C8051F單片機的軟件IAP技術(shù)
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C8051Fxxx系列高速SoC單片機是由美國Cygnal公司開發(fā)的完全集成的混合信號系統(tǒng)級芯片，具有與8051兼容的微處理器內(nèi)核。C8051Fxxx單片機有大容量的Flash存儲器，用于存儲程序代碼和非易失性數(shù)據(jù)，可在應(yīng)用編程。以 C8051F120為例，C8051F120x 和C8051F13x 系列MCU內(nèi)部有128 KB（C8051F12x 和C8051F130/1）或64 KB（C8051F132/3）的在應(yīng)用可編程Flash 存儲器，用于程序代碼和非易失性數(shù)據(jù)存儲；另外還有256字節(jié)的Flash頁，可以用于數(shù)據(jù)存儲。可以通過JTAG接口對Flash存儲器進行在應(yīng)用編程，或由應(yīng)用軟件使用MOVX 指令編程。用C8051F120 MCU做成的產(chǎn)品到了用戶處之后，用軟件通過串口就可以為產(chǎn)品進行Flash程序的更新。筆者通過實驗，在用戶操作界面的PC機及C8051F120的單片機控制系統(tǒng)之間，通過串行口進行C8051F120 單片機控制程序的自動升級及程序加密。用戶只要從互聯(lián)網(wǎng)上下載控制程序，即可實現(xiàn)單片機程序的自動升級。該方案解決了升級過程意外中斷、遠程升級傳輸誤碼等關(guān)鍵技術(shù)問題,避免了傳統(tǒng)固件升級需要更換主機、主板或芯片等問題,節(jié)約了人力和資金等資源,已在實際系統(tǒng)中應(yīng)用并受到用戶好評。以下以64 KB Flash為例，簡要介紹單片機目標程序的準備及自動升級的制作過程。
1自動升級的實現(xiàn)方法
C8051Fxxx系列單片機將Flash程序區(qū)按512字節(jié)為一頁(page)來組織。在刪除控制程序區(qū)時，首先屏蔽所有中斷，使能程序刪除位 PSEE(PSCTL.1)，同時使能PSWE(PSCTL=0x03， 即PSWE = 1, PSEE = 1,頁擦除模式) ，用C51語言的一個指針指向Falsh程序區(qū)。如：
char xdata * data address=0x0000;
每擦除一頁地址指針加512，依此操作可刪除所有的程序頁。刪除部分程序如下：
while(address<0x0F800) {//0xF800=62KB
*address = 0x00; //向扇區(qū)空寫，啟動擦除操作
for (i=0;i<10;i++);
address =address +512;
}
這樣就把62 KB的Flash的舊程序刪除了。實際上就是應(yīng)用匯編語言中MOVX指令在每一頁的任一地址寫0FFH，就可以將該頁的所有字節(jié)都置為0FFH，從而實現(xiàn)了該頁的刪除。
擦除掉所選的區(qū)域后要關(guān)掉對Flash的寫操作，否則可因其他環(huán)境造成程序的丟失：
PSCTL &= ~0x03;// PSWE = 0; PSEE = 0
FLSCL&=~0x01;//關(guān)閉Flash寫/擦除
1.1更新程序的方法
在接收新程序部分，寫入一握手程序塊，以保證程序的可靠性。握手的協(xié)議可自己定義，其中包括一些需要知道的信息，如長度、頭部、尾部等。
同樣，“char xdata *data address=0x0000;”指向要寫的區(qū)域。
FLSCL |= 0x01;//使能Flash寫/擦除
PSCTL |= 0x01; // PSWE = 1
然后通過串口用查詢的方法獲得新的程序代碼。
while(len--) {
*address++= Get_COM_Code();
}
PSCTL=00; // PSWE = 0; PSEE = 0
FLSCL =00;
1.2運行新程序
在更新完程序后，有兩種方法可以重新運行程序；斷電再上電和軟件復(fù)位。 C8051F120內(nèi)部有復(fù)位寄存器，通過使能該寄存器，可以實現(xiàn)軟件復(fù)位。
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