C8051F130的遠程在線升級程序設計

　　3. 需要注意的問題

　　3.1 項目管理問題

　　下位機固件程序中實際包含兩個獨立的部分，Bootloader 程序和主程序。我們在KEIL 中分別為這兩部分的建立獨立的項目文件，分別編譯。燒寫編譯后產生的HEX 文件時，應該先擦除FLASH 后，燒寫Bootloader 程序，然后在不擦除之前內容的情況下燒寫主程序。

　　3.2 Bootloader 的存儲位置

　　Bootloader 程序必須保證在上電過程后立即運行，而51 單片機的中斷向量存放在低地址處。所以Bootloader 程序不能存儲在低地址處，必須存放到高地址處，本例中，留出0xF000~0xFFFF 4KB 的FLASH 空間作為Bootloader 程序存儲區。在KEIL 開發環境中，默認會為項目文件提供初始化文件STARTUP.A51 來清空RAM 空間，以及調用初始化全局變量代碼段。其默認起始地址安排在0x0000處。為保證上電過程后立即運行Bootloader，我們在起始處還必須要手動修改匯編指令如下：

　　以上代碼編譯時強制在0x0000 處放置一條跳轉到 0xF000 處的指令，這就保證了保證在上電過程后立即跳轉到Bootloader 程序運行。為了將Bootloader 程序的所有代碼定位在0xF000~0xFFFF 范圍內，要對KEIL 的BL51 定位選項設置如下：

　　主程序同樣有代碼定位的問題。為保證程序升級后能正常工作，修改主程序的STARTUP.A51 文件如下：

　　這里保證執行主程序也是先跳轉到Bootloader 程序，而將0x0006 設為了主程序的起始地址，避免了對中斷向量表的占用。

　　另外還要將主程序的編譯代碼進行定位。設置和圖4 中類似，只是將Code Ranger 設為主程序的代碼空間：0x0000~0xEFFF。

　　3.3 程序跳轉時的PLL 設置

　　C8051F130 內部帶有PLL，最高主頻可達100MHz。在本系統設計中，外部晶振頻率為11.0592MHz，在Bootloader 程序和主程序中都通過使能PLL，倍頻至99.5328MHz 作為系統時鐘。在上電后，C8051F130 默認是以內部時鐘作為系統時鐘的，通過執行初始化程序，系統再切換到以PLL 輸出為系統時鐘的工作環境上來。如果通過Silicon Labs 公司提供的初始化軟件CONFIG2 來配置初始化C8051F130 的代碼的話，在初始化PLL 的過程中，會關閉PLL 模塊。

　　// 一個由 CONFIG2 生成的系統時鐘初始化程序，

　　// 注意：在調用此函數時，系統時鐘是由內部振蕩器產生。

　　如果使用這段代碼初始化PLL 模塊，在主程序跳轉到Bootloader 程序，或者由Bootloader 程序跳轉到主程序時，必須考慮PLL 的設置問題。因為原工作時鐘是PLL 的輸出，而直接切換到另外一個程序中時，執行以上代碼會關閉PLL 系統時鐘，導致系統時鐘丟失，工作不正常。一個更安全的做法是在程序間互相跳轉之前，將系統時鐘切換到上電后默認的內部時鐘上。代碼如下所示：

　　3.4 寄存器頁的切換

　　C8051F130 內部功能模塊多，其控制寄存器也多，為了合理安排控制寄存器位置，采用了寄存器頁控制寄存器SFRPAGE 來將相同的地址切換到不同的控制寄存器。除了中斷函數自動切換到對應的寄存器頁外，當在程序中對某個寄存器操作前，需要設置SFRPAGE 切換到對應的寄存器頁。因此，在C51 語言編寫的程序中，涉及到寄存器操作的模塊函數中，需要在執行之前保存SFRPAGE 寄存器值，處理完畢后再恢復先前的SFRPAGE 寄存器值。相當于對SFRPAGE 寄存器值做一次出入棧。示例代碼如下：

　　4. 總結

　　通過在系統工作過程中接收程序升級數據，存入內部FLASH，全部接收完成后再集中升級主程序的方法，充分利用了C8051F130 的內部FLASH 空間，對系統的實時工作影響小，僅在Bootloader 程序運行期間不能正常工作，減小了通訊網絡通訊狀況差時對遠程在線更新程序造成的風險。

　　基于以上方法，已經成功設計出可遠程在線升級程序的直放站監控系統，使用情況表明，該系統能穩定可靠工作，且為系統的維護節省了大量的工作量。本文介紹的在線程序升級設計方案，雖然是基于C8051F130 單片機的，但對其他類型的在線程序升級設計都有很好的參考作用。