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對MC68HC908內Flash在線編程的一種方法

作者: 時間:2007-12-17 來源:網(wǎng)絡 收藏
摘要 Freescale公司新推出的HC系列8位單片機,采用片內取代過去常用的ROM或EPROM,使單片機具有了在線編程寫入或擦除的功能,增強了方便性,擴展了其應用范圍。本文以HCQY4為例,詳細分析如何利用監(jiān)控ROM程序實現(xiàn)對單片機片內的在線編程和應用。
關鍵詞 在踐編程 HC 用戶模式 監(jiān)控模式 ROM


MC68HC908系列單片機的片內Flash可以在兩種模式下在線編程:監(jiān)控模式(monitor mode)和用戶模式(usermode)。兩種模式各有優(yōu)缺點:監(jiān)控模式需要外部硬件支持,但不需要單片機內部程序的存在,所以適合于對新出廠芯片進行編程寫入,或是對芯片的整體擦除或寫入;用戶模式可以在單片機正常工作時進入,所以常用在運行過程中對部分Flash單元進行修改,特別適合于目標系統(tǒng)的動態(tài)程序更新和運行數(shù)據(jù)存儲。在Freescale的許多文檔中一再強調在用戶模式下調用編程子例程之前,應該先將子例程復制到RAM中去,然后跳轉到RAM執(zhí)行;但是對于RAM區(qū)較少的單片機(如MC68HC908QY4),必須利用監(jiān)控ROM中固化的程序。對于這類單片機,即使是在監(jiān)控模式下,RAM區(qū)同樣是不夠Flash編程使用的。因此,本文以MC68HC908QY4為例,為開發(fā)者提供一種在用戶模式下,通過利用監(jiān)控ROM中固化的程序實現(xiàn)對單片機片內Flash在線編程的方法。


1 Flash編程操作
用戶可以對Flash進行3種編程操作:整體擦除、頁擦除和寫入。MC68HC908系列單片機提供了閃速存儲控制寄存器(FLCR),F(xiàn)lash的寫入和擦除操作都是通過設置FLCR中的控制位來完成的。
目前在FLCR中只有4位是有效的:
◇HVEN(高壓允許位),用于將來自片內電荷泵的高壓加到Flash陣列上;
◇MASS(整體擦除位),用于選擇擦除方式(=1為整體擦除,=0為頁擦除);
◇ERASE(擦除控制位),用于選擇擦除操作;
◇PGM(編程寫入控制位),用于選擇編程寫入操作。
在對Flash進行編程操作時,必須注意兩個單位――頁(page)和行(row)。頁多用在對Flash進行頁擦除操作時,而行多用在對Flash進行編程寫入時。對于不同型號的單片機,頁和行的定義可能是不一致的(例如MC68HC908GP32,l頁等于128字節(jié),1行等于64字節(jié);而對于MC68HC908JL3,l頁等于64字節(jié),1行等于32字節(jié));但總的來說,1頁都等于2行。
用戶還可以選擇對部分Flash進行編程保護。保護區(qū)的首地址由Flash塊保護寄存器(FLBPR)設定,末地址則固定為$FFFF。受保護的Flash單元將無法被編程擦除或寫入。以MC68HC908QY4為例,對Flash進行編程的具體操作步驟如下:
(1)頁(整體)擦除操作
①置ERASE位為1(整體擦除的同時置MASS位為1);
②讀出Flash塊保護寄存器;
③向被擦除的Flash頁(整體擦除時為整個Flash區(qū))內任意地址寫入任意值;
④延時TDVS≥μs;
⑤置HVEN位為1;
⑥延時Terasc≥lms(整體擦除時為Tmerase≥4ms);
⑦清ERASE位為O;
⑧延時Tnvh≥5μs(整體擦除時為Tnvh1≥lOOμs);
⑨清HVEN位為O;
⑩延時Trcv≥1μs后,該Flash頁(整體擦除時為整個F1ash區(qū))可以被正常讀取。
(2)寫入操作
QY4采用了以行為單位的寫入方式,其他某些MC68HC908系列的單片機(如GP32),則采用以頁為單位的寫入方式。
①置PGM位為1;
②讀出Flash塊保護寄存器;
③向行地址范圍內任意Flash單元寫入任意值;
④延時Tnvs≥10μs;
⑤置HVEN位為l;
⑥延時Tpgs≥5μs;
⑦向行內目標地址寫入編程數(shù)據(jù);
⑧延時Tprog≥40μs;
⑨重復①~⑧的步驟寫入編程數(shù)據(jù),直至同一行內各字節(jié)編程完畢;
⑩清PGM位為O;
⑾延時Tnvh≥5μs;
⑿清HVEN位為0;
⒀延時Trcv≥1μs以后,該Flash頁可以被正常讀取。


2 Flash的在線編程方法
HC08系列MCU出廠時,F(xiàn)lash區(qū)包含了字節(jié)數(shù)不同的監(jiān)控ROM程序。監(jiān)控ROM程序包含了HC08系列所共有的基本子程序。在用戶模式下,監(jiān)控ROM程序所在的Flash空間可以很方便地讀出。如果讀者感興趣編寫一個讀Flash的程序,再通過串口發(fā)送到計算機端,然后利用CodeWarrior中的反匯編程序將讀出的代碼反匯編,就可以很清楚地看出這些監(jiān)控程序具體的執(zhí)行過程。限于篇幅,本文對于程序本身不再一一列出,只在括號中注明各個程序的功能,并通過示例介紹如何使用ROM中的程序。下面以MC68HC908QY4為例,詳細介紹如何通過ROM程序實現(xiàn)對Flash的在線編程。
2.1 程序中使用的變量
表1詳細列出了程序所定義變量的地址和功能。

2.2 基本的程序模塊及其使用示例
例1 GETBYTE 通過一個I/O引腳接收一個字節(jié)數(shù)據(jù)。
如果該I/O引腳作為輸入口,而且有上拉電阻,那么就可以調用GETBYTE。


例2 RDVRRNG①讀取Flash指定區(qū)間的數(shù)據(jù),并將讀到的數(shù)據(jù)發(fā)送到上位機;②讀取Flash指定區(qū)間的數(shù)據(jù),并與RAM中的數(shù)據(jù)表作比較。
①讀取地址$F000~$F010的數(shù)據(jù)并發(fā)送。


②讀取地址$E800~$E8lF中的數(shù)據(jù)并與RAM中的數(shù)據(jù)作比較。如果相同,則標志位C置位;否則,標志位C清零。


例3 ERARNGE①頁擦除;②整體擦除。
①擦除頁#$EE00~#$EE3F。


②由于是整體擦除的,因此不需要末地址。程序只須將首地址存放到H:X寄存器中。示例將擦除#$F000~#$FFFF。


JB8和JL/JKxx(E)的Flash保護寄存器(FLBPR)不在整個Flash中。由于只要系統(tǒng)上電復位,芯片便會根據(jù)FLBPR把某一塊地址卒間保護起來,因此在使用這條指令之前首先要擦除FLBPR。
例4 PRGRNGE將RAM中的一段數(shù)據(jù)下載到指定的Flash地址區(qū)間內。
由于在下載程序到Flash之前,必須保證這一塊地址空間是空的,所以PRGRNGE應該與ERARNGE結合使用;而且在調用PRGRNGE程序之前必須調用延時子程序DELNUS,用于產生適當?shù)难訒r。對于幾乎所有的HC08單片機,下載區(qū)間沒有特定的限制,但是對于MC68HLC908QT/QYxx,下載區(qū)間必須在同一行內。


例5 DELNUS用于產生適當?shù)难訒r。
DELNUS的兩個參數(shù)分別存放在累加器A和X寄存器中,其中A>l,X>1。累加器A中的值為CPUSPD=4fop。計算公式為DELNUS=3AX+8。示例中,已知延時為100μs,要求計算A和X的值。具體的運算過程如下:
①計算100μs的延時需要多少總線周期。
Bus_cycle=100μs8MHZ=800cycles
②計算A的數(shù)值。 A=CPUSPD=48=32
③計算DELNUS程序運行(1da、ldx、jsr)需要的周期數(shù)N。 N=2+2+5=9
④計算X的值。由方程DELNUS_100us=800=DELNUS+9=332X+8+9,可得X=8,則程序為:


結語
不同類型的單片機,各程序模塊的入口地址不同,開發(fā)者可以查閱Freescale的技術資料,找出這些程序模塊的入口地址。這里還有一點要說明:若要用這種方法對Flash進行在線編程,則該型MCU必須具有本文第2部分所描述的程序功能模塊。本文的目的就是想以MC68HC908QY4為例,為開發(fā)者提供一種對片內Flash在線編程的方法,由此獲得更多、更好的應用。



關鍵詞: Flash 908 MC 68

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