設計自己的ISP程序
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發布日期：2008-08-28 22:16:02
文章标簽：ISP程序
摘要
設計ISP程序，可以通過(guò)通信接口升級(jí)程序
許多應用系統中都需要進行程序代碼升級，如果程序代碼在外部Flash存儲器中，實現程序代碼升級可以對外部Flash直接操作。但對於在單片機内部的一些系統程序代碼，就要求此單片機支持IAP(In-Application-Programming)功能 。本文即介紹此情況下的ISP(In-System-Programming)程序設計方法，以及在SST和STC單片機上的具體實現 。
1 ISP實現基本結構
ISP的實現方式有很多種，但大緻都遵循圖1所示流程。
[img]UpLoad/22.jpg[/img]
其中，判斷用戶ISP選擇 ，一般有以下幾種方式 。
(1)連接計算機系統，由系統的命令選擇
進入用戶ISP選擇判斷時，先由單片機發送特定特征數據 ，然後等待命令數據 ，如果在一定的時間内 ，接收到計算機系統發出的選擇命令則進入用戶代碼升級，否則直接跳轉到用戶代碼執行。
(2)由用戶闆上的跳線選擇
一般利用單片機空餘的端口，設計一個代碼升級選擇跳線 。進入用戶ISP選擇判斷時，單片機可以直接根據此端口的狀态判斷進入用戶代碼升級還是直接跳轉到用戶代碼執行。
(3)由用戶闆操作功能選擇
在用戶闆的功能菜單或功能組合中，允許用戶選擇代碼升級功能，同時 ，在外部存儲器中存放相應的标志。當選擇代碼升級功能時，在外部存儲器中寫入特定數據 ，然後程序複位。進入用戶ISP選擇判斷時，判斷外部存儲器中的數據，如果符合條件則進入用戶代碼升級，否則直接跳轉到用戶代碼執行。
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2 IAP程序設計
目前，許多單片機都支持IAP功能，一般這些單片機内部都包含兩個Flash塊 ，在一塊Flash中運行的程序可對另一塊Flash進行擦除和重新編程。一般都将ISP程序存放在容量較小的一塊Flash中(Block1)，而将用戶代碼存放在容量較大的一塊Flash中(Block0)。Block1中的ISP程序對Block0中的用戶代碼進行擦除和重新編程。
下面以兩種51系列兼容的Flash單片機爲例 ，介紹IAP的程序設計。一種是SST89C54，另一種是STC89C516RD。
(1)SST89C54相關特性
SST89C54内部有20KB(16KB+4KB)程序存儲器 ，統一編址 。Block0爲0000H～3FFFH；Block1爲F000H～FFFFH。Block1可以選擇映射到0000H地址開始的1KB/2KB/4KB程序區。
(2)STC89C516RD相關特性
SST89C516RD内部有72KB(64KB+8KB)程序存儲器。Block0爲0000H～FFFFH，Block1可以選擇映射到0000H地址開始的8KB程序區(上電複位缺省爲地址映射)。
SST與STC單片機的IAP操作幾乎完全相同，本刊網站(www.dpj.com.cn)中給出瞭IAP函數的C程序源代碼IAP.C。要特别注意的是，Block0_erase函數中對於block0的選擇，兩種單片機是不同的(正好相反)。
3 ISP程序到用戶代碼的切換
在設計中一般都将ISP程序設計爲上電複位後運行的程序 ，如果不需要用戶代碼升級或升級完成後 ，就要将程序切換到用戶代碼執行。ISP程序到用戶代碼的切換，不同的單片機各不相同 。
(1)SST89C54程序區Block1到Block0的切換實現
SST89C54單片機在燒錄時，将ISP程序寫到Block1，並且燒錄映射選擇位RB0/RB1(RE-MAP[1:0])。這樣程序上電複位時，自動将Block1映射到0000H地址開始的4KB程序區，進入ISP程序執行。由於Block1同時還分配在地址F000H～FFFFH，因此，編譯生成ISP程序代碼時，設定所有的地址範圍都在F000H～FFFFH。需要切換到用戶代碼(Block0)運行時，修改SFCF[7]控制位VIS，将Block1的0000H地址映射取消，然後程序跳轉到地址0000H執行，則開始運行Block0中的用戶代碼程序。
本刊網站中給出瞭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函數以及STARTUP.A51，並且在IAP.C和ISP.C中都要去掉STC的定義。爲瞭将地址範圍設定到F000H～FFFFH，要将STARTUP.A51中程序入口地址由0改爲0F000H，如下：
CSEG AT 0F000H
?C_STARTUP: LJMP STARTUP1
還要修改編譯選項設置Target選項卡中Off-chip Code memory：Start =0xF000；Size=0x1000；還要設置C51選項卡中Interrupt Vectors at address：0xF000。
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(2)STC89C516RD程序區Block1到Block0的切換實現
STC89C516RD單片機在燒錄時，将ISP程序寫到Block1。(注意：並不燒錄SC0/SC1位)。單片機上電複位時，缺省的Block1映射到0000H地址開始的8KB程序區 ，進入ISP程序執行 。需要切換到用戶代碼(Block0)運行時，ISP修改SFCF[1]控制位SWR，産生一個軟複位(Software Reset)。由於SC0和SC1都未燒錄 ，程序軟複位後，Block1将不再映射到0000H地址映，則開始運行Block0中的用戶代碼程序。
本刊網站中給出瞭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，並且在IAP.C和ISP.C中都要保留STC的定義。
4 與計算機的通信協議
升級用戶代碼時，需要與計算機進行通信，一般採用RS232串行通信，數據協議採用簡單協議。此協議參考瞭ADuC812單片機的ISP數據協議。(ADuC812單片機硬件内置ISP程序)。
(1)複位命令(計算機→單片機)
計算機發送4字節複位命令 ：21H，5AH，00H，A6H，單片機返回複位信息。
(2)複位信息(單片機→計算機)
複位信息爲25字節 ，前3字節爲單片機公司特征字符(如：“ADI”“SST”“STC”)，後1字節爲校驗和。
(3)數據包格式(計算機→單片機)
計算機發送數據包格式：07H、0EH、長度 、數據、校驗和(長度與數據的校驗和)。
(4)擦除命令
計算機發送數據包 ，其中數據隻有1字節，内容爲 ：字符“A”或“C”。單片機擦除用戶程序區後返回1字節06H表示成功；05H表示失敗。
(5)編程命令
計算機發送數據包，其中數據内容：“W”，00H，地址高字節，地址低字節，程序數據。單片機返回1字節06H表示成功；05H表示失敗。
(6)運行用戶程序
計算機發送數據包，其中數據隻有1字節，内容爲：字符“U”。單片機返回1字節06H表示成功，然後跳轉到用戶程序運行。
本刊網站提供瞭計算機下載軟件的C程序源代碼Download.C。
結 語
根據以上ISP程序設計思路和實例，大家可以修改ISP初始代碼，或者豐富它的ISP功能(讀功能、口令控制等)，嘗試設計自己的ISP程序，定能爲自己的系統增色不少 。 "
