Flash單片機(jī)自編程技術(shù)介紹
Flash的可自編程性(Self-Programmability)是指,用Flash存儲(chǔ)器中的駐留軟件或程序?qū)?a class="contentlabel" href="http://m.butianyuan.cn/news/listbylabel/label/Flash">Flash存儲(chǔ)器進(jìn)行擦除/編程,但是,要求運(yùn)行程序代碼的存儲(chǔ)區(qū)與待編程的存儲(chǔ)區(qū)不在同一模塊中。因此,只有一個(gè)片上Flash存儲(chǔ)器模塊的微處理器,是不能在進(jìn)行擦除/編程Flash操作的同時(shí)執(zhí)行程序的。
本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/171892.htm目前,有兩種途徑可以解決:①在擦除/編程Flash的過程中,將CPU置于空閑狀態(tài);②將擦除/編程Flash的指令復(fù)制到RAM,再由CPU來執(zhí)行。
TI公司的MSP430系列Flash型單片機(jī)內(nèi)部集成有Flash控制器,可以采用外部編程器進(jìn)行燒寫,也可以利用自己的程序修改Flash的內(nèi)容,且不用外加編程電壓。在進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí),可以利用片內(nèi)的Flash保存一些運(yùn)行數(shù)據(jù),實(shí)現(xiàn)掉電保護(hù);還可以修改Flash中的整個(gè)程序或局部程序,實(shí)現(xiàn)在系統(tǒng)升級(jí)。
本文以TI公司的MSP430系列Flash型芯片為例,對(duì)如何進(jìn)行Flash的自編程操作做進(jìn)一步的探討。
1 MSP430芯片F(xiàn)lash存儲(chǔ)器的結(jié)構(gòu)
Flash存儲(chǔ)器模塊是一個(gè)可獨(dú)立操作的物理存儲(chǔ)器單元。全部模塊安排在同一個(gè)線性地址空間中,一個(gè)模塊又可以分為多個(gè)段。當(dāng)對(duì)Flash存儲(chǔ)器段中的某一位編程時(shí),就必須對(duì)整個(gè)段擦除,因此,F(xiàn)lash存儲(chǔ)器必須分為較小的段,以方便地實(shí)現(xiàn)擦除和編程。圖1是MSP430芯片上Flash存儲(chǔ)器模塊的結(jié)構(gòu)框圖。該Flash存儲(chǔ)器模塊包含如下部分:
控制邏輯——控制Flash擦除和編程時(shí)的機(jī)器狀態(tài)和時(shí)序發(fā)生器;
Flash保護(hù)邏輯——避免意外的Flash擦除和編程操作;
編程電壓發(fā)生器——提供Flash擦除和編程所需全部電壓的集成電荷泵;
3個(gè)16位控制寄存器——FCTL1、FCTL2、FCTL3控制Flash模塊的全部操作;
存儲(chǔ)器本身。
2 Flash存儲(chǔ)器的擦除和編程操作
通常CPU訪問Flash是為了讀取數(shù)據(jù)或者是執(zhí)行程序,這時(shí)數(shù)據(jù)、地址鎖存器是透明的,時(shí)序發(fā)生器和電壓發(fā)生器關(guān)閉。然而,我們有時(shí)候需要在程序執(zhí)行的過程中對(duì)Flash的內(nèi)容進(jìn)行修改,這時(shí)就需要對(duì)控制寄存器FCTLx進(jìn)行適當(dāng)?shù)脑O(shè)置,以保證擦除/編程操作的正確執(zhí)行。當(dāng)進(jìn)行擦除/編程操作時(shí),F(xiàn)lash模塊中的時(shí)序發(fā)生器將產(chǎn)生全部內(nèi)部控制信號(hào),控制全部執(zhí)行過程。這時(shí)CPU是不能訪問Flash的,因此所要執(zhí)行的程序指令必須從別的地方調(diào)用,如RAM,或者將CPU置于空閑狀態(tài)。當(dāng)Flash的編程結(jié)束后,CPU才能重新獲得對(duì)Flash的控制權(quán)。 MSP430系列芯片中只集成了一個(gè)Flash模塊用作程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。這就意味著在對(duì)Flash進(jìn)行編程時(shí),中斷向量是不起作用的,任何中斷請(qǐng)求都得不到響應(yīng)。所有可能的中斷源(包括看門狗)在對(duì)Flash進(jìn)行擦除/編程操作前,都應(yīng)該被屏蔽掉,如程序1所示。
程序1:禁止所有中斷和Watchdog
DINT ;禁止所有可屏蔽中斷
CLR.B IE1 ;禁止NMI、ACCV和OF中斷
MOV #5A80H, WDTCTL ;關(guān)閉片內(nèi)看門狗
2.1 直接進(jìn)行的Flash自編程
MSP430獨(dú)有的一個(gè)特點(diǎn)就是,其Flash模塊可以不用把程序代碼拷貝到其它的存儲(chǔ)器就可實(shí)現(xiàn)自編程。在Flash自編程過程中,當(dāng)CPU從Flash中取指令時(shí),F(xiàn)lash會(huì)返回值 3FFFh(JMP $)給CPU,使CPU處于無限循環(huán)直到Flash自編程的結(jié)束,才會(huì)將下一條指令返回,從而使程序繼續(xù)執(zhí)行下去。
下面給出的程序2,對(duì)MSP430芯片的Flash進(jìn)行自編程是非常容易實(shí)現(xiàn)的。不過這種方法也存在一個(gè)缺點(diǎn):在Flash進(jìn)行自編程的過程中,CPU處于空閑狀態(tài),所以這時(shí)既不能執(zhí)行程序,也不能響應(yīng)中斷,而且這種Flash自編程方法只可用于字或字節(jié)編程模式,而不適用于速度更快的段寫模式。
評(píng)論