關(guān)鍵詞 PIClOF202 串行編程 89C51
隨著工業(yè)生產(chǎn)的擴(kuò)大，存在著對(duì)同一型號(hào)芯片進(jìn)行相同代碼編程的需要。目前采用的編程方式是通過專用的編程器來執(zhí)行，其編程過程離不開PC機(jī)。在對(duì)一定批量的芯片編程時(shí)，操作比較煩瑣，保密性能差，且難以在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行。
本編程器設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，操作方便，保密性好，易攜帶，需要的外部設(shè)備少。編程器以PIClOF202為例進(jìn)行設(shè)計(jì)。PIClOF2xx系列是 Microchip公司生產(chǎn)的低功耗，高性能Flash單片機(jī)。其封裝小，易于使用，成本低。性能穩(wěn)定，在通用電子設(shè)計(jì)中被廣泛使用。本設(shè)計(jì)的基本思想適用于其他類型的單片機(jī)。
1 PICl0F2xx的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)及編程方法
1．1 存儲(chǔ)空間映射
以PICl0F202為例，其內(nèi)部程序存儲(chǔ)空間映射如下：
0000H～0lFFH是用戶可以使用的代碼存儲(chǔ)空間，0200H～03FFH是系統(tǒng)的配置空間。其中01FFH單元是復(fù)位向量，系統(tǒng)復(fù)位后程序指針PC 將指向此地址單元。0200H～0203H是用戶ID信息存儲(chǔ)區(qū)間。0204H地址單元存放的是備份的OSCCAL值，被預(yù)留用來測(cè)試內(nèi)部晶振，因此該值在任何情況下都不應(yīng)該被更改。一旦被擦除，必須恢復(fù)該值，否則芯片不能正常工作。03FF地址單元存放系統(tǒng)的配置字，其他地址單元系統(tǒng)保留。
1.2 芯片編程方法
采用串行在線編程的方式，串行時(shí)鐘信號(hào)由主控單元的I／O口發(fā)出，從PIC的時(shí)鐘引腳ISCLK輸入。在串行時(shí)鐘信號(hào)作用下，串行數(shù)據(jù)從數(shù)據(jù)引腳ISDAT輸入／輸出，完成對(duì)芯片的Flash的代碼寫入。
只有在進(jìn)入編程模式后，PIClOF202才能允許對(duì)其存儲(chǔ)空間的操作，如圖l所示。當(dāng)保持ISDAT(串行數(shù)據(jù)輸入端)和ISCLK(串行時(shí)鐘輸入端) 為低電平時(shí)，VCC(芯片電源)上升到高電平。經(jīng)tl延時(shí)，MCLR(編程模式選擇端)上升到高電平，再經(jīng)t2延時(shí)，開始時(shí)鐘脈沖和數(shù)據(jù)的輸入／輸出。此時(shí)PIClOF202進(jìn)入編程模式。
2 系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)
系統(tǒng)邏輯框圖如圖2所示，由主控機(jī)、控制模塊、監(jiān)控顯示模塊和目標(biāo)芯片組成。主控機(jī)選用89C51單片機(jī)，用單片機(jī)的2個(gè)I／O口分別提供ISDAT和 ISCLK信號(hào)；目標(biāo)芯片即PIC。PIC的MCLR端為編程模式選擇端。為了讓PIC10F202能夠進(jìn)入編程狀態(tài)，需要由控制模塊實(shí)現(xiàn)對(duì)MCLR端的電平控制。監(jiān)控顯示模塊用于指示目前系統(tǒng)的工作狀態(tài)和監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行
2．1 控制模塊的實(shí)現(xiàn)
為了實(shí)現(xiàn)控制模塊對(duì)MCLR端的電平控制，使用2個(gè)晶體管T1、T2，如圖3所示。當(dāng)單片機(jī)I／O口為高電位時(shí)，T1導(dǎo)通，其發(fā)射級(jí)為低電位，T2導(dǎo)通，于是電源VPP與PIC的MCLR端接通；當(dāng)I／O口為低電位時(shí)，T1截止，其發(fā)射級(jí)為高電位，T2截止，VPP和MCLR端之間斷開。
2.2 監(jiān)控顯示模塊
采用一組發(fā)光二極管來顯示系統(tǒng)狀態(tài)和編程結(jié)果。系統(tǒng)的工作狀態(tài)包括：目標(biāo)芯片檢測(cè)、就緒等待、編程進(jìn)行中、代碼校驗(yàn)等。系統(tǒng)在就緒等待狀態(tài)下，就緒狀態(tài)燈亮，主控機(jī)監(jiān)控按鍵指令；接到指令后即進(jìn)入編程狀態(tài)，同時(shí)編程燈亮，編程后執(zhí)行校驗(yàn)，校驗(yàn)完成后結(jié)束燈亮，說明完成整個(gè)縮程工作。整個(gè)編程過程中，若遇到故障，相應(yīng)故障燈顯示。
3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
3．1 數(shù)據(jù)(命令)輸入方法
無論是指令還是需要寫入的代碼數(shù)據(jù)，都在相應(yīng)的時(shí)鐘節(jié)拍下由串行數(shù)據(jù)端輸入。串行時(shí)鐘始終與串行數(shù)據(jù)的要求一致。對(duì)于不同的命令，時(shí)鐘脈沖間的時(shí)間參數(shù) t1~t6的要求是不同的。在相應(yīng)時(shí)鐘脈沖下降沿，PIC對(duì)數(shù)據(jù)端采樣，命令代碼在前，一段時(shí)間延時(shí)后，輸入代碼數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)低位在前，高位在后，如圖4所示。時(shí)間參數(shù)的具體要求見參考文獻(xiàn)。
下面以數(shù)據(jù)導(dǎo)入為例簡(jiǎn)要說明。
代碼舉例如下：
由命令字表中可知，若導(dǎo)人數(shù)據(jù)的命令字是xx0010B，低位在前由ISDAT輸入，每次ISCLK的下降沿對(duì)ISDAT采樣。以上代碼實(shí)現(xiàn)了“0”、 “1”的輸入，其他命令的輸入類似。數(shù)據(jù)輸入和命令輸入都是下降沿有效。每次導(dǎo)入1字節(jié)的數(shù)據(jù)為12位，但是必須在16個(gè)時(shí)鐘脈沖中完成。前6個(gè)時(shí)鐘脈沖的下降沿輸入命令字，且前4位有效。一段時(shí)間參數(shù)的延遲后，數(shù)據(jù)開始輸入，第1個(gè)時(shí)鐘下降沿輸入起始位，后第2～13個(gè)時(shí)鐘的下降沿輸入1字節(jié)的數(shù)據(jù)，共 12位。第14、15個(gè)時(shí)鐘下降沿輸入數(shù)據(jù)無效，*一個(gè)下降沿輸入停止位(起始位和停止位固定為O)。
3．2 PC指針的處理及尋址方法
在對(duì)其編程的過程中，需要知道當(dāng)前PIC的PC指針指向的Flash存儲(chǔ)區(qū)單元地址，也就是當(dāng)前的操作單元。由于無法直接讀取其PC指針的值，故采用在 89C5l的RAM區(qū)定義一個(gè)變量用來記錄PIC的PC指針(12位，占用2字節(jié))。該變量的值始終和PIC的PC指
