ISP技術(shù)與Internet結合的應用研究

1 LPC213x Flash Bootloader介紹
LPC213x Bootloader(啟動(dòng)裝載程序)控制復位后的初始化操作，并提供Flash ISP編程接口。它駐留在Flash的上8KB，只能讀不能寫(xiě)。由于Philips公司并沒(méi)有提供Boot ROM內部是如何實(shí)現ISP功能的，因此必須根據Philips公司提供的流程和協(xié)議來(lái)編寫(xiě)上位機程序。

1．1 通信協(xié)議
所有的ISP命令都由上位機通過(guò)串口以單個(gè)ASCII字符串的形式發(fā)送。字符串應當以回車(chē)(CR)和／或換行(LF)控制字符作為結束，多余的將被忽略。所有ISP的響應都以“CR>LF>”結束的字符串形式發(fā)送。數據以UU編碼(將3字節的二進(jìn)制數據轉換成4字節可打印的ASCII字符集)的格式發(fā)送和接收。發(fā)送器發(fā)送20個(gè)UU編碼行之后發(fā)進(jìn)校驗和，任何UU編碼行的長(cháng)度都不應超過(guò)61字節。接收器將該校驗和與接收數據的校驗和相比較，若匹配，則接收器響應“0KCR>LF>”，并等待下一次發(fā)送；若不匹配，則接收器響應“RESENDCR>LF>”，發(fā)送器應當將字節重新發(fā)送。

1.2 ISP命令
ISP命令處理程序所接受的常用命令如表1所列。

每個(gè)命令有具體的狀態(tài)代碼，只有當接收到的命令執行完畢后，處理程序才通過(guò)串口發(fā)送CMD_SUCCESS；這時(shí)上位機才能發(fā)送新的ISP命令，但“設置波特率”、“寫(xiě)RAM”、“讀存儲器”和“運行”命令除外。上位機就是通過(guò)串口發(fā)送這些相關(guān)的ISP命令以及程序的UU編碼，完成程序的下載。

2 上位機軟件實(shí)現
2．1 應用程序的網(wǎng)上下載
要實(shí)現軟件自動(dòng)升級，首先必須將MCU應用程序從網(wǎng)上下載到PC機，然后再利用ISP通過(guò)串口把程序下載到MCU中。程序的下載可以采用HTTP方式，也可以采用FTP方式。在此是利用：MFC提供的FTP應用程序接口實(shí)現程序下載，并把程序保存在指定位置。為避免每次升級程序時(shí)，都要從網(wǎng)上下載，引入了計數器計算下載次數；只在第～次升級時(shí)，才從網(wǎng)上下載保存。

2．2 ISP的實(shí)現
LPC213x要調用Boot ROM中的ISP應用程序接口，必須進(jìn)入ISP模式。這要求在系統復位時(shí)，PO．14引腳為低電平。實(shí)際應用中可以采用兩種方法使系統進(jìn)入ISP模式：一是通過(guò)開(kāi)關(guān)控制P0．14引腳為低電平；二是通過(guò)串口的控制引腳控制晶體管的導通和截止，從而設置PO．14為低電平。第二種方法具有通用性，有些MCU進(jìn)入ISP模式要求的可能是引腳的不同脈沖序列，即必須滿(mǎn)足一定的脈沖時(shí)序要求(如MSP430系列的MCU)。在此采用的是第二種方法：把串口的DTR引腳連接到P0.14，串口的RTS引腳連接到LPC213x的復位引腳；通過(guò)在系統運行時(shí)控制RTS引腳發(fā)出復位脈沖，DTR的引腳設置為低電平，控制晶體管的導通和截止，使系統強制進(jìn)入ISP模式；進(jìn)入ISP模式后，根據上位機傳來(lái)的ISP命令，調用Boot ROM固件中相應的子程序自動(dòng)完成必要的操作。圖l描述了LPC2132從復位進(jìn)入ISP模式的流程。

具體上位機要實(shí)現該程序下載，須完成如下工作：
①將從網(wǎng)上下載的Intel HEX格式的應用程序打開(kāi)，從文件中解析出要下載的程序文件，并把它轉換為二進(jìn)制格式。
②向下位機發(fā)送同步驗證字符“?”(0x3F)，供自動(dòng)確定波特率，并等待響應。自動(dòng)波特率程序根據自身頻率測量接收到的同步字符的位時(shí)間，并對串口波特率發(fā)生器進(jìn)行編程；它還向下位機發(fā)送一個(gè)ASCII字符串(Synchro-nizedCR>LF>)。作為響應，下位機應發(fā)送接收到的ASCII字符串(SynchrtmizedCR>LF>)；上位機通過(guò)觀(guān)察接收到的字符來(lái)驗證是否同步。如果同步驗證沒(méi)有通過(guò)，則上位機重新發(fā)送同步驗證字符“?”，再一次進(jìn)行同步驗證。通過(guò)驗證后，向下位機發(fā)送“OKCR>LF>”；下位機通過(guò)發(fā)送正在運行部分的晶振頻率(單位為kHz)作為響應；在接收到晶振頻率后再向下位機發(fā)送“OKCR>LF>”，最終完成同步驗證。
③向下位機發(fā)送讀器件ID命令“JCR>LF>”，接收響應信息，并提取出芯片的ID編號；根據芯片的ID，設置相關(guān)數據(Flash和RAM大小)。
④向下位機發(fā)送擦除命令將Flash ROM分段擦除。
⑤向下位機發(fā)送寫(xiě)命令“W起始地址>字節數>CR>LF>”。
⑥對轉換后的二進(jìn)制程序進(jìn)行UU編碼，并計算校驗和，每發(fā)送20行發(fā)送一次校驗和；然后向下位機發(fā)送準備寫(xiě)操作扇區的命令“P起始扇區>結束扇區>CR>LF>”和“CFlash地址>RAM地址>CR>LF>”命令，下位機接收到命令后進(jìn)行程序的寫(xiě)入。
⑦關(guān)閉串口，釋放系統資源，以便進(jìn)行下一次系統升級。

結語(yǔ)
通過(guò)本設計構成的阿絡(luò )在線(xiàn)下載系統，已在人民幣防偽鑒別儀的生產(chǎn)和售后維護中得到了實(shí)際應用。只需一臺能夠上網(wǎng)的電腦和一條下載線(xiàn)，就能對目標板里單片機的程序進(jìn)行修改，大大方便了工程技術(shù)人員，提高了工作效率，降低了成本。