OTPROM型單片機內內部存儲器的使用研究

隨著(zhù)變頻調速以及微機控制技術(shù)的發(fā)展，適應電機控制的Intel 8XC196MC系列單片機應用越來(lái)越廣泛。     

與80C196MC相比，87C196MC單片機帶有16 KB的OTPROM(One Tline Programmable Read-Only Memory)，可以進(jìn)行片內編程操作，而且可以增強加密功能。對于普通的控制系統來(lái)說(shuō)，其存儲容量足夠大，不必再使用外部擴展存儲器。然而87C196MC單片機的OTPROM存在一個(gè)缺點(diǎn)：不可擦除，也就是說(shuō)只能編程一次，不能實(shí)現重復編程，不利于大量普及使用。    

當程序從仿真器移植到單片機的OTPROM時(shí)，并不能保證程序的一次成功性，由于單片機的不可擦除性，若程序脫機一次就使用一片單片機，顯然將造成巨大的資源浪費。另一方面，對于復雜系統，16KB的OTPROM容量如果不夠，則需要采用擴展外部存儲器，為了保證有效實(shí)現加密功能，應保留一部分程序在片內OTPROM，此時(shí)便涉及到單片機內、外存儲器的銜接問(wèn)題。    

本文針對Intel 87C196MC單片機內部存儲器的不可擦除性，對兩種情況下的使用問(wèn)題提供了可以有效實(shí)現重復編程的方法，并可以推廣至其他任何帶有OTPROM的單片機系列的編程應用中。 

1 87C196MC單片機內部存儲器的編程方式

Intel 87C196MC單片機支持三種編程方式：自動(dòng)編程方式(使87C196MC單片機不用EPROM編程器即可從外部EPROM對自己編程)、從機編程方式(給外部EPROM編程器提供了一個(gè)標準接口)和實(shí)時(shí)編程方式(運行中編程方式，可以在軟件控制下實(shí)時(shí)對單個(gè)EPROM單元編程)。和其他方式不同，實(shí)時(shí)編程可以在不進(jìn)入全EPROM編程方式下完成。    

對于Intel 87C196MC單片機的OTPROM只能編程，不能擦除，但在編程時(shí)可以驗證是否已確實(shí)編程。對0TPROM可以采用2種編程方法：在從機編程方式下或在專(zhuān)門(mén)的OTPROM編程方式下編程。OTPROM為87C196MC單片機提供了輔助的存儲器保護手段，它可以禁止總線(xiàn)控制器執行外部取指周期，若企圖把一個(gè)外部地址裝載到PC寄存器，芯片將復位。這種自動(dòng)復位功能對跑飛的代碼也提供了一種額外的恢復手段。使用時(shí)應根據實(shí)際需要采取不同的編程方式。 

2 87C196MC單片機內部存儲器的重復編程方法 

單片機87C196MC的EA引腳(外部訪(fǎng)問(wèn)允許端，87C196MC PLCC84-36腳)用來(lái)控制訪(fǎng)問(wèn)內部存儲器或外部存儲器。當EA=O時(shí)，所有訪(fǎng)問(wèn)都是對片外存儲器的；當EA=1時(shí)，對2000H～5FFFH單元的訪(fǎng)問(wèn)都是對片內OTPROM／ROM的。編程方式下，EA=12．5 V。由于復位時(shí)EA的電平被鎖存，難以通過(guò)外部硬件電路來(lái)實(shí)現程序空間的選擇。這里通過(guò)應用程序語(yǔ)句來(lái)控制程序地址范圍，相當于EA的電平變化作用。本文主要應用了Intel匯編語(yǔ)言的長(cháng)跳轉指令UMP來(lái)實(shí)現控制訪(fǎng)問(wèn)內、外存儲器的功能，下面介紹兩種常用的方法。

2.1片內編程操作方法    

所謂87C196MC單片機OTPROM的不可擦除性，實(shí)質(zhì)上是不可實(shí)現從“0”到“1”的編程，而只能完成從“1”到“O”的編程。以下通過(guò)簡(jiǎn)單的程序實(shí)例來(lái)介紹這種方法。

       LJMP NEXTl
       CSEG AT 2600H
       NEXTl:……    

上述語(yǔ)句實(shí)際上代表的是LJMP2600H．其機器碼為E79C04，當地址2600H變化時(shí)，得到一組對應的機器碼，通過(guò)對這一組機器碼進(jìn)行分析，就可以得到該方法的原理，如表1所列。

由于87C196MC單片機的OTPROM只能完成從“1”到“O”的編程，而87C196MC單片機的程序從2000H開(kāi)始執行，因此可以在程序從2000H執行一小段后進(jìn)行跳轉，例如首先跳至4100H(對應的機器碼為E79C1F)再存儲程序的其他部分。下一次使用時(shí)，把機器碼E79C1F改為E79C1E(對應地址為4000H)，程序則跳至4000H開(kāi)始執行，4100H以后的程序段不再執行。再下一次使用時(shí)，把機器碼E79C1E改為E79C1c(對應地址為3A00H)，程序則跳至3A00H開(kāi)始執行，4000H以后的程序段不再執行，以此類(lèi)推(即機器碼的最后一個(gè)字節變化為F→E→c，對應表2中第一組的變化)，即可以重復使用同一片單片機進(jìn)行多次編程操作。   

這種方法中，單片機87C196MC的引腳EA接高電平。它適用于程序簡(jiǎn)短且沒(méi)有擴展外部存儲器，只有內部存儲器可用的情況。

2．2片內、外編程操作方法    

如果內部存儲器容量不夠或因為其他方面需要，要求擴展外部存儲器時(shí)，當然可以選擇容量較大的外部存儲器，而不使用內部存儲器，但這樣一來(lái)，程序的保密性將難以實(shí)現，而且浪費了單片機內部的存儲器空間。使用內、外結合的方法既可以滿(mǎn)足容量需求，叉能方便的實(shí)現加密操作。    

鑒于87C196MC單片機的程序從2000H開(kāi)始執行，將單片機87C196MC的引腳麗置“1”，那么單片機程序將從內部2000H開(kāi)始執行?？梢栽诔绦驈?000H執行一小段后(根據實(shí)際需要任意設定)進(jìn)行跳轉，此處與片內跳轉的操作有所不同，它將直接跳出單片機87C196MC片內OTPROM的2000H~5FFFH單元的范圍。當命令被執行時(shí)，會(huì )自動(dòng)轉入外部存儲器的地址范圍內，例如：LJMP8000H，其中8000H是外部存儲器的地址入口，這樣就從片內存儲器轉入到外部存儲器了?？梢酝ㄟ^(guò)修改外部存儲器(可重復擦寫(xiě))的程序來(lái)進(jìn)行程序的調試，非常方便。當然，如果需要從外部存儲器轉入內部存儲器時(shí)，操作方法是類(lèi)似的。

結  語(yǔ) 

本文詳細分析介紹了兩種可以實(shí)現可重復編程的單片機的使用方法，而且這兩種方法可以推廣至其他任何帶有0TPROM的單片機編程，編程的思路完全相同，具體實(shí)驗證實(shí)了這兩種方法具有切實(shí)可行性。