如何編寫STC單片機(jī)的ISP協(xié)議

STC單片機(jī)包含兩個(gè)Flash塊,在一塊Flash中運(yùn)行的程序可對(duì)另一塊Flash進(jìn)行擦除和重新編程.一般都將ISP程序存放在容量較小的一塊Flash中(Block1),而將用戶代碼存放在容量較大的一塊Flash中(Block0).Block1中的ISP程序?qū)lock0中的用戶代碼進(jìn)行擦除和重新編程.在做STC單片機(jī)解密或是使用的朋友都知道，在STC單片機(jī)的程序存儲(chǔ)區(qū)后，還有一段大約3K的代碼，這段代碼就是STC單片機(jī)的ISP程序，在STC單片機(jī)的數(shù)據(jù)手冊(cè)里有關(guān)于對(duì)于ISP的生機(jī)資料，既然這段代碼是可以升級(jí)的，那么我們就可以肯定這個(gè)區(qū)域是可以改寫的，呵呵，這些涉及到了對(duì)STC單片機(jī)軟解密的技術(shù)，我不多提了，大家可以動(dòng)用自己的智慧。

下面為大家提供一些自己設(shè)計(jì)STC ISP協(xié)議的資料。許多應(yīng)用系統(tǒng)中都需要進(jìn)行程序代碼升級(jí),如果程序代碼在外部Flash存儲(chǔ)器中,實(shí)現(xiàn)程序代碼升級(jí)可以對(duì)外部Flash直接操作.但對(duì)于在單片機(jī)內(nèi)部的一些系統(tǒng)程序代碼,就要求此單片機(jī)支持IAP(In-Application-Programming)功能.本文即介紹此情況下的ISP(In-System-Programming)程序設(shè)計(jì)方法,以及在SST和STC單片機(jī)上的具體實(shí)現(xiàn).
1ISP實(shí)現(xiàn)基本結(jié)構(gòu)
ISP的實(shí)現(xiàn)方式有很多種,但大致都遵循圖1所示流程.


圖1
其中,判斷用戶ISP選擇,一般有以下幾種方式.
(1)連接計(jì)算機(jī)系統(tǒng),由系統(tǒng)的命令選擇
進(jìn)入用戶ISP選擇判斷時(shí),先由單片機(jī)發(fā)送特定特征數(shù)據(jù),然后等待命令數(shù)據(jù),如果在一定的時(shí)間內(nèi),接收到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)發(fā)出的選擇命令則進(jìn)入用戶代碼升級(jí),否則直接跳轉(zhuǎn)到用戶代碼執(zhí)行.
(2)由用戶板上的跳線選擇
一般利用單片機(jī)空余的端口,設(shè)計(jì)一個(gè)代碼升級(jí)選擇跳線.進(jìn)入用戶ISP選擇判斷時(shí),單片機(jī)可以直接根據(jù)此端口的狀態(tài)判斷進(jìn)入用戶代碼升級(jí)還是直接跳轉(zhuǎn)到用戶代碼執(zhí)行.
(3)由用戶板操作功能選擇
在用戶板的功能菜單或功能組合中,允許用戶選擇代碼升級(jí)功能,同時(shí),在外部存儲(chǔ)器中存放相應(yīng)的標(biāo)志.當(dāng)選擇代碼升級(jí)功能時(shí),在外部存儲(chǔ)器中寫入特定數(shù)據(jù),然后程序復(fù)位.進(jìn)入用戶ISP選擇判斷時(shí),判斷外部存儲(chǔ)器中的數(shù)據(jù),如果符合條件則進(jìn)入用戶代碼升級(jí),否則直接跳轉(zhuǎn)到用戶代碼執(zhí)行.
2IAP程序設(shè)計(jì)
目前,許多單片機(jī)都支持IAP功能,一般這些單片機(jī)內(nèi)部都包含兩個(gè)Flash塊,在一塊Flash中運(yùn)行的程序可對(duì)另一塊Flash進(jìn)行擦除和重新編程.一般都將ISP程序存放在容量較小的一塊Flash中(Block1),而將用戶代碼存放在容量較大的一塊Flash中(Block0).Block1中的ISP程序?qū)lock0中的用戶代碼進(jìn)行擦除和重新編程.
下面以兩種51系列兼容的Flash單片機(jī)為例,介紹IAP的程序設(shè)計(jì).一種是SST89C54,另一種是STC89C516RD.
(1)SST89C54相關(guān)特性
SST89C54內(nèi)部有20KB(16KB+4KB)程序存儲(chǔ)器,統(tǒng)一編址.Block0為0000H~3FFFH;Block1為F000H~FFFFH.Block1可以選擇映射到0000H地址開始的1KB/2KB/4KB程序區(qū).
(2)STC89C516RD相關(guān)特性
SST89C516RD內(nèi)部有72KB(64KB+8KB)程序存儲(chǔ)器.Block0為0000H~FFFFH,Block1可以選擇映射到0000H地址開始的8KB程序區(qū)(上電復(fù)位缺省為地址映射).
SST與STC單片機(jī)的IAP操作幾乎完全相同,本刊網(wǎng)站(www.dpj.com.cn)中給出了IAP函數(shù)的C程序源代碼IAP.C.要特別注意的是,Block0_erase函數(shù)中對(duì)于block0的選擇,兩種單片機(jī)是不同的(正好相反).
3ISP程序到用戶代碼的切換
在設(shè)計(jì)中一般都將ISP程序設(shè)計(jì)為上電復(fù)位后運(yùn)行的程序,如果不需要用戶代碼升級(jí)或升級(jí)完成后,就要將程序切換到用戶代碼執(zhí)行.ISP程序到用戶代碼的切換,不同的單片機(jī)各不相同.
(1)SST89C54程序區(qū)Block1到Block0的切換實(shí)現(xiàn)
SST89C54單片機(jī)在燒錄時(shí),將ISP程序?qū)懙紹lock1,并且燒錄映射選擇位RB0/RB1(RE-MAP[1:0]).這樣程序上電復(fù)位時(shí),自動(dòng)將Block1映射到0000H地址開始的4KB程序區(qū),進(jìn)入ISP程序執(zhí)行.由于Block1同時(shí)還分配在地址F000H~FFFFH,因此,編譯生成ISP程序代碼時(shí),設(shè)定所有的地址范圍都在F000H~FFFFH.需要切換到用戶代碼(Block0)運(yùn)行時(shí),修改SFCF[7]控制位VIS,將Block1的0000H地址映射取消,然后程序跳轉(zhuǎn)到地址0000H執(zhí)行,則開始運(yùn)行Block0中的用戶代碼程序.
本刊網(wǎng)站中給出了ISP的C程序源代碼ISP.C.需要注意的是,此程序在Keil-C中要建立工程文件,包含
IAP.C函數(shù)以及STARTUP.A51,并且在IAP.C和ISP.C中都要去掉STC的定義.為了將地址范圍設(shè)定到F000H~FFFFH,要將STARTUP.A51中程序入口地址由0改為0F000H,如下:
CSEG AT 0F000H
?C_STARTUP: LJMP STARTUP1
還要修改編譯選項(xiàng)設(shè)置Target選項(xiàng)卡中Off-chip Code memory:Start
=0xF000;Size=0x1000;還要設(shè)置C51選項(xiàng)卡中Interrupt Vectors at address:0xF000.
(2)STC89C516RD程序區(qū)Block1到Block0的切換實(shí)現(xiàn)
STC89C516RD單片機(jī)在燒錄時(shí),將ISP程序?qū)懙紹lock1.(注意:并不燒錄SC0/SC1位).單片機(jī)上電復(fù)位時(shí),缺省的Block1映射到0000H地址開始的8KB程序區(qū),進(jìn)入ISP程序執(zhí)行.需要切換到用戶代碼(Block0)運(yùn)行時(shí),ISP修改SFCF[1]控制位SWR,產(chǎn)生一個(gè)軟復(fù)位(Software
Reset).由于SC0和SC1都未燒錄,程序軟復(fù)位后,Block1將不再映射到0000H地址映,則開始運(yùn)行Block0中的用戶代碼程序.
本刊網(wǎng)站中給出了ISP的C程序源代碼ISP.C.要注意的是:此程序在Keil-C中要建立工程文件,包含IAP.C函數(shù),并且在IAP.C和ISP.C中都要保留STC的定義.