基于單片機的微控制器在系統編程

介紹

Dallas Semiconductor基于8051的微控制器類(lèi)產(chǎn)品中，許多型號都支持通過(guò)通用RS-232串口實(shí)現在系統編程。在系統編程意味著(zhù)程序和/或數據存儲器能夠在不用拆解嵌入式系統來(lái)替換存儲器的情況下進(jìn)行修改。這種特性強調易使用性和多功能性，在所有嵌入式設計中增加了許多非常重要的特性: 允許硬件在工廠(chǎng)組裝和存放，而在出廠(chǎng)前才進(jìn)行軟件定制， 需要進(jìn)行軟件升級時(shí)，消除了在現場(chǎng)拆解器件的高昂代價(jià)， 允許對位置不可達的應用進(jìn)行軟件升級， 訪(fǎng)問(wèn)專(zhuān)用配置與狀態(tài)寄存器，以及 使用存儲器加密的方式把軟件加載到安全微控制器。

具有這種特性的器件包括：

DS2250, DS2250T, DS2251T, DS2252T, DS5000, DS5000T 安全微控制器 DS5000FP, DS5001FP, DS5002FP, DS5002FPM 安全微處理器 DS5240, DS5250 高速安全微處理器DS80C400 網(wǎng)絡(luò )微處理器DS89C420, DS89C430, DS89C440, DS89C450 超高速閃存微控制器

通過(guò)將器件的一個(gè)或多個(gè)外部引腳設置為某特定狀態(tài)來(lái)激活引導加載程序。器件啟動(dòng)后，開(kāi)始執行位于器件內部專(zhuān)用ROM的加載程序。一旦收到一個(gè)回車(chē)符號，串口就執行自動(dòng)波特率功能并與主機的波特率同步。主機（通常為PC）和目標板之間的通訊是通過(guò)大多數PC上常見(jiàn)的通用RS-232接口完成的，而不需要昂貴的專(zhuān)用硬件。引導加載程序使用的協(xié)議簡(jiǎn)單，由一個(gè)或多個(gè)帶有相關(guān)狀態(tài)消息和文件傳送程序的ASCII字符命令組成?？梢允褂肈allas Semiconductor免費提供的微控制器工具包通訊軟件或任何串口通訊工具軟件來(lái)完成通訊。

大部分此類(lèi)器件也支持在應用編程，允許器件在應用軟件的控制下修改程序存儲器。這種方式下，系統能夠在仍然履行其主要功能的情況下完成在線(xiàn)軟件升級。詳細情況在相關(guān)器件的數據手冊或用戶(hù)指南中給出。

此文檔是對相關(guān)器件的數據手冊以及使用指南中所提供信息的補充。閱讀此應用筆記時(shí)，請根據需要參考這些文檔。

物理連接

引導加載程序是通過(guò)將器件的一個(gè)或多個(gè)外部引腳置為如表1所示的特定狀態(tài)來(lái)激活的。此時(shí)終止執行應用軟件，并且將程序控制權交給內部引導ROM。一定要查閱正確的勘誤表，以確定是否有與激活引導加載程序相關(guān)的任何勘誤信息。

對不同的產(chǎn)品系列，調用引導加載程序的物理連接和方法略有不同，但是都包含相同的基本元件。如果連接到一臺PC上，需要一個(gè)如圖所示的RS-232到CMOS電平轉換器，來(lái)連接主機和目標微控制器間的通訊和控制信號。圖中所示的器件可以替換為任何兼容的RS-232轉換器。下列圖中使用微控制器的DTR信號作為加載/運行模式選擇信號。

一些設計使用了具有三態(tài)輸出的總線(xiàn)緩沖器。當DTR有效時(shí)（低電平），它使能打開(kāi)緩沖器，并驅動(dòng)用來(lái)激活引導加載程序的多個(gè)信號。這個(gè)總線(xiàn)緩沖器在原理圖中一般標成"HC/AC125"，這是因為可以使用任何邏輯系列的相似器件，如74HC125, 54HC125, 74AC125, 74LS125等。這些器件很常見(jiàn)，應該能夠從任何一家通用邏輯器件供應商買(mǎi)到，如Motorola, Fairchild Semiconductor, Toshiba, ST Microelectronics 和許多其它供應商等。

其它器件用單個(gè)信號激活引導加載程序，因此不需要這個(gè)緩沖器。這種情況下，DTR信號可以直接連接到目標微控制器的激活引腳。

引導加載程序使用連接到XTAL1/XTAL2引腳上的時(shí)鐘源作為它的時(shí)間基準。如果使用晶振，它必須滿(mǎn)足器件數據手冊中列出的推薦指標（基頻模式下的諧振，并行AT型切片，負載電容量等）。由于引導加載程序進(jìn)行自動(dòng)波特率測量依賴(lài)于內部定時(shí)器，因此對與引導加載程序兼容的頻率范圍有一些限制。對于您用到的具體器件，其與引導加載程序兼容的時(shí)鐘頻率范圍請參考相關(guān)用戶(hù)指南。

軟件

引導加載程序激活后，微控制器將會(huì )查詢(xún)串行端口，尋找一個(gè)8數據位，無(wú)奇偶校驗，一個(gè)停止位(8-N-1)格式的回車(chē)（0Dh）字符。引導加載程序軟件測量這個(gè)字符中高低電平的時(shí)間長(cháng)度來(lái)確定主機系統的波特率。這種自動(dòng)波特率特性允許引導加載程序和許多主機系統進(jìn)行通訊，而不用限制固定的波特率。

參考文獻:
[1]. RS-232 datasheet http://www.dzsc.com/datasheet/RS-232_584855.html.
[2]. DS80C400 datasheet http://www.dzsc.com/datasheet/DS80C400+_267871.html.
[3]. ROM datasheet http://www.dzsc.com/datasheet/ROM_1188413.html.