SM2965微控制器及其ISP應(yīng)用技術(shù)

“在系統(tǒng)編程”（In－SystemProgramming，簡稱ISP）技術(shù)的出現(xiàn)是對傳統(tǒng)編程方法的重大突破，它是指在用戶設(shè)計的微控制器系統(tǒng)中為配置新的系統(tǒng)功能而對器件進行重新編程，并在線地將程序代碼（固件）下載到程序存儲器中的一種編程技術(shù)，繼SST公司推出具備ISP功能的FlashFlex51系列微控制器之后，PHILISPS、WINBOND、LG、 ATMEL、SynC－ MOS等公司都相繼推出了具有ISP／IAP（In－Appli－cation Programming）功能的51系列微控制器，這些器件的增強性能主要表現(xiàn)在下面幾方面：
　?。?）內(nèi)部ROM采用FLASH存儲器，容量可達(dá)32～64k字節(jié)，內(nèi)部RAM容量可達(dá)512～1024個字節(jié)；
　?。?）增加了特殊功能寄存器，以增強控制功能；
　?。?）內(nèi)部配置有看門狗定時器復(fù)位電路；
　　（4）為降低EMI，可禁止ALE輸出；
　　（5）具有雙DPTR指針。

這些功能使得微控制器的外部擴展進一步得到簡化，從而形成了真正的“單片”結(jié)構(gòu)。筆者在POS收費終端機中更換了SynCMOS公司的SM2965作為主處理器，因此，不用修改其它硬件，而僅利用微控制器串行口即方便地實現(xiàn)了ISP功能，本文將對SM2965的ISP功能和使用方法加以介紹。

1 SM2965的主要特點

和標(biāo)準(zhǔn)80C52相比，SM2965具有以下特點：
　　●編程電壓為5V；
　　●集成了64k字節(jié)片內(nèi)FLASH存儲器（包括實現(xiàn)ISP功能的下載程序空間）；
　　●實現(xiàn)ISP功能下載程序空間可設(shè)置為N×200H（N＝0～8）；
　　●具有256字節(jié)的片內(nèi)RAM＋768字節(jié)的片內(nèi)擴展RAM（ERAM）；
　　●內(nèi)含看門狗定時器；
　　●對PLCC和QFP封裝型號增加了P4口，即：P4．0～P4．3；
　　●為降低EMI，在不需要時，可禁止ALE信號輸出；
　　●復(fù)位后，如硬件檢測程序存儲器空間0000H地址為空，則可自動執(zhí)行ISP功能程序。

2 SM2965的存儲器結(jié)構(gòu)

2．1 程序存儲器

SM2965內(nèi)部集成了64k字節(jié)的FLASH存儲器作為程序存儲器，其地址范圍為00000H～0FFFFH，可用于存放執(zhí)行用戶程序的應(yīng)用程序和執(zhí)行ISP功能的下載程序。

執(zhí)行ISP功能的下載程序空間最大可配置到4k字節(jié)，空間大小為N×200H字節(jié)，N為0時表示不配置下載程序，64k字節(jié)FLASH存儲器將全部用于應(yīng)用程序；N為1時表示0FE00H～0FFFFH共有200H個字節(jié)配置給下載程序空間來使用，而N＝8則表示下載程序空間達(dá)到最大配置，為4k字節(jié)。具體的程序空間組成如圖1所示。0FFFFH～（N×200H）為下載程序的入口地址。從0000H～FDFFH供應(yīng)用程序使用；……；N的大小只能通過商用編程器來配置。一旦在編程器上配置了N≠0，那么，在系統(tǒng)中便無法再改變ISP空間的配置。

2．2 數(shù)據(jù)存儲器

SM2956在標(biāo)準(zhǔn)的80C52內(nèi)核的基礎(chǔ)上增加了768字節(jié)的片內(nèi)擴展數(shù)據(jù)存儲器Expanded Ram（ERAM），這使得片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器的總?cè)萘窟_(dá)到1k字節(jié)。其數(shù)據(jù)存儲器組成如圖2所示。另外，還增加了8個特殊功能寄存器，以用于實現(xiàn) SM2965的增加功能。表1所列為SM2965增加的特殊功能寄存器。

3 特殊功能寄存器

3．1 ISP特殊功能寄存器

與ISP功能有關(guān)的特殊功能寄存器有FAH、FAL、FDAT、SCONF和FCR，其中FAH×256＋FAL為編程狀態(tài)下的目標(biāo)地址，F(xiàn)DAT為編程數(shù)據(jù)。SCONF為系統(tǒng)控制寄存器，SCONF中的位2與ISP功能有關(guān)，而3～6位則保留未用。SCONF的復(fù)位狀態(tài)為00000010B； SCONF的各位定義如下：

其中，WDR為看門狗定時器溢出位；OME為片內(nèi)擴展數(shù)據(jù)存儲器ERAM選擇位，1選擇片內(nèi)，0選擇片外；ALEI為ALE輸出禁止位；ISPE為ISP 功能總允許／禁止位，1表示允許，0表示禁止。將ISPE設(shè)置為0可屏蔽全部ISP功能，因此在執(zhí)行應(yīng)用程序時將ISPE設(shè)置為0可有效防止FLASH存儲器的內(nèi)容被非法改寫。

FLASH控制寄存器FCR在編程時將起關(guān)鍵作用，F(xiàn)CR的2～6位保留未用。FCR復(fù)位狀態(tài)為00000000B。其各位定義如下：

其中，START為ISP功能啟動位。START＝1，則啟動ISP功能，具體功能由F1、F0決定，如表2所列。START＝0時，ISP操作無效。

當(dāng)START置1后，SM2965硬件將自動鎖存地址和數(shù)據(jù)，并獲得程序指針控制權(quán)，直到ISP功能結(jié)束，START自動復(fù)位為0為止。下載程序中無須檢查START的狀態(tài)。

FLASH存儲器的一個頁面為200H字節(jié)。執(zhí)行ISP功能時，需要指定FLASH存儲器地址。執(zhí)行字節(jié)編程功能時，F(xiàn)LASH存儲器地址為編程字節(jié)的目標(biāo)地址；而在執(zhí)行頁面擦除功能時，該地址則為該頁面內(nèi)的任一地址；而執(zhí)行整片擦除和芯片寫保護的地址則為0000H～0FFFFH范圍內(nèi)任一地址；

執(zhí)行整片擦除時，SM2965將擦除ISP下載程序空間外的所有FLASH存儲器；而執(zhí)行芯片寫保護功能時，SM2965存儲器將讀出內(nèi)容全部為“00H”。

3．2 ISP特殊功能寄存器使用舉例

例1：編程22H到地址＄1005H
MOV SCONF，＃04H；開放全部ISP功能
MOV FAH，＃10H；目標(biāo)地址高地址10H
MOV FAL，＃05H；目標(biāo)地址低地址05H
MOV FDAT，＃22H；寫入數(shù)據(jù)：22H
MOV FCON，＃80H；設(shè)置START位為1，啟動字節(jié)編程功能，將22H固化到1005H，ISP功能結(jié)束后，START 自動復(fù)位為0，PC指向 下一條指令