C8051FXXX單片機FLASH程序的自動升級

作者Email: wolfman6353@sina.com

引言：

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，內(nèi)部集成FLASH程序存儲器，具有在系統(tǒng)重新編程能力，以C8051F020為例，內(nèi)部集成64K的FLASH程序存儲器。在系統(tǒng)控制軟件的開發(fā)調(diào)試階段，可用集成開發(fā)環(huán)境來下載及測試系統(tǒng)，但當將C8051F020目標系統(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)品中用集成開發(fā)環(huán)境來下載FLASH程序，故產(chǎn)品到了用戶處之后，如要再進行FLASH程序的更新，則必須更換相應的集成電路印刷板，造成很多麻煩及不可靠因素。筆者通過實驗，在用戶操作界面的PC機及C8051F020的單片機控制系統(tǒng)之間，通過串行口進行C8051F020單片機控制程序的自動升級及程序加密，從而使用戶只要從互聯(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。以下以64KBFLASH RAM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）系統(tǒng)簡介及自動升級的實現(xiàn)方法

PC機(80486／DX2以上) 具有1.44既砬及串行口。單片機控制系統(tǒng)（具有串行口及內(nèi)置的FLASH程序區(qū)）。PC與C8051FXXX之間通過九針串行接口線相連。設置傳送速率為115200BIT/S。

C8051F020單片機的FLASH RAM分為用戶程序區(qū)(0000H~0FDFDH)，廠家保留及加密區(qū)(0FDFEH~0FFFFH)兩部分。現(xiàn)將用戶程序區(qū)(0000H~0FDFDH)的0000H~0DFFFH部分用于裝載用戶程序，而0E000H~0FDFDH部分作為引導程序區(qū)，引導程序區(qū)在升級時不能改變，它用于與用戶操作界面的PC機部分進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，用于和用戶操作界面PC機部分進行握手，當接收到PC機部分要進行軟件升級的命令時，程序跳至引導程序區(qū)，執(zhí)行如下流程：

->發(fā)送準備升級字節(jié)到PC機

->刪除FLASH程序區(qū)

->發(fā)送開始下載命令到PC機

->接收且放到相應地址

->加密

為了達到自動升級的目的，需要在用戶界面的PC機引導時，自動檢測PC機外設，軟盤控制器，一旦檢索到軟盤中有升級文件及其索引文件，且其版本比現(xiàn)有的單片機控制程序的版本高，則開始執(zhí)行PC機中的下載程序。

2)刪除0000H~ODFFFH的FLASH程序區(qū)
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)0000H~ODFFFH時，首先屏蔽掉所有中斷，使能程序刪除位PSEE(PSCTL．1)，同時使能PSWE(PSCTL．0)MOVX指令指向FALSH程序區(qū)。應用MOVX指令在每一頁的任意一地址寫0FFH，則將該頁的所有字節(jié)都置為0FFH，從而實現(xiàn)了該頁的刪除。依此操作可刪除所有的程序頁。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//使能頁刪除及頁寫操作
MOV A,#0FFH
MOVX @DPTR,A//將該頁全填充為0FFH
INC DPH
INC DPH//調(diào)節(jié)頁指針
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機中接收程序并放到相應的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程序的準備

為了更快地得到―下載到C8051F020的FLASH程序，先在CYGNAL IDE開發(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與目標板連接起來，傳送FLASH程序到目標系統(tǒng)中去。接下來用“UPLOAD MEMORY T0 PILE…”(如圖示)功能將0000H~OEOOOH的FLASH代碼程序上載到硬盤存儲器中，再將此ASCII文件轉(zhuǎn)化為16進制的HE文件，注意將其十的0DH，0AH等回車換行字節(jié)取消，最后生成的HEX文件即可被直接下載到FLASH的0000H~0DFFFH的相應地址中。此HEX文件即可發(fā)送至用戶處，用于升級用戶的單片機FLASH程序。

5)C程序的準備
//發(fā)送FLASH程序文件到單片機中去
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，且與單片機系統(tǒng)握手
InitialCommuClass();

//發(fā)送數(shù)據(jù)
for (wi=0,j=0;wiflen;wi++)
{
if (feof(fp)!=0)//到達文件結(jié)束
break;

fread(ch,sizeof(unsigned char),1,fp);
for (;;)
if (SendAByte(ch)==TRUE)
break;

Printf("%ld bytes is transmitted!",wi);}
fclose(fp);
for (;;)
{
Printf("All bytes is transmitted!");
}

}

//轉(zhuǎn)換上載文件為可下載的HEX目標文件
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

以上所介紹的FLASH自動升級程序的ＰＣ部分在VC6.0及TC2.0中開發(fā)，并與805lFXXX系列的單片機聯(lián)機成功，并最后用于在用戶處的單片機FLASH程序升級。