基于CAN總線連接的MEGA8遠距離在線升級方案

　　1、3 CAN總線系統智能監控節點

　　CAN總線系統智能監控節點由5部分組成：微控制器Mega8，并串轉換電路，獨立CAN控制器SJA1000，CAN總線驅動器TJA1050和高速光電耦合6N137。如圖2所示

　　為了提高穩定性和安全性，在SJA1000的TX0和RX0與TJA1050的TXD和RXD相連時，采用了高速光電耦合6N137，并且兩個光電耦合器各自連接兩個完全隔離的電源，這樣就很好地實現了總線上各CAN節點間的電氣隔離。在SJA1000與Mega8通信中，中間加入了一個并串轉換電路。除了給Mega8留出更多的引腳用于外圍電路外，更重要的是傳輸多位數據時，可以通過并串轉換電路，連接到Mega8單片機的通用同/異步串行接口 USART的RXD與TXD引腳。把接收過進來的數據送入USART數據寄存器UDR中，通過ID認證后，進入FLASH編程監控程序，進行自編程修改，達到升級的目的。

　　2、MEGA8單片機升級功能

　　2.1 引導加載自編程功能

　　ATmega8具備引導加載支持的用戶程序自編程功能（In-System Programming by On- chip Boot Program）,它提供了一個真正的由MCU本身自動下載和更新（采用讀/寫同時“Read-While-Write”進行的方式）程序代碼的系統程序自編程更新的機制。使用該功能時，MCU可以靈活地運行一個常駐Flash的引導加載程序（Boot Loader Program），實現對讀取代碼，或者從程序存儲器中讀取代碼，然后將代碼寫入（編程）到Flash存儲器中。引導加載程序有能力讀寫整個Flash存儲器，包括引導加載程序所在的引導加載區本身。引導加載程序還可以對自身進行更新修改，甚至可以將自身刪除，使系統的自編程能力消失。基于這個因素，使得在線升級成為了可能。引導加載程序區的大小可以由芯片的熔絲位設置，該段程序區還提供兩組鎖定位，以便用戶選擇對該程序區的不同級別的保護。

　　2、2 MEGA8的BOOT介紹

　　由于MEGA8具有IAP可在應用中升級的功能，本系統在軟件設計上采用了BOOT引導功能。主程序采用C語言編寫，BOOT程序則采用了匯編編寫。目的是為了提高下載速度，設計中放棄了ATMEL提供的AVRPROG燒錄軟件，另外采用了一個下載燒錄速度較高的ID通訊協議，在程序代碼量比較大的時候，具有更明顯的速度優勢，并且也便于用戶二次開發。

　　MEGA8的引導功能可通過相應的熔絲位來確定，BOOT引導程序的入口、BOOT區的大小可以通過燒錄單片機的BOOTSZ1、BOOTSZ0兩個熔絲位來確定。單片機復位后向量入口也是通過燒錄單片機的BOOTRST熔絲位來確定。另外，單片機在執行IAP編程時需要用到 Store Program Memory Control Register（SPMCR）寄存器。

　　SPMCR寄存器包含了頁擦除，頁寫入，BOOT區加密設置，頁填充及頁的RWW（Read While Write）等功能的設置。需要注意的是在執行每個功能時，都需要設置SPMEN標志，在隨后的4個時鐘周期內運行SPM指令，該標志會在SPM執行完成后自動清零。函數如下：

　　Do_SPM:

　　Wait_SPM: ; 等待頁操作完成

　　in templ,SPMCR

　　sbrc templ,SPMEN

　　rjmp Wait_SPM

　　out SPMCR,temp

　　spm ; 執行SPM指令

　　.dw 0xffff

　　nop

　　ret

　　有了以上的函數，就可以很容易的進行頁擦除、頁寫入、頁填充等程序的設計了。比如需要執行頁擦除指令，則首先要將需要擦除的頁地址寫入Z寄存器，然后置位SPM的PGERS（頁擦除位）和SPMEN（SPM允許位），然后再調用Do_SPM函數即可。程序如下：