56F8013程序Flash的在線可編程特性及應用
摘要: 基于數字信號控制器56F8013內部程序Flash在線可編程特點編寫具有在應用可編程(In-Application Programm)功能的程序可以方便嵌入式軟件開發。本文在介紹56F8013的Flash編程方法的基礎之上,描述一種它的自舉程序(Bootloader)實現方法。該方法應用在智能汽車競賽直立車模控制系統開發過程中,加快了車?,F場調試的過程。該方法原理同樣適應于飛思卡爾公司數字信號控制器系列其它單片機開發。
本文引用地址:http://www.104case.com/article/134970.htm智能汽車競賽要求必須采用飛思卡爾公司的微控制器作為控制單元的核心芯片,數字信號控制器(DSC)系列具有運算速度快、功耗低、外圍設備豐富等特點,非常適合智能汽車競賽車模控制。在競賽秘書處提供的直立車模控制參考方案中就采用了DSC56F8013芯片組成控制核心電路[1]。該芯片不僅內部硬件資源可以滿足車??刂埔螅宜能浖_發環境Codewarrior中的PE(Processor Expert)可以自動生成芯片中各硬件模塊的接口代碼,使得開發者只需關注應用軟件的開發,這樣便可以提高軟件的開發效率和準確性。
在DSC56F8013的程序開發和調試中,可以使用專用的JTEG調試工具,這種方式在車模控制系統開發中具有一定缺點。車?,F場調試中,單片機的代碼和參數需要頻繁的進行更新,使用JTEG調試工具,調試接頭的引線很多,插拔接頭不便。特別是無法在車模運行時實時監測內部程序控制參數。
近些年來一種在應用編程(IAP,In Application Program)技術廣泛應用在嵌入式系統軟件開發中。IAP技術就是利用單片機系統已有的通信硬件接口,單片機應用軟件通過這些接口與上位計算機通訊,接受新的單片機程序并重新燒寫在單片機的Flash中。通過這種程序下載和運行監控的方式完成軟件的開發與升級。這種方式無法達到專業JTEG開發工具的程序單步跟蹤調試的功能,但可以借助于單片機的通信接口或者其它顯示界面將軟件運行的狀態進行顯示,幫助分析軟件運行的狀態。特別是在單片機底層硬件模塊的接口軟件都已經有PE自動生成,應用層軟件都是用C語言開發,所以通常不需要進行軟件的但不跟蹤調試。因此基于IAP 進行軟件開發可以滿足一般嵌入式軟件開發的要求。
利用IAP開發軟件需要滿足兩個條件:第一個是單片機內部Flash必須可以通過自身應用程序進行更新;第二個是在應用軟件中包含一個專門的程序自舉模塊(Bootloader)完成程序的下載。Bootloader模塊位于Flash的固定位置,它的程序代碼不需要進行更新。單片機應用軟件在特定的觸發條件下可以進入該模塊執行命令,專門進行更新單片機軟件。本文將介紹56F8013單片機的內部Flash的編程功能以及基于此實現Bootloader的功能,也可利用對Flash編程特點實現控制軟件參數的存儲和更新功能。
56F8013內部FLASH編程
56F8013是一款32管腳LQFP封裝的DSC芯片[2],內部資源包括有:運行頻率32MHz的DSP和MCU功能統一的內核,16KB可編程Flash,4KBRAM, 串行接口UART,SPI,I2C各一個,此外還包含有PWM,ADC,TIMER以及片上時鐘電路。這些豐富的資源以及低廉的價格使得它在工業、醫消費類產品方面得到了廣泛的應用。特別是它內部Flash可以由程序編程,這為它實現IAP功能提供了基礎。
56F8013內部的程序和數據存儲器地址空間分布如下圖所示:

其中2KB的RAM可以同時在程序和數據兩個空間訪問,程序指令可以通過數據拷貝傳送到RAM中執行,這一特點對于Flash編程的指令特別重要,因為它們需要在RAM執行。對于56F8013內部Flash編程是通過三個Flash模塊寄存器編程來完成的,它是分別是Flash編程命令寄存器、控制寄存器以及狀態寄存器。用戶不必深入了解如何通過這些寄存器完成對Flash編程的過程,只要通過開發集成環境中的PE可以方便的生成對Flash編程的函數。下圖顯示了使用PE增加CPU內部外設中的Memory中IntFlash組件的界面。

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