基于CAN總線連接的MEGA8遠(yuǎn)距離在線升級(jí)方案

　　1、3 CAN總線系統(tǒng)智能監(jiān)控節(jié)點(diǎn)

　　CAN總線系統(tǒng)智能監(jiān)控節(jié)點(diǎn)由5部分組成：微控制器Mega8，并串轉(zhuǎn)換電路，獨(dú)立CAN控制器SJA1000，CAN總線驅(qū)動(dòng)器TJA1050和高速光電耦合6N137。如圖2所示

　　為了提高穩(wěn)定性和安全性，在SJA1000的TX0和RX0與TJA1050的TXD和RXD相連時(shí)，采用了高速光電耦合6N137，并且兩個(gè)光電耦合器各自連接兩個(gè)完全隔離的電源，這樣就很好地實(shí)現(xiàn)了總線上各CAN節(jié)點(diǎn)間的電氣隔離。在SJA1000與Mega8通信中，中間加入了一個(gè)并串轉(zhuǎn)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(shù)據(jù)時(shí)，可以通過并串轉(zhuǎn)換電路，連接到Mega8單片機(jī)的通用同/異步串行接口 USART的RXD與TXD引腳。把接收過進(jìn)來的數(shù)據(jù)送入U(xiǎn)SART數(shù)據(jù)寄存器UDR中，通過ID認(rèn)證后，進(jìn)入FLASH編程監(jiān)控程序，進(jìn)行自編程修改，達(dá)到升級(jí)的目的。

　　2、MEGA8單片機(jī)升級(jí)功能

　　2.1 引導(dǎo)加載自編程功能

　　ATmega8具備引導(dǎo)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(gè)真正的由MCU本身自動(dòng)下載和更新（采用讀/寫同時(shí)“Read-While-Write”進(jìn)行的方式）程序代碼的系統(tǒng)程序自編程更新的機(jī)制。使用該功能時(shí)，MCU可以靈活地運(yùn)行一個(gè)常駐Flash的引導(dǎo)加載程序（Boot Loader Program），實(shí)現(xiàn)對(duì)讀取代碼，或者從程序存儲(chǔ)器中讀取代碼，然后將代碼寫入（編程）到Flash存儲(chǔ)器中。引導(dǎo)加載程序有能力讀寫整個(gè)Flash存儲(chǔ)器，包括引導(dǎo)加載程序所在的引導(dǎo)加載區(qū)本身。引導(dǎo)加載程序還可以對(duì)自身進(jìn)行更新修改，甚至可以將自身刪除，使系統(tǒng)的自編程能力消失?；谶@個(gè)因素，使得在線升級(jí)成為了可能。引導(dǎo)加載程序區(qū)的大小可以由芯片的熔絲位設(shè)置，該段程序區(qū)還提供兩組鎖定位，以便用戶選擇對(duì)該程序區(qū)的不同級(jí)別的保護(hù)。

　　2、2 MEGA8的BOOT介紹

　　由于MEGA8具有IAP可在應(yīng)用中升級(jí)的功能，本系統(tǒng)在軟件設(shè)計(jì)上采用了BOOT引導(dǎo)功能。主程序采用C語(yǔ)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(shè)計(jì)中放棄了ATMEL提供的AVRPROG燒錄軟件，另外采用了一個(gè)下載燒錄速度較高的ID通訊協(xié)議，在程序代碼量比較大的時(shí)候，具有更明顯的速度優(yōu)勢(shì)，并且也便于用戶二次開發(fā)。

　　MEGA8的引導(dǎo)功能可通過相應(yīng)的熔絲位來確定，BOOT引導(dǎo)程序的入口、BOOT區(qū)的大小可以通過燒錄單片機(jī)的BOOTSZ1、BOOTSZ0兩個(gè)熔絲位來確定。單片機(jī)復(fù)位后向量入口也是通過燒錄單片機(jī)的BOOTRST熔絲位來確定。另外，單片機(jī)在執(zhí)行IAP編程時(shí)需要用到 Store Program Memory Control Register（SPMCR）寄存器。

　　SPMCR寄存器包含了頁(yè)擦除，頁(yè)寫入，BOOT區(qū)加密設(shè)置，頁(yè)填充及頁(yè)的RWW（Read While Write）等功能的設(shè)置。需要注意的是在執(zhí)行每個(gè)功能時(shí)，都需要設(shè)置SPMEN標(biāo)志，在隨后的4個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)運(yùn)行SPM指令，該標(biāo)志會(huì)在SPM執(zhí)行完成后自動(dòng)清零。函數(shù)如下：

　　Do_SPM:

　　Wait_SPM: ; 等待頁(yè)操作完成

　　in templ,SPMCR

　　sbrc templ,SPMEN

　　rjmp Wait_SPM

　　out SPMCR,temp

　　spm ; 執(zhí)行SPM指令

　　.dw 0xffff

　　nop

　　ret

　　有了以上的函數(shù)，就可以很容易的進(jìn)行頁(yè)擦除、頁(yè)寫入、頁(yè)填充等程序的設(shè)計(jì)了。比如需要執(zhí)行頁(yè)擦除指令，則首先要將需要擦除的頁(yè)地址寫入Z寄存器，然后置位SPM的PGERS（頁(yè)擦除位）和SPMEN（SPM允許位），然后再調(diào)用Do_SPM函數(shù)即可。程序如下：