STC單片機(jī)的下載協(xié)議

關(guān)于STC的下載在Linux平臺(tái)下面一直是一個(gè)老大難的問(wèn)題。我最近一段時(shí)間去ourdev網(wǎng)站，和數(shù)碼之家，包括有一些熱心人的協(xié)助。以及一些前人開(kāi)發(fā)的開(kāi)源軟件，類(lèi)似gSTC-ISP之類(lèi)的軟件。才讓我完全的搞懂了STC的ISP協(xié)議。

本文以GPL v3條款發(fā)布。但是切勿胡亂傳播。影響宏晶的利益。這個(gè)逆向工程做的并不妥當(dāng)。望宏晶包涵，畢竟你并未公開(kāi)協(xié)議。導(dǎo)致我們使用Linux的人痛苦不堪。

現(xiàn)在先放出用Gambas寫(xiě)的兩個(gè)ISP軟件。分別對(duì)應(yīng)89系列和12系列。15系列正在分析。別的系列因?yàn)椴怀Ｓ脮簾o(wú)協(xié)議。

SerialPortkSTC89-ISP

那么呢，我就先從STC89系列的講起。大同小異的。

STC89系列的單片機(jī)在上電的時(shí)候會(huì)執(zhí)行在ISP FLASH的ISP程序。只要在串口上收到連續(xù)的0x7f，便會(huì)進(jìn)入ISP模式。老姚選擇 0x7f的理由是里面沒(méi)有連續(xù)的低電平。這樣的話(huà)就可以讓單片機(jī)來(lái)調(diào)整自身UART的時(shí)鐘到計(jì)算機(jī)的時(shí)鐘，讓波特率同步。但是若頻率太高，則測(cè)不準(zhǔn)。所以啟動(dòng)波特率要控制在9600以下為宜。

而且均有時(shí)間限制。如果不在超時(shí)時(shí)間內(nèi)連接MCU。MCU會(huì)自動(dòng)斷開(kāi)，跑用戶(hù)程序。這就是為什么某些芯片，類(lèi)似PL2303打開(kāi)關(guān)閉速度慢的芯片下載容易出問(wèn)題的原因。

切入正題：

STC的數(shù)據(jù)包格式為：

包頭 2BYTE+標(biāo)識(shí) 2BYTE +長(zhǎng)度 1BYTE +包類(lèi)型1 BYTE+數(shù)據(jù) nnBYTE+校驗(yàn)碼 1BYTE+包尾1BYTE。

包頭固定0×46,0xb9.(但是在信息幀中不包含包頭

標(biāo)識(shí)來(lái)自單片機(jī)的是68 00

而來(lái)自計(jì)算機(jī)的是6A 00

包尾固定0×16.

至于我這里捕獲的標(biāo)識(shí)，在89系列里大概有

0×00 ——信息（注意，這里沒(méi)有包頭）

0×00 ——數(shù)據(jù)（這個(gè)是切換波特率以后的

0x8F ——新波特率實(shí)驗(yàn)

0x8E ——波特率正式更改

0×84 ——擦除芯片

0×80 ——校驗(yàn)返回

0x8D ——設(shè)置選項(xiàng)并且結(jié)束編程

0×80 ——（結(jié)束時(shí)，上位機(jī)）結(jié)束編程，通知MCU復(fù)位。

0×80 ——暫時(shí)未知（交互中的，不影響下載）

通訊的交互過(guò)程

PC =》開(kāi)啟0x7f MCU

MCU=》信息 PC

PC=》計(jì)算重載值，波特率測(cè)試 MCU（發(fā)送完立馬要切換波特率到計(jì)算值） MCU

MCU =》確認(rèn)波特率測(cè)試 =》PC

PC=》（切換回原波特率）波特率正式改變 MCU

MCU =》（切換到計(jì)算值）確認(rèn)

PC=》未知

MCU=》確認(rèn)

PC=》擦除

MCU =》 確認(rèn)

PC=》寫(xiě)入數(shù)據(jù)包

MCU =》確認(rèn)

PC =》設(shè)置選項(xiàng)

MCU =》確認(rèn)

PC=》退出編程

MCU =》返回。

校驗(yàn)和的算法就是除了包頭，包尾，校驗(yàn)和，其他統(tǒng)統(tǒng)加起來(lái)，取低八位（STC89）或者低16位（STC12）。

—————————–大致的通訊過(guò)程如上，現(xiàn)在從信息幀講起—————————-

信息幀是類(lèi)似這個(gè)的信息（注意，沒(méi)有包頭）：

68 00 3B 00 14 DA 14 DA 14 DA 14 DA 14 DA 14 DA 14 DA 14 DA 43 43 FD F0 02 82 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 0A 16

其中數(shù)據(jù)部分的Byte 4 ~ 19均為測(cè)量PC的脈寬，而按照脈寬計(jì)算CPU的速度的公式為：

fOSC=脈寬 *波特率 * 12 /7，依次可以計(jì)算出MCU可以用的最高波特率。

后面的0×43 0×43代表MCU固件是4.3C.

緊跟的0xFD代表選項(xiàng)信息：

x x x x x x x x
8 7 6 5 4 3 2 1
3=需要短接P1.0/P1.1 才能下載 1=關(guān)閉,0=開(kāi)啟
6=ALE腳,0=P4.5,1=ALE
8=停止看門(mén)狗,1=復(fù)位關(guān),0=停電關(guān)
7=允許訪(fǎng)問(wèn)內(nèi)部AUX RAM,1=允許,0=不允許
4=下次下載擦DATAFLASH,0=開(kāi),1=管
5=時(shí)鐘增益,1=高,0=低
1=時(shí)鐘倍速,1=12T,0=6T

然后，PC需要計(jì)算出MCU最高可用波特率。但是這里STC89系列比較的奇怪。因?yàn)樵?1.0592M的晶振下，居然能跑到115200的波特率。但是用傳統(tǒng)公式計(jì)算。最多就57600.
似乎是倍頻再倍頻，也就是原來(lái)是/16的現(xiàn)在/8了。實(shí)在是奇怪。

PUBLIC FUNCTION Calculate_load(Baud AS Integer, Crystal AS Long) AS StringCrystal以HZ計(jì)單位12T函數(shù)DIM reload AS ByteDIM Baud0 AS IntegerDIM v AS Long使用12T模式，加倍STC超級(jí)波特率v = Baud * 32reload = Int(256 - (crystal / v) + 0.5)baud0 = ((crystal / 2) / (256 - reload) / 16)TRY calc_error = Abs((Baud / baud0) - 1) * 10000RETURN Chr(reload)END

看起來(lái)這個(gè)玩意的實(shí)現(xiàn)應(yīng)該是*軟件模擬的。但是具體的實(shí)現(xiàn)的話(huà)。我還是不清楚。畢竟現(xiàn)在老姚學(xué)聰明了。MOVC讀FLASH以外的地方均會(huì)導(dǎo)致復(fù)位……所以具體實(shí)現(xiàn)方式實(shí)在弄不清楚。

波特率實(shí)驗(yàn)幀的數(shù)據(jù)部分是

FF 重載值 00 00 06 等待回應(yīng)值 ISP定時(shí)常數(shù)

重載值的上面已經(jīng)貼出GAMBAS的計(jì)算方式。對(duì)于PL2303芯片這種打開(kāi)和關(guān)閉速度比較慢的串口，等待回應(yīng)值我喜歡用0xE0。因?yàn)榭梢栽诒容^快的速度下不出錯(cuò)。ISP定時(shí)常數(shù)推薦使用0×81。我測(cè)試到50M的外部時(shí)鐘都不出問(wèn)題。

然后PC必須在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)切換到新的波特率上，等待MCU的回應(yīng)。

MCU的回應(yīng)PC的幀一模一樣，只是標(biāo)識(shí)和校驗(yàn)和有差別。

然后再次重復(fù)。只不過(guò)不發(fā)送ISP定時(shí)值。

接著一番交互以后：

這一段代碼似乎是固定的。

PC就會(huì)向MCU發(fā)送擦除命令。很簡(jiǎn)單，直接順序發(fā)出去即可：

然后接受到MCU的回應(yīng)后。發(fā)送ROM數(shù)據(jù)包：

ROM數(shù)據(jù)包的格式很簡(jiǎn)單

0×00(標(biāo)識(shí))+0×00 0×00(填充) +高八位地址+低八位地址+0×00+長(zhǎng)度（一般固定0×80，后面填充就OK了）+數(shù)據(jù)

然后MCU的回應(yīng)也比較簡(jiǎn)單：

0×80是標(biāo)識(shí)。

至于0×79就是寫(xiě)入的時(shí)候返回的校驗(yàn)和了。算法就是把上一次發(fā)送的數(shù)據(jù)部分用一次加法校驗(yàn)和。

循環(huán)到終點(diǎn)，就發(fā)送設(shè)置選項(xiàng)命令：

其中的0xFD君就是選項(xiàng)信息了。參見(jiàn)信息幀的介紹章。

等待MCU回應(yīng)后，發(fā)送退出幀讓MCU復(fù)位。執(zhí)行用戶(hù)程序。

STC89系列的先介紹到這里。