56F8013程序Flash的在線可編程特性及應(yīng)用

　　摘要: 本文在介紹56F8013的Flash編程方法的基礎(chǔ)之上，描述一種它的自舉程序(Bootloader)實(shí)現(xiàn)方法。該方法應(yīng)用在智能汽車競(jìng)賽直立車模控制系統(tǒng)開(kāi)發(fā)過(guò)程中，加快了車模現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試的過(guò)程。該方法原理同樣適應(yīng)于飛思卡爾公司數(shù)字信號(hào)控制器系列其它單片機(jī)開(kāi)發(fā)。

　　智能汽車競(jìng)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(shù)字信號(hào)控制器(DSC)系列具有運(yùn)算速度快、功耗低、外圍設(shè)備豐富等特點(diǎn)，非常適合智能汽車競(jìng)賽車模控制。在競(jìng)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(nèi)部硬件資源可以滿足車模控制要求，而且它的軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境Codewarrior中的PE(Processor Expert)可以自動(dòng)生成芯片中各硬件模塊的接口代碼，使得開(kāi)發(fā)者只需關(guān)注應(yīng)用軟件的開(kāi)發(fā)，這樣便可以提高軟件的開(kāi)發(fā)效率和準(zhǔn)確性。

　　在DSC56F8013的程序開(kāi)發(fā)和調(diào)試中，可以使用專用的JTEG調(diào)試工具，這種方式在車模控制系統(tǒng)開(kāi)發(fā)中具有一定缺點(diǎn)。車模現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試中，單片機(jī)的代碼和參數(shù)需要頻繁的進(jìn)行更新，使用JTEG調(diào)試工具，調(diào)試接頭的引線很多，插拔接頭不便。特別是無(wú)法在車模運(yùn)行時(shí)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)內(nèi)部程序控制參數(shù)。

　　自舉程序(Bootloader)設(shè)計(jì)

　　實(shí)現(xiàn)IAP過(guò)程中，一般將更新程序功能的代碼設(shè)計(jì)成獨(dú)立的自舉程序(Bootloader)模塊。將它燒寫在單片機(jī)內(nèi)部特定的位置。

　　通過(guò)自舉程序下載單片機(jī)程序的系統(tǒng)硬件連接如圖1所示。　　

 

　　56F8013電路板通過(guò)串口電平轉(zhuǎn)換器與上位計(jì)算機(jī)相連。這個(gè)串口既可以下載單片機(jī)應(yīng)用程序，同時(shí)也可以對(duì)單片機(jī)程序運(yùn)行進(jìn)行監(jiān)控。實(shí)現(xiàn)Bootloader功能包括單片機(jī)程序和上位計(jì)算機(jī)的下載程序兩部分，下面分別進(jìn)行介紹。

　　Bootloader程序的功能描述和開(kāi)發(fā)

　　根據(jù)上述代碼空間劃定，單片機(jī)在復(fù)位之后，首先執(zhí)行Bootloader程序，在Bootloader程序中，先檢查在一定時(shí)間內(nèi)(一般設(shè)置為100ms左右)是否接受到用戶通過(guò)串口發(fā)送的0x55數(shù)據(jù)。如果受到了0x55數(shù)據(jù)，并在最后由0xaa數(shù)據(jù)結(jié)束，便進(jìn)入Bootloader命令狀態(tài)，接受相應(yīng)的程序下載指令，進(jìn)行程序的更新。否則便從0x1AFF讀取用戶程序的起始地址，開(kāi)始執(zhí)行用戶程序。具體的啟動(dòng)過(guò)程如圖3所示。　　

 

　　也可以通過(guò)設(shè)定一定的觸發(fā)條件從用戶程序直接跳轉(zhuǎn)至Bootloader程序。在Bootloader命令狀態(tài)下，可以接收上位計(jì)算機(jī)發(fā)送一組處理命令，如表1所示。上位機(jī)程序通過(guò)上述三個(gè)基本命令便可以完成對(duì)56F8013內(nèi)部Flash的編程。　　

 

　　開(kāi)發(fā)Bootloader程序可以在CodeWarrior提供創(chuàng)建新工程文件serial_bootloader模板基礎(chǔ)上進(jìn)行改寫完成。模板serial_bootloader提供了Bootloader程序所必需的串口通訊、Flash讀寫子程序[3]。特別是Flash訪問(wèn)程序比起PE生成的子程序更加簡(jiǎn)捷。雖然在serial_bootloader模板中已經(jīng)可以直接接收通過(guò)超級(jí)終端發(fā)送的S-記錄格式的單片機(jī)程序完成程序的下載功能，但效率低，而且用戶程序開(kāi)發(fā)不方便。通過(guò)重新改寫之后，可以直接下載程序的二進(jìn)制代碼，可以提高下載速度，方便用戶程序開(kāi)發(fā)。