P89C51RD2的Boot ROM與ISP功能的實現(xiàn)

作者：時間：2012-04-09 來源：網(wǎng)絡

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1 概述

本文引用地址：http://2s4d.com/article/171672.htm

P89C51RD2是PHILIPS公司內(nèi)核基于8位80C51單片機的派生產(chǎn)品，在完全保留80C51指令系統(tǒng)和硬件結構的大框架下，進行了多方面的加強、擴展和創(chuàng)新，最大限度地利用了原有結構的方方面面。P89C51RD2將原有的對外數(shù)據(jù)和程序存儲器的 16位尋址機制加以利用，把片上的RAM擴展到1KB、片上的FLASH EPROM擴展到64KB，滿足當今用嵌入式高級語言對片上大存儲容量的需要。

P89C51RD2最顯著的特點莫過于其ISP（In-System Programming，在系統(tǒng)可編程）功能和IAP（In-Application Programming，在應用可編程）功能。ISP指電路板上的空白器件可以編程寫入最終用戶代碼，而不需要從電路板上取下器件，已經(jīng)編程的器件也可以用ISP方式擦除或再編程。IAP指MCU可以在系統(tǒng)中獲取新代碼并對自己重新編程，即可用程序來改變程序。ISP和IAP技術是未來儀器儀表的發(fā)展方向。PHILIPS公司為了使ISP技術和IAP技術得以推廣，在芯片上免費提供了Boot ROM固件，并且巧妙地解決了固件和FLASH的地址覆蓋問題及一些具體實現(xiàn)細節(jié)問題，使它們的實現(xiàn)變得簡單而現(xiàn)成。

對于Boot ROM中的內(nèi)容，PHILIPS公司是不公開的。但很多技術人員對于Boot ROM固件中ISP(IAP)功能的實現(xiàn)非常感興趣。就ISP狀態(tài)而言，上位機直接跟Boot ROM固件中的程序打交道，因此，必須根據(jù)PHILIPS公司提供的流程和協(xié)議來編制上位機程序，至于Boot ROM內(nèi)部是如何實現(xiàn)ISP功能的，則不得而知。如果能夠搞明白ISP功能實現(xiàn)的具體方法，則對于上位機軟件的編制是大有好處的。以下是對Boot ROM中有關ISP功能實現(xiàn)所作的一些初步探討。

2 Boot ROM固件代碼的讀出方法

要對其 ISP功能進行分析，必須讀出Boot ROM中的源代碼。為此，必須弄清楚Boot ROM空間和FLASH空間的關系。P89C51RD2采用了最先進的FLASH（快閃）EPROM，其容量為64KB，并且分成8KB和16KB的存儲塊。我們知道，80C51系列8位單片機的最大尋址能力就是64KB，F(xiàn)LASH EPROM已經(jīng)將全部尋址空間占據(jù)。同時，PHILIPS公司為P89C51RD2在片內(nèi)提供了一個名叫引導ROM(Boot ROM)的1KB的固件。固件上有引導裝載程序，可以接收主機經(jīng)串口傳來的命令和數(shù)據(jù)（如經(jīng)PC機的RS-232C口），這個固件是放在64KB程序存儲器的最高端的，與片內(nèi)FLASH地址0FC00H~0FFFFH相覆蓋。兩者之間的切換是通過特殊功能寄存器AUXR1的ENBOOT位來進行的。

ENBOOT=1 地址在0FC00H~0FFFFH范圍，尋址到固件
ENBOOT=0 地址在0FC00H~0FFFFH范圍，尋址到FLASH

既然當ENBOOT=1時，能夠尋址到固件，則利用程序就可以將固件代碼讀出。下面是實現(xiàn)代碼讀出時的硬件部分和軟件部分。

（1）硬件部分

為了讀出Boot ROM中的內(nèi)容，必須給P89C51RD2搭一個包括復位、晶振和串口通信功能的基本硬件系統(tǒng)，如圖1所示。ICL232為單電源串口轉換芯片，可以完成TTL電平與RS-232C電平之間的轉換。

（2）軟件編制

編制軟件的目的，是為了從Boot ROM中讀出源代碼，并送往上位機顯示。為了使用現(xiàn)成的軟件（如超級終端），程序中將讀出的二進制代碼轉換成ASCII碼，并組成HEX文件格式直接傳給上位機，這樣，將顯示的內(nèi)容存盤并反匯編，就可以對Boot ROM中的內(nèi)容進行分析。由于程序中涉及到二進制轉換成HEX文件格式，故將有關HEX文件格式的有關內(nèi)容表述如下：

HEX文件的INTEL格式，是INTEL公司提出的按地址排列的數(shù)據(jù)信息，數(shù)據(jù)寬度為字節(jié)，所有數(shù)據(jù)使用十六進制數(shù)字表示，如Boot ROM從地址FC00H開始的前16個數(shù)據(jù)為（已經(jīng)轉換成ASCII碼）：

75 89 02 75 C8 30 E4 F5 CD F5 CC 30 B0 FD 20 B0（十六進制）

則轉換成HEX文件格式為：
：10FC000075890275C830E4F5CDF5CC30B0FD20B073

：符號表明記錄的開始；后面的2個字符表明記錄的長度，這里是10H，即16個十六進制數(shù)字；后面的4個字符給出調(diào)入的地址，這里是FC00H；再后面的2個字符表明記錄的類型，00表示數(shù)據(jù)記錄，01表示記錄文件結束；再后面的16個數(shù)據(jù)即為真正的數(shù)據(jù)記錄；最后的2位73是校驗和，它加上前面所有的數(shù)據(jù)和為0。

所有HEX格式文件的最后一行為結尾行，它比較特殊，總是如下所示：
:00000001FF
讀Boot ROM代碼的主程序編制如下：
AUXR1 EQU 0A2H ；特殊功能寄存器
BOOT_ROM EQU 0FC00H ；Boot ROM的起始地址
DAT_BUFFER EQU 30H ；數(shù)據(jù)暫存器
DAT_SUM EQU 31H ；校驗和
ORG 0000H
AJMP START
ORG 0030H
START:
MOV SP,#50H
MOV SCON,#50H
MOV T2CON,#30H ；以T2作為波特率發(fā)生器
MOV TL2,#0E0H ；波特率為2400 bps
MOV TH2,#0FEH
MOV RCAP2L,#0E0H
MOV RCAP2H,#0FEH
SETB TR2 ；啟動T2
MAIN: LCALL READ_ROM ；Boot ROM內(nèi)容讀出子程序
LCALL SEND_END ；結尾行送出子程序
AJMP $