編寫STC單片機的ISP協議的方法介紹

STC單片機包含兩個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.一般都將ISP程序存放在容量較小的一塊Flash中(Block1),而將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.在做STC單片機解密或是使用的朋友都知道，在STC單片機的程序存儲區后，還有一段大約3K的代碼，這段代碼就是STC單片機的ISP程序，在STC單片機的數據手冊里有關于對于ISP的生機資料，既然這段代碼是可以升級的，那么我們就可以肯定這個區域是可以改寫的，呵呵，這些涉及到了對STC單片機軟解密的技術，我不多提了，大家可以動用自己的智慧。

下面為大家提供一些自己設計STC ISP協議的資料。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.但對于在單片機內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.
1ISP實現基本結構
ISP的實現方式有很多種,但大致都遵循圖1所示流程.


圖1
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,然后等待命令數據,如果在一定的時間內,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)由用戶板上的跳線選擇
一般利用單片機空余的端口,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態判斷進入用戶代碼升級還是直接跳轉到用戶代碼執行.
(3)由用戶板操作功能選擇
在用戶板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標志.當選擇代碼升級功能時,在外部存儲器中寫入特定數據,然后程序復位.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.
2IAP程序設計
目前,許多單片機都支持IAP功能,一般這些單片機內部都包含兩個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.一般都將ISP程序存放在容量較小的一塊Flash中(Block1),而將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單片機為例,介紹IAP的程序設計.一種是SST89C54,另一種是STC89C516RD.
(1)SST89C54相關特性
SST89C54內部有20KB(16KB+4KB)程序存儲器,統一編址.Block0為0000H~3FFFH;Block1為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內部有72KB(64KB+8KB)程序存儲器.Block0為0000H~FFFFH,Block1可以選擇映射到0000H地址開始的8KB程序區(上電復位缺省為地址映射).
SST與STC單片機的IAP操作幾乎完全相同,本刊網站(www.dpj.com.cn)中給出了IAP函數的C程序源代碼IAP.C.要特別注意的是,Block0_erase函數中對于block0的選擇,兩種單片機是不同的(正好相反).
3ISP程序到用戶代碼的切換
在設計中一般都將ISP程序設計為上電復位后運行的程序,如果不需要用戶代碼升級或升級完成后,就要將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,將ISP程序寫到Block1,并且燒錄映射選擇位RB0/RB1(RE-MAP[1:0]).這樣程序上電復位時,自動將Block1映射到0000H地址開始的4KB程序區,進入ISP程序執行.由于Block1同時還分配在地址F000H~FFFFH,因此,編譯生成ISP程序代碼時,設定所有的地址范圍都在F000H~FFFFH.需要切換到用戶代碼(Block0)運行時,修改SFCF[7]控制位VIS,將Block1的0000H地址映射取消,然后程序跳轉到地址0000H執行,則開始運行Block0中的用戶代碼程序.
本刊網站中給出了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,并且在IAP.C和ISP.C中都要去掉STC的定義.為了將地址范圍設定到F000H~FFFFH,要將STARTUP.A51中程序入口地址由0改為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.
(2)STC89C516RD程序區Block1到Block0的切換實現
STC89C516RD單片機在燒錄時,將ISP程序寫到Block1.(注意:并不燒錄SC0/SC1位).單片機上電復位時,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,產生一個軟復位(Software
Reset).由于SC0和SC1都未燒錄,程序軟復位后,Block1將不再映射到0000H地址映,則開始運行Block0中的用戶代碼程序.
本刊網站中給出了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,并且在IAP.C和ISP.C中都要保留STC的定義.