對(duì)MC68HC908內(nèi)Flash在線編程的一種方法
關(guān)鍵詞 Flash 在踐編程 MC68HC908 用戶模式 監(jiān)控模式 ROM
MC68HC908系列單片機(jī)的片內(nèi)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(diǎn):監(jiān)控模式需要外部硬件支持,但不需要單片機(jī)內(nèi)部程序的存在,所以適合于對(duì)新出廠芯片進(jìn)行編程寫入,或是對(duì)芯片的整體擦除或?qū)懭?;用戶模式可以在單片機(jī)正常工作時(shí)進(jìn)入,所以常用在運(yùn)行過(guò)程中對(duì)部分Flash單元進(jìn)行修改,特別適合于目標(biāo)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)程序更新和運(yùn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。在Freescale的許多文檔中一再?gòu)?qiáng)調(diào)在用戶模式下調(diào)用編程子例程之前,應(yīng)該先將子例程復(fù)制到RAM中去,然后跳轉(zhuǎn)到RAM執(zhí)行;但是對(duì)于RAM區(qū)較少的單片機(jī)(如MC68HC908QY4),必須利用監(jiān)控ROM中固化的程序。對(duì)于這類單片機(jī),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(kāi)發(fā)者提供一種在用戶模式下,通過(guò)利用監(jiān)控ROM中固化的程序?qū)崿F(xiàn)對(duì)單片機(jī)片內(nèi)Flash在線編程的方法。
1 Flash編程操作
用戶可以對(duì)Flash進(jìn)行3種編程操作:整體擦除、頁(yè)擦除和寫入。MC68HC908系列單片機(jī)提供了閃速存儲(chǔ)控制寄存器(FLCR),F(xiàn)lash的寫入和擦除操作都是通過(guò)設(shè)置FLCR中的控制位來(lái)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(lái)自片內(nèi)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(yè)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(duì)Flash進(jìn)行編程操作時(shí),必須注意兩個(gè)單位――頁(yè)(page)和行(row)。頁(yè)多用在對(duì)Flash進(jìn)行頁(yè)擦除操作時(shí),而行多用在對(duì)Flash進(jìn)行編程寫入時(shí)。對(duì)于不同型號(hào)的單片機(jī),頁(yè)和行的定義可能是不一致的(例如MC68HC908GP32,l頁(yè)等于128字節(jié),1行等于64字節(jié);而對(duì)于MC68HC908JL3,l頁(yè)等于64字節(jié),1行等于32字節(jié));但總的來(lái)說(shuō),1頁(yè)都等于2行。
用戶還可以選擇對(duì)部分Flash進(jìn)行編程保護(hù)。保護(hù)區(qū)的首地址由Flash塊保護(hù)寄存器(FLBPR)設(shè)定,末地址則固定為$FFFF。受保護(hù)的Flash單元將無(wú)法被編程擦除或?qū)懭搿R訫C68HC908QY4為例,對(duì)Flash進(jìn)行編程的具體操作步驟如下:
(1)頁(yè)(整體)擦除操作
①置ERASE位為1(整體擦除的同時(shí)置MASS位為1);
②讀出Flash塊保護(hù)寄存器;
③向被擦除的Flash頁(yè)(整體擦除時(shí)為整個(gè)Flash區(qū))內(nèi)任意地址寫入任意值;
④延時(shí)TDVS≥μs;
⑤置HVEN位為1;
⑥延時(shí)Terasc≥lms(整體擦除時(shí)為Tmerase≥4ms);
⑦清ERASE位為O;
⑧延時(shí)Tnvh≥5μs(整體擦除時(shí)為Tnvh1≥lOOμs);
⑨清HVEN位為O;
⑩延時(shí)Trcv≥1μs后,該Flash頁(yè)(整體擦除時(shí)為整個(gè)F1ash區(qū))可以被正常讀取。
(2)寫入操作
QY4采用了以行為單位的寫入方式,其他某些MC68HC908系列的單片機(jī)(如GP32),則采用以頁(yè)為單位的寫入方式。
①置PGM位為1;
②讀出Flash塊保護(hù)寄存器;
③向行地址范圍內(nèi)任意Flash單元寫入任意值;
④延時(shí)Tnvs≥10μs;
⑤置HVEN位為l;
⑥延時(shí)Tpgs≥5μs;
⑦向行內(nèi)目標(biāo)地址寫入編程數(shù)據(jù);
⑧延時(shí)Tprog≥40μs;
⑨重復(fù)①~⑧的步驟寫入編程數(shù)據(jù),直至同一行內(nèi)各字節(jié)編程完畢;
⑩清PGM位為O;
⑾延時(shí)Tnvh≥5μs;
⑿清HVEN位為0;
⒀延時(shí)Trcv≥1μs以后,該Flash頁(yè)可以被正常讀取。
2 Flash的在線編程方法
HC08系列MCU出廠時(shí),F(xiàn)lash區(qū)包含了字節(jié)數(shù)不同的監(jiān)控ROM程序。監(jiān)控ROM程序包含了HC08系列所共有的基本子程序。在用戶模式下,監(jiān)控ROM程序所在的Flash空間可以很方便地讀出。如果讀者感興趣編寫一個(gè)讀Flash的程序,再通過(guò)串口發(fā)送到計(jì)算機(jī)端,然后利用CodeWarrior中的反匯編程序?qū)⒆x出的代碼反匯編,就可以很清楚地看出這些監(jiān)控程序具體的執(zhí)行過(guò)程。限于篇幅,本文對(duì)于程序本身不再一一列出,只在括號(hào)中注明各個(gè)程序的功能,并通過(guò)示例介紹如何使用ROM中的程序。下面以MC68HC908QY4為例,詳細(xì)介紹如何通過(guò)ROM程序?qū)崿F(xiàn)對(duì)Flash的在線編程。
2.1 程序中使用的變量
表1詳細(xì)列出了程序所定義變量的地址和功能。
2.2 基本的程序模塊及其使用示例
例1 GETBYTE 通過(guò)一個(gè)I/O引腳接收一個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)。
如果該I/O引腳作為輸入口,而且有上拉電阻,那么就可以調(diào)用GETBYTE。
例2 RDVRRNG①讀取Flash指定區(qū)間的數(shù)據(jù),并將讀到的數(shù)據(jù)發(fā)送到上位機(jī);②讀取Flash指定區(qū)間的數(shù)據(jù),并與RAM中的數(shù)據(jù)表作比較。
①讀取地址$F000~$F010的數(shù)據(jù)并發(fā)送。
②讀取地址$E800~$E8lF中的數(shù)據(jù)并與RAM中的數(shù)據(jù)作比較。如果相同,則標(biāo)志位C置位;否則,標(biāo)志位C清零。
例3 ERARNGE①頁(yè)擦除;②整體擦除。
①擦除頁(yè)#$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(hù)寄存器(FLBPR)不在整個(gè)Flash中。由于只要系統(tǒng)上電復(fù)位,芯片便會(huì)根據(jù)FLBPR把某一塊地址卒間保護(hù)起來(lái),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(nèi)。
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(yīng)該與ERARNGE結(jié)合使用;而且在調(diào)用PRGRNGE程序之前必須調(diào)用延時(shí)子程序DELNUS,用于產(chǎn)生適當(dāng)?shù)难訒r(shí)。對(duì)于幾乎所有的HC08單片機(jī),下載區(qū)間沒(méi)有特定的限制,但是對(duì)于MC68HLC908QT/QYxx,下載區(qū)間必須在同一行內(nèi)。
例5 DELNUS用于產(chǎn)生適當(dāng)?shù)难訒r(shí)。
DELNUS的兩個(gè)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(jì)算公式為DELNUS=3AX+8。示例中,已知延時(shí)為100μs,要求計(jì)算A和X的值。具體的運(yùn)算過(guò)程如下:
①計(jì)算100μs的延時(shí)需要多少總線周期。
Bus_cycle=100μs8MHZ=800cycles
②計(jì)算A的數(shù)值。 A=CPUSPD=48=32
③計(jì)算DELNUS程序運(yùn)行(1da、ldx、jsr)需要的周期數(shù)N。 N=2+2+5=9
④計(jì)算X的值。由方程DELNUS_100us=800=DELNUS+9=332X+8+9,可得X=8,則程序?yàn)椋?/P>
結(jié)語(yǔ)
不同類型的單片機(jī),各程序模塊的入口地址不同,開(kāi)發(fā)者可以查閱Freescale的技術(shù)資料,找出這些程序模塊的入口地址。這里還有一點(diǎn)要說(shuō)明:若要用這種方法對(duì)Flash進(jìn)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(kāi)發(fā)者提供一種對(duì)片內(nèi)Flash在線編程的方法,由此獲得更多、更好的應(yīng)用。
評(píng)論