基于GPRS的單片機固件升級系統設計

摘要：設計基于中國移動GPRS無線網絡，以C8051F340單片機為核心，GSM／GPRS／EDGE無線模塊MC75作為通信模塊開發的網絡測試終端設備。當該終端設備的固件需要升級時，在遠程服務器端開啟FTP服務器并與終端建立連接，終端從該FTP服務器上下載已更新的二進制升級文件并存儲在外部Flash中，在主程序進行校驗后跳轉到升級程序段覆蓋掉片內Flash中原有的固件程序，完成系統固件遠程更新。
關鍵詞：GPRS網絡；C8051F340；FTP；固件升級

引言
嵌入式技術的迅速發展使得越來越多的嵌入式終端設備應用在人們的日常生活中，其中不乏應用在一些偏遠地方，甚至工作在無人看管的場合下。人口比較稀少的地方，由于基站分布比較分散，加之人口比較稀疏，基站維護等操作常難以執行，這就需要在某些地方放置網絡信號測試儀檢測該地區的通信信號質量，并將該信息反饋到遠程服務器。同時，由于硬件系統程序設計固有的局限性，固件程序的升級在所難免。針對實際情況，本文開發了網絡信號測試儀的單片機遠程升級系統。

1 系統硬件設計
整個系統以Silicon Labs公司推出的混合信號片上系統型單片機C8051F340作為核心控制單元，采用GSM／GPRS／EDGE無線模塊MC75作為與遠程服務器的通信模塊，采用上海麗浪電子有限公司推出的R36模塊作為GPS模塊，通過GPS衛星接收RMC格式的導航電文供終端設備定位用。C8051F340單片機包含兩個TTL電平的串行接口，分別與GPRS模塊和GPS模塊進行通信。GPRS模塊可接收遠程控制臺發來的控制指令，并傳輸給單片機進行處理。系統總體框圖如圖1所示。

1．1 C8051F340介紹
C8051F340具有片內上電復位、VDD監視器、電壓調整器、看門狗定時器和時鐘振蕩器等內部資源，是真正能獨立工作的片上系統。Flash存儲器還具有在系統重新編程能力，可用于非易失性數據存儲，并允許遠程更新8051固件程序。用戶軟件對所有外設具有完全的控制，可以關斷任何一個或所有外設以降低功耗。
C8051F340的主要特點：
◆高速、流水線結構并與8051兼容的微控制器內核 (可達48 MIPS)；
◆全速、非侵入式的在系統調試接口(片內)；
◆精確校準的12 MHz內部振蕩器和4倍時鐘乘法器；
◆64 KB的片內Flash存儲器，4532字節的片內RAM；
◆硬件實現的SMBUS接口，2個增強型UART(TTL電平)、1個增強型SPI串行接口；
◆4個通用的16位定時器；
◆5個捕獲／比較模塊和具有看門狗定時器功能的可編程計數器／定時器陣列(PCA)。