MC68HC908LJ12微控制器中的閃存在電路編程-設計應用

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在電路編程是指在器件安裝在終電路板(目標系統(tǒng))上的時候?qū)ζ骷M行編程或擦除操作。這允許在不把電路從目標系統(tǒng)取下的情況下改變用戶代碼，從而實現(xiàn)對器件的重新編程或初始化編程。

MotorolaMC68HC908LJ12(LJ12)是基于HC08架構(gòu)的一種通用器件，具有12K字節(jié)的片上閃存和512字節(jié)的RAM、一個紅外通信接口、一個串行外設接口、一個AD轉(zhuǎn)換器、一個實時鐘和一個LCD驅(qū)動器模塊。其中12k字節(jié)閃存分配給用戶代碼，另外還有48字節(jié)分配給用戶定義的復位和中斷向量。對于編程或擦除操作不需要高電壓供電，因為所需要的高電壓由內(nèi)部的電荷泵產(chǎn)生?？衫眠\行在用戶模式或監(jiān)控模式的軟件例程通過寫地址為$FE08的閃存控制寄存器實現(xiàn)對閃存的編程或擦除操作。

用戶模式

在用戶模式下，LJ12運行的是已經(jīng)編程存儲在閃存中的用戶代碼。這是LJ12在大多數(shù)時間中所處的模式。

監(jiān)控模式

在監(jiān)控模式下，LJ12運行在生產(chǎn)時編程在LJ12中的存儲器區(qū)域中的監(jiān)控代碼。監(jiān)控代碼用于通過LJ12的PTA0管腳在LJ12和外部主機間實現(xiàn)串行通信。對初始的空白LJ12閃存編程就是在監(jiān)控模式下進行的。

閃存初始編程

LJ12操作模式在上電復位(POR)后鎖定，并由復位向量($FFFE-$FFFF)和下列管腳的邏輯電平?jīng)Q定：IRQ、RST、PTA0、PTA1、PTA2和PTC1。

塊保護的閃存

當閃存被塊保護(blockprotected)時，閃存是不能被擦除可編程的。地址為$FE09的閃存塊保護寄存器用來保護閃存的一塊或整個閃存。向塊保護寄存器中寫$FF將解除整個閃存的保護。

ROM駐留程序

LJ12中的ROM駐留程序旨在簡化用戶的閃存編程和擦除。這些程序是存儲在ROM中的代碼，可利用子程序調(diào)用執(zhí)行。表1示出了閃存編程和擦除操作的四個程序。

用戶模式下的在電路編程

在用戶模式下的ICP可保證在目標系統(tǒng)運行的同時對LJ12中的閃存進行重新編程。對LJ12中的閃存進行重新編程分成兩步。步是通過擦除操作擦除閃存中的現(xiàn)有數(shù)據(jù)。的擦除單位是128字節(jié)，稱為頁。閃存控制寄存器中的MASS位提供了操作擦除整個閃存陣列的選擇，這種操作稱為整體擦除(Masserase)。必需指出的是，閃存中被擦除的單元讀出值為$FF。第二步是編程，即利用新的數(shù)據(jù)對空的閃存進行編程。因此，重新編程包括：擦除和編程兩步。

ICP代碼

在用戶模式下進行ICP要求，ICP代碼存儲在可被用戶程序調(diào)用的非易失性存儲器中。這意味著ICP代碼必須做為用戶代碼的一部分編程到LJ12的閃存中。考慮到這一點，用戶模式下的ICP在閃存初為空(空白器件)時是不能進行的。初始的空白器件必須在監(jiān)控模式下編程。

ICP代碼編程在閃存中，可以利用軟件或硬件啟動ICP過程，有兩種操作方式：

1.ICP代碼通過LJ12的端口引腳或SCI接口建立LJ12與一個外部主機系統(tǒng)的通信連接。主機發(fā)出命令擦除LJ2的閃存并數(shù)據(jù)對閃存進行編程。在這種情況下，LJ12ICP代碼就象一個命令解釋器。

2.ICP代碼運行自己的擦除子程序擦除閃存。然后ICP代碼通過LJ12的端口引腳或SCI接口建立LJ12與一個外部主機系統(tǒng)的通信連接。新的數(shù)據(jù)編程到閃存中。

在兩種方法中，ICP代碼都必須加載到RAM存儲器中，并在RAM中執(zhí)行。當程序在閃存中運行時不允許編程或擦除操作。如果在ICP代碼還在閃存中運行時就進行編程或擦除操作，那么有擦除ICP代碼本身的危險。

監(jiān)控模式下的在電路編程

在監(jiān)控模式下，LJ12運行在制造過程中編程在存儲器中($FC00-$FDFF和$FE10-$FFCF)中的監(jiān)控代碼。LJ12器件中閃存的次編程只能在監(jiān)控模式下進行。

通過施加高電壓進入監(jiān)控模式

與許多Motorola8位MCU，通過在/IRQ引腳施加高電壓(對LJ12為1.5*VDD、max.8V)和在幾個I/O引腳施加特定的邏輯電平(對LJ12為PTA1、PTA2、和PTC1)，則在上電復位(POR)之后進入監(jiān)控模式。利用這一高電壓進入方法時，MCU(在OSC1)的時鐘輸入必須來自外部振蕩器，頻率為4.9152MHz或9.8304MHz。通過對這一時鐘分頻在PTA0生成9600波特的通信速度。

通過空向量方法進入監(jiān)控模式

在新的閃存實施方案中，需要減少采用ICP對MCU進行編程時連接目標系統(tǒng)的線數(shù)。進入監(jiān)控模式的另一方法是空(被擦除)的復位向量。復位向量只有通過整體擦除操作擦除。如果在上電復位后的模式鎖定過程中/IRQ引腳接地，PLL被使能，允許利用接在OSC1和OSC2間的32.768kHz晶體作為輸入時鐘，生成9600的波特率。如果IRQ引腳在上電復位后的模式鎖定過程中被拉成高(VDD)，PLL被禁止，一個外部4.9152MHz輸入時鐘(晶體或外部振蕩器)將可產(chǎn)生4800的波特率。與高電壓進入方式相比，這一方法節(jié)約了三條線，不需要連接PTA1、PTA2、和PTC1。

在監(jiān)控模式下實現(xiàn)ICP的優(yōu)點是不需要在用戶代碼包含ICP代碼。此外，還可以利用MCUscribe編程或ICSMotorola工具通過PTA0串行連接實現(xiàn)PC主機系統(tǒng)與MCU的通信。

有關(guān)ICP的其它考慮

信號狀態(tài)

為無中斷地完成編程過程，在ICP操作中正常的系統(tǒng)活動通常被停止。因此，在ICP開始時，應當配置MCU使得在ICP過程中不會產(chǎn)生引腳沖突或信失控號。同時還必須注意當帶有空白閃存的MCU系統(tǒng)次上電時，其端口引腳處于其缺省復位狀態(tài)。

引腳隔離

如果用于連接外部主機的MCU引腳是與目標系統(tǒng)共享的，必須保證進行ICP連接時它們被隔離到適當?shù)倪壿嬰娖健?/p>

COP看門狗操作

當在用戶模式下進行ICP操作時，還必須考慮COP操作。一旦COP被使能，在用戶程序運行過程中是不能被禁止的。因此，在ICP擦除和編程程序中，COP計數(shù)器必須定時清除以防止COP復位。在監(jiān)控模式下，COP是被禁止的。

下面的代碼在用戶模式下完成整體擦除。RAMFILE存儲器區(qū)被保留用于存儲ERARNGE子程序調(diào)用的數(shù)據(jù)塊。當ICP請求被接受時，這一代碼需要上載到RAM中，然后才能通過調(diào)用RAMSTART執(zhí)行。然后LJ12復位。在這一例子中，利用了非法操作碼進行復位。

;Referenceuploadcodingformasseraseinusermode

ERARNGEEQU$FCBE

ORGRAM

RAMFILE:

DC.B$14；Indicates4*bus(bus=4.9152MHz)

DC.B$40；Datasizeassumedtobe64

DC.W$FFFF；$FFFFmeansmasserase

DS.B64；Reservefordataarray

RAMSTART:

LDHXRAMFILE

JSRERARNGE；MasserasetheFLASHmemory

RESET:

DC.B$32；Performillegalopcodereset

復位后，因為復位向量是空的，LJ12進入監(jiān)控模式。通過在PTA0(參考數(shù)據(jù)手冊中的監(jiān)控ROM一節(jié))連接一個主機，可以把下列代碼加載到LJ12RAM中實現(xiàn)閃存的編程。

;Referenceuploadcodingforprogramminginmonitormode

MON_PRGRNGEEQU$FF28

ORGRAM

RAMFILE:

DC.B$14；Indicates4*bus(bus=4.9152MHz)

DC.B$40；Datasizeassumedtobe64

DC.W$C000；StartofFLASHmemory

DS.B64；Reservefordataarray

FLASHPRG:

LDHXRAMFILE

JSRMON_PRGRNGE

RAMFILE存儲器區(qū)被保留用于存儲MON_PRGRNGE子程序調(diào)用的數(shù)據(jù)塊。用戶使用監(jiān)控命令WRITE或IWRITE利用數(shù)據(jù)填充RAMFILE區(qū)域，然后發(fā)出執(zhí)行(RUN)