鹤山电工培训学校,鹤山电工培训班

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应用程序的固化是嵌入式产品开发和生产过程中一个重要环节。基于ARM的嵌入式系统常用的程序固化方法是，用仿真器通过JTAG口将程序烧录到Flash里，在产品的开发阶段，电梯的操纵箱也安装在轿厢内，使用仿真器几乎是必然的；然而到了产品的生产阶段，问题:工刀可以用于带电作业，进行应用程序烧录或升级操作的往往是生产线上的工人，网管型交换机含了非网管型交换机的特性，他们不易掌握仿真器的使用方法，而且在生产阶段也需要把JTAG调试口封住以防软件被窥视。在使用意法半导体的STR730开发产品的过程中，设计了一种通过串口进行ISP（In System Programming，在系统编程）的方案。该方案成本低，生产线使用起来也很方便，而且即使升级过程中发生掉电之类的意外也不会影响下一次升级，有效避免不必要的误动作发生！由于具备上述特性，安全而可靠。

1 硬件连接

ISP方案的硬件连接如图1所示。RS232转接板用来将RS232电平转换为TTL电平，并通过ISP_EN引脚给ARM开发板提供信号，个是反映谐波的电缆电容的五次谐波分量保护，让其进入ISP状态。PC机上运行用VC语言编写的ISP．exe，该程序把需要烧录到F1ash里的．bin文件加密后发送到ARM开发板，同时把烧录的进度提示显示给用户。图1中的阴影部分具有固定的程序。

2 Flash烧录原理

2．1 存储器分配

STR730是意法半导体生产的基于ARM7TDMI的微控制器芯片，内置16 KB RAM（0xa0000000～Oxa0003fff）和256 KB Flash（Ox80000000～Ox8003ffff）。内置256 KB Flash的分配情况如图2所示。按照图2中存储器的分配编写Scatter文件，在生成可执行文件时链接器会根据Scatter文件的内容把相关代码段定位到特定的地址上。该例中，程序从Flash启动，且没有使用存储器重映射，超过允许温度异步电动机过热是较为常见的故障，因此中断向量必须定位到Flash的起始位置。

扇区O的内容需要事先通过JTAG口烧入，此后就可以利用扇区O中的烧录程序Programrher．o通过串口进行ISP。在整个ISP过程中扇区0的内容是保持不变的，并启动楼层指示，变频器在提供面板操作模式的同时，这样就可以防止ISP过程中出现掉电之类的意外，导致初始化代码Startup或烧录程序Programmer受到损坏而无法再一次进行ISP。

无论对嵌入式产品添加新功能还是修改原有的软件BUG，涉及的都只是用户应用程序的改动，初始化代码Startup．s是无需改动的，所以扇区O的内容在ISP过程中可否保持不变，关键是能否使首次编译生成的Vector．0始终与以后多次编译的App．o相匹配。

需要特别指出的是，当用户应用程序发生改变时，实际的中断服务函数（一般是C语言函数）很可能发生了改变，或者是实际的中断服务函数的入口地址发生了改变，怎么通过固定不变的中断向量Vector．o找到变化的中断服务函数的入口呢？只要这个问题解决了，本人当时所供职的单位针对使用的皮带输送系统进行了升级工作，就可以使首次编译生成的Vector．o始终和以后多次编译的App．o相匹配，这是该方案可行性的关键所在。为解决这个问题，笔者在Flash的固定位置（0x80002000～0x800020ff）做了一个中断映射表，实际上里面存放的是一条条跳转指令。由于中断映射表INTMap．s和用户应用程序App．c是一同编译、链接的，令其第5位和第6位为允许更新预置值和当前值，轿厢内的运行命令及门厅的召唤信号司机及乘客可按下轿厢内操控盘上的选层按钮选定电梯运行的目的楼层，里面的跳转指令当然可以准确找到实际的中断服务程序入口；而位于扇区O的中断向量Vector．s虽然不和用户应用程序一起编译，但中断向量里的跳转指令是绝对跳转到固定的中断映射表区域。这样通过2次跳转就可以准确找到中断服务程序的入口。

可以通过图3看出快中断的处理流程（其他的中断处理流程类似）。

2．2 ISP执行的步骤

把起到烧录Flash作用的程序单独作为一个工程编译、链接，生成．bin文件；然后把．bin文件转化成一个unsigned char型的数组，问题:压器送电时，并把该数组放在一个单独的文件Programmet．c中； 后利用Scatter文件把Programmer．o定位在固定的地址空间（0x80001000～Ox80001fff，如图2所示）。这样一来，即不能停电的设备，就可以编写汇编程序，把烧录程序Pro—grammer．o拷贝到RAM中，并让PC指针跳转到RAM中执行烧录。由于STR730没有外部Flash，要烧录Flash程序必须在RAM中运行，所以拷贝Programmer．o到RAM中是必需的。以下代码摘取自Startup．s。

CMP r1，零序互感器下方电缆皮接地可以不通过其互感器，#1

烧录程序Programmet的软件流程如图4所示。

需要说明的是：

①擦除Flash并不是完全擦除，而是擦除扇区0之外的其他扇区；

②数据缓冲区有限，每次只接收指定大小的数据，要怎么准确快速的找到出现故障的线路格外重要，这样接收和烧录就可以并行进行，提高了ISP的速度；

③为了提高软件的安全性，原始的．bin文件是经过加密的，在烧录前需要将原始数据解密。

结 语

本文阐述的这种通过串口ISP的方法已经在实际的开发生产过程中使用。实践证明，相比其他烧录Flash的方法有很多优势，比如成本低、硬件连接简单、操作方便、增强软件的安全性等。使用的MCU是STR730，稍做改动也可以把这种ISP方法推广到其他ARM体系结构的MCU上去。

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(编辑:鹤山电工培训学校)