基于CAN總線的軟件IAP技術

摘要：CAN總線是一種使用CAN協(xié)議的串行通信網絡。Silicon Laboratories公司的單片機C8051F040是完全集成的混合信號系統(tǒng)級芯片，而且內部集成了CAN控制器。文中詳述了如何通過CAN總線實現(xiàn)對軟件的升級，并給出具體的軟件設計方案。
關鍵詞：C8051F040；CAN；IAP

CAN總線是低成本、高利用率的工業(yè)控制總線，在工業(yè)控制、汽車電子等方面有十分廣泛的用途。
C8051F040單片機內部集成的CAN控制器是Bosch全功能CAN模塊的完全實現(xiàn)，完全符合CAN規(guī)范2．0 B，其內部還集成了64 kB系統(tǒng)編程用FLASH存儲器，這就為軟件的更新、升級提供了可能。當產品安裝位置不方便拆卸或需要一次更新大量產品軟件的時候，使用單片機JTAG接口來實現(xiàn)幾乎是不可能的事情。本文提出一種系統(tǒng)升級的方法，也對單片機的產品設計具有重要的參考價值。

1 總體思路
將C8051F040的64KB存儲器分為三個區(qū)域：0x0000～0x5fff作為正常運行的程序存儲區(qū)，0x6000～0xbfff作為從CAN總線接收到的需要更新程序的存儲區(qū)，0xc000以上作為bootloader程序的存儲區(qū)。
正常運行的程序在接收到上位機的程序更新命令后(用戶自定義通訊協(xié)議來實現(xiàn))，接收數(shù)據，且將其按接收順序寫入到以0x6000開始的區(qū)域中，直到接收完畢，然后主程序判斷接收數(shù)據是否完整、有效，如完整且有效則跳轉到bootloader程序中，由bootloader程序完成更新程序的工作。

2 程序軟件框圖
(1)bootloader程序
新建立一個proiect，其中包含程序初始化、端口配置、FLASH讀／寫等函數(shù)。
①FLASH寫框圖(見圖1)
②編譯控制項
在linker中，使用“CODE(0c000h，MAINRUN_3s(0c000h))”將程序編譯完成后的代碼放置到以0xc000開始的地址空間。

(2)主程序
主程序在確認更新程序的有效性后，需要跳轉到bootloader程序中運行。由于主程序和bootloader程序是采用不用的項目進行編譯的，故不能直接調用，必須采用絕對調用的方法。采用函數(shù)指針是一種可行的方式，如：
void(*update_flash) 0=0xc000；
／／定義函數(shù)指針指向0Xc000
(3)上位機軟件
由于本文中節(jié)點采用CAN總線連接到同一網絡上，且采用CAN通訊的方式來更新程序內容，所以，上位機也必須帶CAN控制器。
將需要更新的程序的hex文件通過HEXBTN.EXE文件轉換成BIN文件，然后再用BIN2C．EXE將生成的BIN文件轉換成一字節(jié)數(shù)組，將其拷貝到上位機軟件中，這就是需要更新的源程序。按自定義通訊協(xié)議，將其發(fā)送到目標CPU即可。

3 需要注意的事項
(1)程序有效性的判斷由自定義通訊協(xié)議完成
(2)在寫FLASH的過程中，需要關中斷
(3)在寫FLASH的過程中，需要關中斷

4 結束語
文中的通過CAN總線實王見軟件IAP技術的方法，完全可以使用，而且抗干擾能力較強，已成功應用于蓄電池檢測系統(tǒng)中各個檢測模塊的程序更新。