介紹

       Dallas Semiconductor基于8051的微控制器類產(chǎn)品中,，許多型號(hào)都支持通過通用RS-232串口實(shí)現(xiàn)在系統(tǒng)編程,。在系統(tǒng)編程意味著程序和/或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器能夠在不用拆解嵌入式系統(tǒng)來替換存儲(chǔ)器的情況下進(jìn)行修改。這種特性強(qiáng)調(diào)易使用性和多功能性,，在所有嵌入式設(shè)計(jì)中增加了許多非常重要的特性: 允許硬件在工廠組裝和存放,，而在出廠前才進(jìn)行軟件定制， 需要進(jìn)行軟件升級(jí)時(shí),，消除了在現(xiàn)場(chǎng)拆解器件的高昂代價(jià),， 允許對(duì)位置不可達(dá)的應(yīng)用進(jìn)行軟件升級(jí)， 訪問專用配置與狀態(tài)寄存器,，以及 使用存儲(chǔ)器加密的方式把軟件加載到安全微控制器,。

       具有這種特性的器件包括：

       DS2250, DS2250T, DS2251T, DS2252T, DS5000, DS5000T 安全微控制器 DS5000FP, DS5001FP

, DS5002FP, DS5002FPM 安全微處理器 DS5240, DS5250 高速安全微處理器DS80C400 網(wǎng)絡(luò)微處理器DS89C420, DS89C430, DS89C440, DS89C450 超高速閃存微控制器

       通過將器件的一個(gè)或多個(gè)外部引腳設(shè)置為某特定狀態(tài)來激活引導(dǎo)加載程序。器件啟動(dòng)后,，開始執(zhí)行位于器件內(nèi)部專用ROM的加載程序,。一旦收到一個(gè)回車符號(hào)，串口就執(zhí)行自動(dòng)波特率功能并與主機(jī)的波特率同步。主機(jī)（通常為PC）和目標(biāo)板之間的通訊是通過大多數(shù)PC上常見的通用RS-232接口完成的,，而不需要昂貴的專用硬件,。引導(dǎo)加載程序使用的協(xié)議簡(jiǎn)單，由一個(gè)或多個(gè)帶有相關(guān)狀態(tài)消息和文件傳送程序的ASCII字符命令組成,?？梢允褂肈allas Semiconductor免費(fèi)提供的微控制器工具包通訊軟件或任何串口通訊工具軟件來完成通訊。

       大部分此類器件也支持在應(yīng)用編程,，允許器件在應(yīng)用軟件的控制下修改程序存儲(chǔ)器,。這種方式下，系統(tǒng)能夠在仍然履行其主要功能的情況下完成在線軟件升級(jí),。詳細(xì)情況在相關(guān)器件的數(shù)據(jù)手冊(cè)或用戶指南中給出,。

       此文檔是對(duì)相關(guān)器件的數(shù)據(jù)手冊(cè)以及使用指南中所提供信息的補(bǔ)充。閱讀此應(yīng)用筆記時(shí),，請(qǐng)根據(jù)需要參考這些文檔,。

       物理連接

       引導(dǎo)加載程序是通過將器件的一個(gè)或多個(gè)外部引腳置為如表1所示的特定狀態(tài)來激活的。此時(shí)終止執(zhí)行應(yīng)用軟件,，并且將程序控制權(quán)交給內(nèi)部引導(dǎo)ROM,。一定要查閱正確的勘誤表,，以確定是否有與激活引導(dǎo)加載程序相關(guān)的任何勘誤信息,。

       對(duì)不同的產(chǎn)品系列，調(diào)用引導(dǎo)加載程序的物理連接和方法略有不同,，但是都包含相同的基本元件,。如果連接到一臺(tái)PC上，需要一個(gè)如圖所示的RS-232到CMOS電平轉(zhuǎn)換器,，來連接主機(jī)和目標(biāo)微控制器間的通訊和控制信號(hào),。圖中所示的器件可以替換為任何兼容的RS-232轉(zhuǎn)換器。下列圖中使用微控制器的DTR信號(hào)作為加載/運(yùn)行模式選擇信號(hào),。

       一些設(shè)計(jì)使用了具有三態(tài)輸出的總線緩沖器,。當(dāng)DTR有效時(shí)（低電平），它使能打開緩沖器,，并驅(qū)動(dòng)用來激活引導(dǎo)加載程序的多個(gè)信號(hào),。這個(gè)總線緩沖器在原理圖中一般標(biāo)成"HC/AC125"，這是因?yàn)榭梢允褂萌魏芜壿嬒盗械南嗨破骷?，?4HC125, 54HC125, 74AC125, 74LS125等,。這些器件很常見，應(yīng)該能夠從任何一家通用邏輯器件供應(yīng)商買到,，如Motorola, Fairchild Semiconductor, Toshiba, ST Microelectronics 和許多其它供應(yīng)商等,。

       其它器件用單個(gè)信號(hào)激活引導(dǎo)加載程序，因此不需要這個(gè)緩沖器,。這種情況下,，DTR信號(hào)可以直接連接到目標(biāo)微控制器的激活引腳,。

       引導(dǎo)加載程序使用連接到XTAL1/XTAL2引腳上的時(shí)鐘源作為它的時(shí)間基準(zhǔn)。如果使用晶振,，它必須滿足器件數(shù)據(jù)手冊(cè)中列出的推薦指標(biāo)（基頻模式下的諧振,，并行AT型切片，負(fù)載電容量等）,。由于引導(dǎo)加載程序進(jìn)行自動(dòng)波特率測(cè)量依賴于內(nèi)部定時(shí)器,，因此對(duì)與引導(dǎo)加載程序兼容的頻率范圍有一些限制。對(duì)于您用到的具體器件,，其與引導(dǎo)加載程序兼容的時(shí)鐘頻率范圍請(qǐng)參考相關(guān)用戶指南,。  
       軟件

       引導(dǎo)加載程序激活后，微控制器將會(huì)查詢串行端口,，尋找一個(gè)8數(shù)據(jù)位,，無奇偶校驗(yàn)，一個(gè)停止位(8-N-1)格式的回車（0Dh）字符,。引導(dǎo)加載程序軟件測(cè)量這個(gè)字符中高低電平的時(shí)間長(zhǎng)度來確定主機(jī)系統(tǒng)的波特率,。這種自動(dòng)波特率特性允許引導(dǎo)加載程序和許多主機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行通訊，而不用限制固定的波特率,。

       一旦調(diào)用了引導(dǎo)加載程序并計(jì)算好波特率,，器件將會(huì)發(fā)送一個(gè)提示信息來識(shí)別器件。然后器件將會(huì)顯示一個(gè)提示符并且等待命令,。同樣,，不同的產(chǎn)品系列其命令集不盡相同，但它們通常是單ASCII字符并且總是包括加載,，校驗(yàn)和擦除存儲(chǔ)器命令等,。欲知命令列表請(qǐng)查詢具體器件的用戶指南。

       簡(jiǎn)單的引導(dǎo)加載程序接口允許使用幾種方法來實(shí)現(xiàn)PC機(jī)與目標(biāo)微控制器間的通訊,。最簡(jiǎn)單的方法是使用Dallas Semiconductor的微控制器工具包(MTK)軟件,。MTK是一種能用來與大部分Dallas Semiconductor微控制器的ROM/引導(dǎo)加載程序進(jìn)行通訊的PC應(yīng)用程序。它具有高度前端特征,，簡(jiǎn)化了目標(biāo)配置,，上傳、下載代碼以及特殊功能配置等任務(wù)操作,。

       主窗口允許用戶直接向目標(biāo)微控制器輸入命令,。目標(biāo)加載程序支持的許多命令都可以由MTK的主窗口直接輸入。對(duì)于需要特殊通訊協(xié)議的文件相關(guān)命令,，也提供了特殊支持,。

        如果是基于DS5000FP, DS5001FP, DS5002FP, 或DS80C400等目標(biāo)微控制器，也可以使用簡(jiǎn)單的終端仿真器，如Procomm Plus 或超級(jí)終端來進(jìn)行通訊,。Dallas Semiconductor其它基于8051的微控制器使用一種交互式加載協(xié)議,，這種協(xié)議需要協(xié)議識(shí)別類應(yīng)用。

       調(diào)試通訊問題

       以下是通過引導(dǎo)加載程序和微控制器通訊時(shí)所遇到的常見問題列表,。

      （1） 錯(cuò)誤時(shí)鐘頻率

       如果器件工作在錯(cuò)誤的時(shí)鐘頻率下,，引導(dǎo)加載程序可能不會(huì)完成自動(dòng)波特率功能。核對(duì)用戶指南選擇所支持的頻率,。如果懷疑問題是由時(shí)鐘頻率引起的,，強(qiáng)烈推薦使用11.0592MHz的晶振調(diào)試任何引導(dǎo)加載程序問題。這是一個(gè)非常標(biāo)準(zhǔn)的微控制器工作頻率,，能夠生成大部分標(biāo)準(zhǔn)波特率,。

       （2）其它應(yīng)用干擾COM端口

       后臺(tái)應(yīng)用程序可能有意或無意地干擾所選擇的PC機(jī)COM端口。檢查任務(wù)管理器以查找可能的沖突源,。

       （3）PC的波特率相對(duì)于所選擇的工作頻率過快

       在較低的工作頻率下（約低于5MHz）器件可能不能和高波特率進(jìn)行自動(dòng)波特率匹配,，也可能在處理大文件時(shí)導(dǎo)致緩沖器溢出。降低波特率并重試,。

       （4）微控制器不工作

       很可能觀察到的故障不是和引導(dǎo)加載程序有關(guān),，而是和微控制器自身有關(guān)。以下是排除系統(tǒng)級(jí)故障的簡(jiǎn)短診斷列表,。

       器件的所有電源引腳是否都提供了正確的電壓,？ 為了讀數(shù)精確，要確保探測(cè)微控制器的實(shí)際引腳而不是與之相連的電路板上的引線,。

       EA\引腳保持低電平時(shí),，地址引腳是否跳變,？許多器件在EA\置低時(shí),，會(huì)將器件置于外部訪問模式，強(qiáng)迫器件從外部總線上獲取指令,。雖然不會(huì)立刻證明器件是否產(chǎn)生正確的地址,，但是地址總線的變化表明微控制器正處于工作狀態(tài)。
       某些器件的ALE引腳在缺省條件下是來回切換的,。是切換的嗎,？它和預(yù)期的頻率相匹配嗎？對(duì)于大多數(shù)器件,，ALE信號(hào)會(huì)以振蕩器頻率的某個(gè)分頻進(jìn)行振蕩,。

       器件是否有足夠的去耦電容？大部分Dallas Semiconductor的微控制器工作在比傳統(tǒng)對(duì)應(yīng)器件更高的內(nèi)部時(shí)鐘速率上,。直接替換設(shè)計(jì)或升級(jí)可能會(huì)要求額外的電容,，以實(shí)現(xiàn)性能提高。

       （5）微控制器工具包版本過期

       您是否在使用最新版本的微控制器工具包軟件？

       （6）勘誤表?xiàng)l件

       您是否已經(jīng)核對(duì)了對(duì)應(yīng)的勘誤表,，以查閱任何相關(guān)的勘誤信息,？雖然這種情況很少出現(xiàn)，但有可能引

導(dǎo)加載程序和某個(gè)器件版本的發(fā)布規(guī)范有偏差,。

       （7）電纜線過長(zhǎng)

       主控計(jì)算機(jī)和目標(biāo)計(jì)算機(jī)間的電纜過長(zhǎng)會(huì)降低信號(hào)的質(zhì)量,。對(duì)于電纜長(zhǎng)度應(yīng)該是多少?zèng)]有明確的規(guī)定，但是遵守標(biāo)準(zhǔn)的操作原則如使用屏蔽電纜,，遠(yuǎn)離電動(dòng)機(jī)和磁性線圈等噪聲源,，應(yīng)該是有幫助的。使用中降低波特率能夠減小長(zhǎng)電纜效應(yīng),。