C8051FXXX單片機(jī)FLASH程序的自動(dòng)升級(jí)
引言：
C8051FXXX系列高速SOC單片機(jī)是由美國(guó)Cygnal公司開(kāi)發(fā)的完全集成的混合信號(hào)系統(tǒng)級(jí)芯片，具有與8051兼容的微處理器內(nèi)核，內(nèi)部集成FLASH程序存儲(chǔ)器，具有在系統(tǒng)重新編程能力，以C8051F020為例，內(nèi)部集成64K的FLASH程序存儲(chǔ)器。在系統(tǒng)控制軟件的開(kāi)發(fā)調(diào)試階段，可用集成開(kāi)發(fā)環(huán)境來(lái)下載及測(cè)試系統(tǒng)，但當(dāng)將C8051F020目標(biāo)系統(tǒng)集成到產(chǎn)品后，則由于操作系統(tǒng)及軟硬件接口不一樣等等原因，不能在最終產(chǎn)品中用集成開(kāi)發(fā)環(huán)境來(lái)下載FLASH程序，故產(chǎn)品到了用戶(hù)處之后，如要再進(jìn)行FLASH程序的更新，則必須更換相應(yīng)的集成電路印刷板，造成很多麻煩及不可靠因素。筆者通過(guò)實(shí)驗(yàn)，在用戶(hù)操作界面的PC機(jī)及C8051F020的單片機(jī)控制系統(tǒng)之間，通過(guò)串行口進(jìn)行C8051F020單片機(jī)控制程序的自動(dòng)升級(jí)及程序加密，從而使用戶(hù)只要從互聯(lián)網(wǎng)上下載控制程序，即可實(shí)現(xiàn)單片機(jī)程序的自動(dòng)升級(jí)。以下以64KBFLASH RAM為例簡(jiǎn)要介紹單片機(jī)目標(biāo)程序的準(zhǔn)備及自動(dòng)升級(jí)的制作過(guò)程。
1）系統(tǒng)簡(jiǎn)介及自動(dòng)升級(jí)的實(shí)現(xiàn)方法
PC機(jī)(80486／DX2以上) 具有1.44吋軟驅(qū)及串行口。單片機(jī)控制系統(tǒng)（具有串行口及內(nèi)置的FLASH程序區(qū)）。PC與C8051FXXX之間通過(guò)九針串行接口線(xiàn)相連。設(shè)置傳送速率為115200BIT/S。
C8051F020單片機(jī)的FLASH RAM分為用戶(hù)程序區(qū)(0000H~0FDFDH)，廠家保留及加密區(qū)(0FDFEH~0FFFFH)兩部分?，F(xiàn)將用戶(hù)程序區(qū)(0000H~0FDFDH)的0000H~0DFFFH部分用于裝載用戶(hù)程序，而0E000H~0FDFDH部分作為引導(dǎo)程序區(qū)，引導(dǎo)程序區(qū)在升級(jí)時(shí)不能改變，它用于與用戶(hù)操作界面的PC機(jī)部分進(jìn)行程序接收及裝載等工作。
在控制程序區(qū)0000H~0DFFFH中，做一握手程序塊，在上電時(shí)，用于和用戶(hù)操作界面PC機(jī)部分進(jìn)行握手，當(dāng)接收到PC機(jī)部分要進(jìn)行軟件升級(jí)的命令時(shí)，程序跳至引導(dǎo)程序區(qū)，執(zhí)行如下流程：
->發(fā)送準(zhǔn)備升級(jí)字節(jié)到PC機(jī)
->刪除FLASH程序區(qū)
->發(fā)送開(kāi)始下載命令到PC機(jī)
->接收且放到相應(yīng)地址
->加密
為了達(dá)到自動(dòng)升級(jí)的目的，需要在用戶(hù)界面的PC機(jī)引導(dǎo)時(shí)，自動(dòng)檢測(cè)PC機(jī)外設(shè)，軟盤(pán)控制器，一旦檢索到軟盤(pán)中有升級(jí)文件及其索引文件，且其版本比現(xiàn)有的單片機(jī)控制程序的版本高，則開(kāi)始執(zhí)行PC機(jī)中的下載程序。
2)刪除0000H~ODFFFH的FLASH程序區(qū)
C8051FXXX系列單片機(jī)將FLASH程序區(qū)按512字節(jié)為一頁(yè)(PAGE)來(lái)組織，在刪除控制程序區(qū)0000H~ODFFFH時(shí)，首先屏蔽掉所有中斷，使能程序刪除位PSEE(PSCTL．1)，同時(shí)使能PSWE(PSCTL．0)MOVX指令指向FALSH程序區(qū)。應(yīng)用MOVX指令在每一頁(yè)的任意一地址寫(xiě)0FFH，則將該頁(yè)的所有字節(jié)都置為0FFH，從而實(shí)現(xiàn)了該頁(yè)的刪除。依此操作可刪除所有的程序頁(yè)。刪除部分程序如下：
//刪除0000H’ODFFFH的FLASH程序區(qū)
DEL_NEXT_PAGE:
CLR EA
MOV A,FLSCL
ANL A,#0FEH
ORL A,#01H
MOV FLSCL,A
MOV A,PSCTL
ANL A,#0FCH
ORL A,#03H
MOV PSCTL,A;#03H //使能頁(yè)刪除及頁(yè)寫(xiě)操作
MOV A,#0FFH
MOVX @DPTR,A //將該頁(yè)全填充為0FFH
INC DPH
INC DPH //調(diào)節(jié)頁(yè)指針
MOV A,PSCTL
ANL A,#0FDH
MOV PSCTL,A;#03H
MOV A,DPH
CJNE A,#0E0H,DEL01_NEXT_PAGE
DEL01_NEXT_PAGE:
JC DEL_NEXT_PAGE
3)從ＰＣ中接收FLASH字節(jié)
以下程序用于從PC機(jī)中接收程序并放到相應(yīng)的FLASH地址。在此僅使能PSWE(PSCTL.0)位，使MOVX指令指向FALSH程序區(qū)。
MOV DPTR,#0000H
MOV FLSCL,#01H
MOV PSCTL,#01H;
RECEIVE_NEXT_DOWNLOAD_CHAR:
MOV FLSCL,#01H
MOV PSCTL,#01H;
JNB RI,$
CLR RI
MOV A,SBUF0
MOVX @DPTR,A
INC DPTR
MOV A,DPH
CJNE A,#0E0H,RECEIVE_NEXT_DOWNLOAD_CHAR
MOV FLSCL,#01H //FLASH 寫(xiě)使能
MOV PSCTL,#01H
MOV DPTR,#0FDFEH
CLR A MOVX @DPTR,A
MOV DPTR,#0FDFFH
MOVX @DPTR,A
MOV PSCTL,#00H
MOV FLSCL,#00H
CYCLE_FOREVER:SJMP CYCLE_FOREVER；死循環(huán)
RET
4)FLASH程序的準(zhǔn)備
為了更快地得到—下載到C8051F020的FLASH程序，先在CYGNAL IDE開(kāi)發(fā)環(huán)境中，將做好的控制程序編澤，鏈按，然后用廠家提供的串行適配器將PC與目標(biāo)板連接起來(lái)，傳送FLASH程序到目標(biāo)系統(tǒng)中去。接下來(lái)用“UPLOAD MEMORY T0 PILE…”(如圖示)功能將0000H~OEOOOH的FLASH代碼程序上載到硬盤(pán)存儲(chǔ)器中，再將此ASCII文件轉(zhuǎn)化為16進(jìn)制的HE文件，注意將其十的0DH，0AH等回車(chē)換行字節(jié)取消，最后生成的HEX文件即可被直接下載到FLASH的0000H~0DFFFH的相應(yīng)地址中。此HEX文件即可發(fā)送至用戶(hù)處，用于升級(jí)用戶(hù)的單片機(jī)FLASH程序。
5)C程序的準(zhǔn)備
//發(fā)送FLASH程序文件到單片機(jī)中去
BOOL SendFileToFlash()
{
unsigned char ch;
FILE *fp;
long int flen,wi=0;
int i,j;
if ((fp = fopen("flashwl","rb"))==NULL)
{
return FALSE;
}
//初使化串口，且與單片機(jī)系統(tǒng)握手
InitialCommuClass();
//發(fā)送數(shù)據(jù)
for (wi=0,j=0;wi<flen;wi++)
{
if (feof(fp)!=0)//到達(dá)文件結(jié)束
break;
fread(&ch,sizeof(unsigned char),1,fp);
for (;;)
if (SendAByte(ch)==TRUE)
break;
Printf("%ld bytes is transmitted!n",wi); }
fclose(fp);
for (;;)
{
Printf("All bytes is transmitted!n");
}
}
//轉(zhuǎn)換上載文件為可下載的HEX目標(biāo)文件
BOOL ConvertFileToFlash()
{
unsigned char ch,ru;
FILE *fp,*fpw;
long int flen,wi=0;
int i,j;
if ((fp = fopen("SOURCEC","rb"))==NULL)
{
return FALSE;
}
if ((fpw = fopen("HEXOBJECT","wb"))==NULL)
{
return FALSE;
}
for (wi=0,j=0;;wi++)
{
if (feof(fp)!=0)
break;
ru=0;
fread(&ch,sizeof(unsigned char),1,fp);
if ((ch>=0x30) && (ch<=0x39))
ru+=(ch-0x30)*16;
else if ((ch>=0x61) && (ch<=0x66))
ru+=((ch-0x61)+0x0a)*16;
fread(&ch,sizeof(unsigned char),1,fp);
if ((ch>=0x30) && (ch<=0x39))
ru+=ch-0x30;
else if ((ch>=0x61) && (ch<=0x66))
ru+=(ch-0x61)+0x0a;
fwrite(&ru,sizeof(unsigned char),1,fpw);
fread(&ch,sizeof(unsigned char),1,fp);/*0x0d*/
fread(&ch,sizeof(unsigned char),1,fp);/*0x0d*/
fread(&ch,sizeof(unsigned char),1,fp);/*0x0a*/
j++;
if (j==255)
{
j=0;
fread(&ch,sizeof(unsigned char),1,fp);
fread(&ch,sizeof(unsigned char),1,fp);
fread(&ch,sizeof(unsigned char),1,fp);
fread(&ch,sizeof(unsigned char),1,fp);
fread(&ch,sizeof(unsigned char),1,fp);
continue;
}
}
fclose(fp);fclose(fpw);
}
結(jié)束語(yǔ)
以上所介紹的FLASH自動(dòng)升級(jí)程序的ＰＣ部分在VC6.0及TC2.0中開(kāi)發(fā)，并與805lFXXX系列的單片機(jī)聯(lián)機(jī)成功，并最后用于在用戶(hù)處的單片機(jī)FLASH程序升級(jí)。
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