C8051F130的遠(yuǎn)程在線升級(jí)程序設(shè)計(jì)

　　3. 需要注意的問(wèn)題

　　3.1 項(xiàng)目管理問(wèn)題

　　下位機(jī)固件程序中實(shí)際包含兩個(gè)獨(dú)立的部分，Bootloader 程序和主程序。我們?cè)贙EIL 中分別為這兩部分的建立獨(dú)立的項(xiàng)目文件，分別編譯。燒寫編譯后產(chǎn)生的HEX 文件時(shí)，應(yīng)該先擦除FLASH 后，燒寫B(tài)ootloader 程序，然后在不擦除之前內(nèi)容的情況下燒寫主程序。

　　3.2 Bootloader 的存儲(chǔ)位置

　　Bootloader 程序必須保證在上電過(guò)程后立即運(yùn)行，而51 單片機(jī)的中斷向量存放在低地址處。所以Bootloader 程序不能存儲(chǔ)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(chǔ)區(qū)。在KEIL 開(kāi)發(fā)環(huán)境中，默認(rèn)會(huì)為項(xiàng)目文件提供初始化文件STARTUP.A51 來(lái)清空RAM 空間，以及調(diào)用初始化全局變量代碼段。其默認(rèn)起始地址安排在0x0000處。為保證上電過(guò)程后立即運(yùn)行Bootloader，我們?cè)谄鹗继庍€必須要手動(dòng)修改匯編指令如下：

　　以上代碼編譯時(shí)強(qiáng)制在0x0000 處放置一條跳轉(zhuǎn)到 0xF000 處的指令，這就保證了保證在上電過(guò)程后立即跳轉(zhuǎn)到Bootloader 程序運(yùn)行。為了將Bootloader 程序的所有代碼定位在0xF000~0xFFFF 范圍內(nèi)，要對(duì)KEIL 的BL51 定位選項(xiàng)設(shè)置如下：

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

　　這里保證執(zhí)行主程序也是先跳轉(zhuǎn)到Bootloader 程序，而將0x0006 設(shè)為了主程序的起始地址，避免了對(duì)中斷向量表的占用。

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

　　3.3 程序跳轉(zhuǎn)時(shí)的PLL 設(shè)置

　　C8051F130 內(nèi)部帶有PLL，最高主頻可達(dá)100MHz。在本系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，外部晶振頻率為11.0592MHz，在Bootloader 程序和主程序中都通過(guò)使能PLL，倍頻至99.5328MHz 作為系統(tǒng)時(shí)鐘。在上電后，C8051F130 默認(rèn)是以內(nèi)部時(shí)鐘作為系統(tǒng)時(shí)鐘的，通過(guò)執(zhí)行初始化程序，系統(tǒng)再切換到以PLL 輸出為系統(tǒng)時(shí)鐘的工作環(huán)境上來(lái)。如果通過(guò)Silicon Labs 公司提供的初始化軟件CONFIG2 來(lái)配置初始化C8051F130 的代碼的話，在初始化PLL 的過(guò)程中，會(huì)關(guān)閉PLL 模塊。

　　// 一個(gè)由 CONFIG2 生成的系統(tǒng)時(shí)鐘初始化程序，

　　// 注意：在調(diào)用此函數(shù)時(shí)，系統(tǒng)時(shí)鐘是由內(nèi)部振蕩器產(chǎn)生。

　　如果使用這段代碼初始化PLL 模塊，在主程序跳轉(zhuǎn)到Bootloader 程序，或者由Bootloader 程序跳轉(zhuǎn)到主程序時(shí)，必須考慮PLL 的設(shè)置問(wèn)題。因?yàn)樵ぷ鲿r(shí)鐘是PLL 的輸出，而直接切換到另外一個(gè)程序中時(shí)，執(zhí)行以上代碼會(huì)關(guān)閉PLL 系統(tǒng)時(shí)鐘，導(dǎo)致系統(tǒng)時(shí)鐘丟失，工作不正常。一個(gè)更安全的做法是在程序間互相跳轉(zhuǎn)之前，將系統(tǒng)時(shí)鐘切換到上電后默認(rèn)的內(nèi)部時(shí)鐘上。代碼如下所示：

　　3.4 寄存器頁(yè)的切換

　　C8051F130 內(nèi)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(yè)控制寄存器SFRPAGE 來(lái)將相同的地址切換到不同的控制寄存器。除了中斷函數(shù)自動(dòng)切換到對(duì)應(yīng)的寄存器頁(yè)外，當(dāng)在程序中對(duì)某個(gè)寄存器操作前，需要設(shè)置SFRPAGE 切換到對(duì)應(yīng)的寄存器頁(yè)。因此，在C51 語(yǔ)言編寫的程序中，涉及到寄存器操作的模塊函數(shù)中，需要在執(zhí)行之前保存SFRPAGE 寄存器值，處理完畢后再恢復(fù)先前的SFRPAGE 寄存器值。相當(dāng)于對(duì)SFRPAGE 寄存器值做一次出入棧。示例代碼如下：

　　4. 總結(jié)

　　通過(guò)在系統(tǒng)工作過(guò)程中接收程序升級(jí)數(shù)據(jù)，存入內(nèi)部FLASH，全部接收完成后再集中升級(jí)主程序的方法，充分利用了C8051F130 的內(nèi)部FLASH 空間，對(duì)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)工作影響小，僅在Bootloader 程序運(yùn)行期間不能正常工作，減小了通訊網(wǎng)絡(luò)通訊狀況差時(shí)對(duì)遠(yuǎn)程在線更新程序造成的風(fēng)險(xiǎn)。

　　基于以上方法，已經(jīng)成功設(shè)計(jì)出可遠(yuǎn)程在線升級(jí)程序的直放站監(jiān)控系統(tǒng)，使用情況表明，該系統(tǒng)能穩(wěn)定可靠工作，且為系統(tǒng)的維護(hù)節(jié)省了大量的工作量。本文介紹的在線程序升級(jí)設(shè)計(jì)方案，雖然是基于C8051F130 單片機(jī)的，但對(duì)其他類型的在線程序升級(jí)設(shè)計(jì)都有很好的參考作用。