分組方式是采用8051的P1端口作硬件擴(kuò)展地址線。采用1條P1口線時(shí),分組數(shù)為2,采用5條P1口線時(shí),最多可分為32個(gè)代碼組,剩余的P1口線也可用于其他用途。也可采用外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器XDATA空間地址單元來進(jìn)行分組,與采用8051的P1端口作為分組地址線不同的是,對(duì)于一個(gè)指定用于分組地址的XDATA端口字節(jié)中的剩余位,不能再用于其他目的。采用的分組方式、組數(shù)和地址在L51_BANK.A51中進(jìn)行配置。

　　下面介紹一下應(yīng)用BankSwitch的步驟。
　　1．建一個(gè)KeilC51的新工程如Psdos,在菜單Project選擇中選擇Option for Target “Target 1”選擇項(xiàng),按圖2所示進(jìn)行項(xiàng)目配置。

　　設(shè)置如下。
　　● 由于PSD913F2中有兩塊FLASH,從FLASH為32KB。故在off-chip code memory-Eprom設(shè)為0x0000～0x7fff。
　　● 在PSD913F2的PSDSoft Express已配置2KB的SRAM,地址范圍為0x2000～0x27ff,故在off-chip Xdata memory-Ram設(shè)為0x2000,長(zhǎng)度為0x0800。
　　● 在PSD913F2的主FLASH為128KB,共分為8個(gè)物理頁(yè),已在PSDSoft Express軟件中定義地址為0x8000～0xbfff,因此在KeilC51中如圖2所示分為4個(gè)Banks,地址范圍為0x8000～0xbfff。

　　2．在KeilC51的安裝目錄KeilC51C51 EXAMPLESBank_EX1中,把L51_Bank.A51文件的拷貝并加入到新工程。在L51_BANK.A51文件中需改以下代碼。

　　A?B_NBANKS EQU 4 //定義最大分組(0～32),可為2、4、8、16和32。
　　?B_MODE EQU 1 //0：通過8051單片機(jī)的I/O口進(jìn)行分組切換,1：通過XDATA存儲(chǔ)器單元進(jìn)行分組切換。
　　?B_XDATAPORT EQU 01E0H //如果?B_MODE被定義為1,就通過XDATA口定義XDATA口引腳地址/位來映射開關(guān)定義XDATA口地址01E0H。

　　3．新建主程序和各bank文件。

　　4．設(shè)置文件的屬性。選擇主文件,選擇Options for File,設(shè)置Code Bank為“Common”,設(shè)置Stop on Exit為“Not Specified”,對(duì)Init.c、PsdOper.c也進(jìn)行同樣的設(shè)置。

　　5．設(shè)置文件的屬性。如圖3所示右擊文件PSD_bank.c,選擇Options for File PSD_bank0.c,設(shè)置為Bank #0。同樣對(duì)PSD_bank1.c設(shè)置為Bank #1、PSD_bank2.c設(shè)置為Bank #2、PSD_bank3.c設(shè)置為Bank #3。

　　6．設(shè)置好后,進(jìn)行編譯。

　　7．進(jìn)行編程。打開PSDSoft Express軟件,在Merge MCU Firmware with PSD模塊中設(shè)置各個(gè)FLASH頁(yè)面的地址和文件名,如圖4所示。
　　● 主FLASH第0頁(yè)(FS0),地址：0x8000-0xbfff,文件名：psdos.hoo
　　● 主FLASH第1頁(yè)(FS1),地址：0x8000-0xbfff,文件名：psdos.ho1
　　● 主FLASH第2頁(yè)(FS2),地址：0x8000-0xbfff,文件名：psdos.ho2
　　● 主FLASH第3頁(yè)(FS3),地址：0x8000-0xbfff,文件名：psdos.ho3
　　● 次FLASH(csboost 0),地址：0x8000-0xbfff,文件名：psdos.hoo

　　8．通過FlashLink便可將文件下載到PSD913F2中,實(shí)現(xiàn)BankSwitch功能,使8031的程序空間大于64KB。
　　用Keil C51的BankSwitch必須注意以下幾點(diǎn)。
　　● 下面的一些代碼必須放在公共區(qū)域內(nèi),復(fù)位和中斷向量、代碼常數(shù)、C51中斷函數(shù)、組切跳轉(zhuǎn)表、庫(kù)函數(shù)。
　　● 代碼組切換需要大約50個(gè)機(jī)器周期和2字節(jié)的堆棧空間。因此應(yīng)當(dāng)仔細(xì)安排程序結(jié)構(gòu)以盡量減少代碼之間的切換。

結(jié)束語
　　采用BankSwitch擴(kuò)展8031程序空間,在不對(duì)硬件作任何修改的情況下,8031便可實(shí)現(xiàn)運(yùn)行大于64KB的程序,充分發(fā)揮8031和KeilC51的優(yōu)異功能。