8051單片機在線升級軟件的方法

3 軟件設計

裝載程序主要有兩個功能，其一是要將E2PROM的內容拷貝到片外RAM中；其二是要響應上位機的更新程序命令并接收代碼內容更新E2PROM。

　　#define uchar unsigned char
　　#define uintunsigned int
　　sbit WDI=P1^7;
　　sbit RESET=P1^6;/*聲明外部I2C讀寫函數*/
　　extern void I2c_wr(uchar addh,uchar addl,uchar buf[],uchar num,bit wr);
　　void main(void) {
　　　　uchar data addh,addl;
　　　　uchar data buf[16];
　　　　uchar j;
　　　　uint I=0;
　　　　XBYTE[0x1fff]=0;/*清除程序拷貝好標志*/
　　　　WDI=~WDI; /*喂狗*/
　　　　system_init(); /*初始化*/
　　　　for(addh=0;addh0x10;addh++) {
　　　　　　for(addl=0;addl0xf0;addl+=16) {/*讀入E2PROM地址addh:addl16字節內容到buf*/
　　　　　　　　I2c_wr(addh,addl,buf,16,1);
　　　　　　　　for(j=0;j16;j++)/*將代碼寫入外部絕對地址*/
　　　　　　　　　　XBYTE[I++]=buf[j];
　　　　　　}
　　　　　　　　I2c_wr(addh,0xf0,buf,16,1);
　　　　　　　　for(j=0;j16;j++)
　　　　　　　　　　XBYTE[I++]=buf[j];
　　　　　　　　WDI=~WDI;
　　　　}
　　　　if(shake_hand==1) {/*shake_hand由串口中斷收到握手命令后置1*/
　　　　　　rcv_data(); /*該函數負責從上位機獲取程序*/
　　　　}
　　　　XBYTE[0x1fff]=0xaa;/*置程序拷貝好標志*/
　　　　RESET=0;/*復位單片機并執行外部RAM內的程序*/
　　　　while(1);
　　}

為了確保程序在裝載完全正確后才開始執行，裝載程序使用了外部RAM 0x1fff地址內容作為裝載成功的標志。那么相應的應用程序應判斷此標志后再執行。

調試結束的裝載程序燒結在單片機中，而實際的系統應用程序則存儲于外部E2PROM內。應用中，將單片機直接焊裝在電路板上，而編程者只需通過串口或者其他形式的通信鏈路甚至無線的方式來更改升級目標應用程序。

4 幾點討論　

在實際應用中，最好使用嚴格的校驗及復查方法來確保程序拷貝無誤。 另外， 在從上位機下載程序時應該制定一個可靠的通信協議，從而保證獲取的程序完全正確。單片機在接收到上位機的代碼數據時，不要急于寫入外部E2PROM，而應先全部放在外部RAM區內，待代碼獲取完畢并且通過校驗檢查后再把RAM的內容一次性寫入E2PROM。這樣防止在獲取程序的時候通信異常中斷而E2PROM內將沒有一個可以執行的程序。

從原理上看，如果片外RAM是非易失的，就可以不再使用E2PROM。但是這樣系統成本變高且可靠性降低，因為當單片機程序跑飛時很容易產生MOVX指令而改變RAM區的內容，造成程序永久性不可恢復。而在程序跑飛的情況下，很難產生符合外部E2PROM接口的I2C寫時序，同時E2PROM還有寫保護功能。

雖然上述方法能使8051單片機系統具有遠程升級代碼的能力，但是程序裝載過程將使系統的啟動時間延長數秒，在對啟動時間要求較短的場合不能應用本文中介紹的方法。

參考文獻
1 何立民．ＭＣＳ５１系列單片機應用系統設計．北京：北京航空航天大學出版社，1990
2 Atmel公司器件手冊，2003