W78E516及其在系統(tǒng)編程的實現(xiàn)

一般情況下，具有ISP功能的微控制器一般都具備2塊程序存儲區(qū)(暫時稱為A-ROM和B-ROM)，其中A-ROM用于存儲通常狀況下的應(yīng)用程序，B-ROM用于存儲控制ISP操作的程序，向A-ROM中寫入新代碼。有些微控制器，A-ROM和B-ROM中的程序代碼均能控制ISP操作，由特殊功能寄存器來選擇其一，為設(shè)計人員提供了靈活的設(shè)計應(yīng)用空間。針對不同類型的ISP器件，對CPU進(jìn)行在系統(tǒng)編程的方法具有共同之處。

2 W78E516的 ISP功能特點

在MTP產(chǎn)品中，W78E516頗具特色。它在ISP功能方面具有突出的優(yōu)點：

(1) 開發(fā)靈活性?？捎稍O(shè)計者自定任何編程通信協(xié)議，經(jīng)計算機或簡單工具，將要修改的程序通過任何I/O口或UART口送入單片機內(nèi)，不能像其他具有ISP功能的芯片那樣，而必須針對其特定引腳及特殊的TIMMING協(xié)議來實現(xiàn)。

(2) 操作連續(xù)性。市場上目前具有ISP功能的單片機在執(zhí)行ISP操作時(在未帶配件的情況下)必須停止其他操作;而有些應(yīng)用希望此時UART或 TIMER/COUNTER等功能仍然能夠運作。W78E516可以滿足這種要求。因為在執(zhí)行ISP操作時只是控制權(quán)從64KB APROM變換到4KB LDROM，故仍可由4KB中的程序來繼續(xù)操作控制。

(3) 斷電時具有存儲數(shù)據(jù)能力。因W78E516擁有2塊大小不同的閃速存儲器，其中1塊可用于存儲斷電后仍必須被單片機保留的數(shù)據(jù)，因此，設(shè)計者可減少外接EE2PROM芯片的線路與成本。 除具有上述特點外， W78E516在執(zhí)行ISP操作時不需輔以任何配件，受到用戶的歡迎。

三、 應(yīng)用實例

此實例是在機車故障檢測記錄儀系統(tǒng)內(nèi)對W78E516進(jìn)行ISP操作的實驗。這是一個由PC機和微控制器組成的主從式系統(tǒng)。 PC機經(jīng)串行通信將新程序的二進(jìn)制代碼以數(shù)據(jù)形式下載，微控制器接收數(shù)據(jù)，由軟件控制更新64KB APROM中的程序代碼。實驗中微控制器經(jīng)RS-232接口接收數(shù)據(jù)并暫存于內(nèi)部AUX-RAM中，不需擴展外部數(shù)據(jù)存儲器，節(jié)省了板上空間。檢測記錄儀與PC機的通信采用RS-232標(biāo)準(zhǔn)，為簡化硬件，只使用了該標(biāo)準(zhǔn)中的TXD、RXD以及地線3根連線，電平轉(zhuǎn)換由MAXIM232專用芯片完成。

實現(xiàn)ISP操作的軟件由兩部分組成：一是微控制器部分(包括APROM和LDROM中的程序)，用MCS-51匯編語言編寫;二是PC機部分，由Microsoft Visual Basic開發(fā)而來，主要應(yīng)用MSCOMM控件與W78E516通信，完成數(shù)據(jù)下載。

微控制器上電后一般從64KB APROM中啟動。64KB APROM中，包括了在系統(tǒng)編程子程序，還有其他檢測記錄系統(tǒng)的子程序。微控制器必須讀取撥碼盤的輸入，決定進(jìn)入哪一種工作狀態(tài)，是否進(jìn)行在系統(tǒng)編程。值得注意的是,在寫CHPCON寄存器時，應(yīng)將其第4位置1，使AUX-RAM有效;64KB APROM中的程序應(yīng)該始終包含圖3流程所示的程序段,以使系統(tǒng)具有進(jìn)入下一次在系統(tǒng)編程的能力。4KB LDROM中的程序主要作用是接收來自PC機的下載數(shù)據(jù)，并控制各項ISP操作。執(zhí)行在系統(tǒng)編程時，利用SFRAL、SFRAH、SFRFD、SFRCN 這幾個特殊功能寄存器，選擇在系統(tǒng)編程的地址單元，準(zhǔn)備待寫入的數(shù)據(jù)，選擇待執(zhí)行的操作類型。當(dāng)從F04BOOT模式啟動時，軟件復(fù)位失效，必須硬件復(fù)位。在系統(tǒng)編程的數(shù)據(jù)由在此期間仍能正常工作的串行通信口進(jìn)入。這部分流程如圖6所示。

PC機通過 RS-232串口發(fā)送數(shù)據(jù)。每一幀的前3個字節(jié)都為7EH，作為幀同步信號。隨后2個字節(jié)內(nèi)容均為幀指針，表明本幀數(shù)據(jù)的幀號。PC機在發(fā)送1幀數(shù)據(jù)后，等待單片機發(fā)回確認(rèn)數(shù)據(jù)幀，該幀數(shù)據(jù)應(yīng)包括數(shù)據(jù)接收正確與否的標(biāo)志及接收到的數(shù)據(jù)的幀號。

根據(jù)本文介紹的方法，在機車故障檢測記錄儀系統(tǒng)內(nèi)實現(xiàn)了對W78E516的在系統(tǒng)編程。

ISP技術(shù)高度的靈活性使同一種硬件結(jié)構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)多種系統(tǒng)功能，成為多功能硬件,減少了系統(tǒng)所需電路板的品種，簡化了生產(chǎn)流程;多功能硬件還能夠減少板上元件數(shù)目和系統(tǒng)電路板數(shù)目，使系統(tǒng)成本顯著降低。在機車系統(tǒng)中要對各部分進(jìn)行多種不同的測試，比如軸溫、軸速以及車門的開關(guān)狀態(tài)等等，以便了解機車的運行狀況。在現(xiàn)階段，處理這些模擬量或數(shù)字量需要設(shè)計生產(chǎn)多種不同的模塊。應(yīng)用ISP技術(shù)以后這一現(xiàn)狀會得以改變：設(shè)計人員設(shè)計出包括微控制器、A/D和 D/A轉(zhuǎn)換芯片、I/O口等在內(nèi)的通用模塊，將其安裝到需要進(jìn)行檢測的各個部分，然后利用ISP技術(shù)把不同的應(yīng)用程序下載到微控制器中，就可以完成各種不同的測試功能，其綜合經(jīng)濟(jì)效益不可低估。此外，　　　ISP技術(shù)也為其他許多領(lǐng)域帶來了變革。總之，在系統(tǒng)編程技術(shù)具有廣闊的開發(fā)應(yīng)用前景。MES

參考文獻(xiàn)

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