本發(fā)明涉及一種生產(chǎn)廠商沒有提供內(nèi)置在線下載功能的8031系列MCU在線下載模塊及實現(xiàn)方法，屬于處理器應用開發(fā)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

在嵌入式系統(tǒng)中，在線下載技術(shù)應用越來越廣。在應用程序開發(fā)、調(diào)試、修改及產(chǎn)品生產(chǎn)、更新等過程中，需頻繁將程序?qū)懭肫骷鹘y(tǒng)的8031系列MCU沒有提供內(nèi)置在線下載/編程功能。傳統(tǒng)的做法是將程序存儲器解焊拿到編程器上燒寫，操作繁瑣復雜，不僅增加了人工和時間成本，尤其對于貼片封裝以及解焊極易出現(xiàn)損傷的器件來說，更是容易造成物力財力的浪費，特別是針對當前系統(tǒng)微型化趨勢，傳統(tǒng)的8031系列MCU程序下載方法，阻礙了產(chǎn)品的微型化發(fā)展和批量產(chǎn)品的在線升級。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的技術(shù)解決問題是：克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種8031系列MCU在線下載模塊及實現(xiàn)方法，操作簡單有效，可避免程序存儲器件的損傷，降低成本，有利于產(chǎn)品的微型化和批量產(chǎn)品的在線升級。

本發(fā)明的技術(shù)解決方案是：一種8031系列MCU在線下載模塊，包括ISP接口配置模塊、數(shù)據(jù)存儲器和程序存儲器；

8031系列MCU通過總線與數(shù)據(jù)存儲器和程序存儲器連接；

所述ISP接口配置模塊包括非門N1、非門N2、或門OR1、或門OR2以及一個與門AND；其中非門N1的輸出端與8031系列MCU的EA管腳連接，非門N1的輸入端與外部電平連接；8031系列MCU的管腳同時與數(shù)據(jù)存儲器的管腳以及或門OR1的一個輸入端連接，8031系列MCU的管腳同時與數(shù)據(jù)存儲器的管腳以及或門OR2的一個輸入端連接，或門OR1的另一個輸入端以及或門OR2的另一個輸入端同時與非門N1的輸入端連接，或門OR1的輸出端與程序存儲器的管腳連接，或門OR2的輸出端與與門AND的一個輸入端連接，與門AND的另一個輸入端與8031系列MCU的PSEN管腳連接，與門AND的輸出端與程序存儲器的管腳連接；非門N1的輸入端與非門N2的輸入端連接，非門N2的輸出端與數(shù)據(jù)存儲器的管腳連接。

所述數(shù)據(jù)存儲器和程序存儲器的存儲空間均不大于64K。

利用所述在線下載模塊實現(xiàn)8031系列MCU在線下載的方法，包括如下步驟：

(1)外部電平向非門N1的輸入端輸入低電平，使數(shù)據(jù)存儲器無效，程序存儲器讀管腳和寫管腳有效；

(2)使用燒寫器將駐留監(jiān)控模塊預先存儲在程序存儲空間中；

(3)8031系列MCU通過串口接收PC機發(fā)送的待下載程序，通過總線轉(zhuǎn)發(fā)給駐留監(jiān)控模塊，駐留監(jiān)控模塊接收并解析待下載程序，將解析后的程序存儲在程序存儲器相應的地址；

(4)外部電平向非門N1的輸入端輸入高電平，使數(shù)據(jù)存儲器有效，完成8031系列MCU的在線下載。

所述步驟(3)中駐留監(jiān)控模塊對解析后的待下載程序進行校驗，如果校驗結(jié)果有誤，則不存儲該程序且向8031系列MCU返回錯誤信號，8031系列MCU接收錯誤信號后，向駐留監(jiān)控模塊重新發(fā)送該程序；否則，向8031系列MCU返回正確信號，將解析后的程序存儲在程序存儲器相應的地址。

所述駐留監(jiān)控模塊包括主控制子模塊、輸入輸出接口子模塊、HEX文件處理子模塊以及編程子模塊；

所述主控制子模塊負責進行駐留監(jiān)控模塊初始化，設(shè)置8031系列MCU和PC機之間的串行口工作方式；

輸入輸出接口子模塊采用Xmodem串口通信協(xié)議接收8031系列MCU轉(zhuǎn)發(fā)的程序，將來自HEX文件監(jiān)視模塊的正確信號或錯誤信號返回給8031系列MCU；

HEX文件處理模塊包括HEX文件監(jiān)視模塊和HEX文件解碼模塊，HEX文件解碼模塊對接收到的程序進行解包，得到數(shù)據(jù)長度和待下載程序數(shù)據(jù)，將待下載程序數(shù)據(jù)按字節(jié)轉(zhuǎn)換為十六進制或二進制文件，將數(shù)據(jù)長度發(fā)送給HEX文件監(jiān)視模塊，將十六進制或二進制文件發(fā)送給編程子模塊；

HEX文件監(jiān)視模塊統(tǒng)計HEX文件接收緩沖區(qū)接收到的數(shù)據(jù)長度，與來自HEX文件解碼模塊的數(shù)據(jù)長度對比，如果兩者一致，則向輸入輸出接口子模塊發(fā)送正確信號；如果兩者不一致，則向輸入輸出接口子模塊發(fā)送錯誤信號；編程子模塊在每次下載前，對程序存儲器的存儲單元進行擦除，然后將來自HEX文件處理模塊的十六進制或二進制文件寫入程序存儲器的存儲單元。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)點在于：本發(fā)明突破8031系列MCU生產(chǎn)廠商沒有提供內(nèi)置在線下載功能，以及該系列芯片內(nèi)部資源過少的瓶頸，引入了ISP接口配置模塊和駐留監(jiān)控模塊，實現(xiàn)在線下載，與傳統(tǒng)8031系列MCU需要將存儲器件解焊拿到編程器上燒寫相比，本發(fā)明操作簡單有效，可避免存儲器件的損傷，降低成本，有利于產(chǎn)品的微型化和批量產(chǎn)品的在線升級。

附圖說明

圖1為本發(fā)明在線下載模塊示意圖。

具體實施方式

如圖1所示，本發(fā)明提出一種8031系列MCU在線下載模塊，包括ISP接口配置模塊、數(shù)據(jù)存儲器和程序存儲器。8031系列MCU通過總線與數(shù)據(jù)存儲器和程序存儲器連接。ISP接口配置模塊包括非門N1、非門N2、或門OR1、或門OR2以及一個與門AND，其中非門N1的輸出端與8031系列MCU的EA管腳連接，非門N1的輸入端與外部電平連接，8031系列MCU的管腳同時與數(shù)據(jù)存儲器的管腳以及或門OR1的一個輸入端連接，8031系列MCU的管腳同時與數(shù)據(jù)存儲器的管腳以及或門OR2的一個輸入端連接，或門OR1的另一個輸入端以及或門OR2的另一個輸入端同時與非門N1的輸入端連接，或門OR1的輸出端與程序存儲器的管腳連接，或門OR2的輸出端與與門AND的一個輸入端連接，與門AND的另一個輸入端與8031系列MCU的PSEN管腳連接，與門AND的輸出端與程序存儲器的管腳連接；非門N1的輸入端與非門N2的輸入端連接，非門N2的輸出端與數(shù)據(jù)存儲器的管腳連接。

程序存儲器(EEPROM或FLASH)的存儲空間不大于64K，數(shù)據(jù)存儲器(SRAM)的存儲空間不大于64K。

本發(fā)明通過ISP接口配置模塊實現(xiàn)在線下載模式和用戶運行模式的有效切換，通過對數(shù)據(jù)存儲器的控制端電平進行控制，禁止對其進行操作，實現(xiàn)在線下載模式，外部程序存儲器被映射到外部數(shù)據(jù)存儲空間，從而使程序存儲器在駐留監(jiān)控模塊的控制下接收來自MCU的新代碼或數(shù)據(jù)。在線下載完畢后，通過改變程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器的控制電平，將程序存儲器恢復映射到程序存儲空間，進入用戶運行模式。

本發(fā)明實現(xiàn)在線下載的方法如下：

(1)外部電平向非門N1的輸入端輸入低電平，使數(shù)據(jù)存儲器無效，程序存儲器讀管腳和寫管腳有效。

(2)使用燒寫器將駐留監(jiān)控模塊預先存儲在程序存儲空間中。

駐留監(jiān)控模塊包括主控制子模塊、輸入輸出接口子模塊、HEX文件處理子模塊以及編程子模塊。主控制子模塊負責進行駐留監(jiān)控模塊初始化，設(shè)置8031系列MCU和PC機之間的串行口工作方式，包括波特率、數(shù)據(jù)位、校驗方式、串口號(如波特率115200bps、數(shù)據(jù)位為把8位、奇校驗、串口號為1)。輸入輸出接口子模塊采用Xmodem串口通信協(xié)議接收8031系列MCU轉(zhuǎn)發(fā)的程序，將來自HEX文件監(jiān)視模塊的正確信號或錯誤信號返回給8031系列MCU。

HEX文件處理模塊包括HEX文件監(jiān)視模塊和HEX文件解碼模塊，HEX文件解碼模塊對接收到的程序進行解包，得到當前待下載程序的數(shù)據(jù)長度和待下載程序數(shù)據(jù)，將待下載程序數(shù)據(jù)按字節(jié)轉(zhuǎn)換為十六進制或二進制文件，將數(shù)據(jù)長度發(fā)送給HEX文件監(jiān)視模塊，將十六進制或二進制文件發(fā)送給編程子模塊。

HEX文件監(jiān)視模塊在當前程序傳送結(jié)束時，統(tǒng)計HEX文件接收緩沖區(qū)接收到的數(shù)據(jù)長度，與來自HEX文件解碼模塊的數(shù)據(jù)長度對比，如果兩者一致，則向輸入輸出接口子模塊發(fā)送正確信號；如果兩者不一致，則向輸入輸出接口子模塊發(fā)送錯誤信號。

具體算法：識別文件的數(shù)據(jù)起始標志后，對接收到的HEX文件進行長度累加統(tǒng)計，記為CK_L，直到文件結(jié)束；來自HEX文件解碼模塊的數(shù)據(jù)長度為文件中記錄的有效數(shù)據(jù)長度。二者進行比較，返回正確或錯誤信息。

編程子模塊在每次下載前，對程序存儲器的存儲單元進行擦除，然后將來自HEX文件處理模塊的十六進制或二進制文件寫入程序存儲器的存儲單元。

(3)8031系列MCU在駐留監(jiān)控模塊作用下通過串口接收PC機發(fā)送的待下載程序，通過總線轉(zhuǎn)發(fā)給駐留監(jiān)控模塊，駐留監(jiān)控模塊接收并解析待下載程序，對解析后的待下載程序進行校驗，如果校驗結(jié)果有誤，則不存儲該程序且向8031系列MCU返回錯誤信號，8031系列MCU接收錯誤信號后，向駐留監(jiān)控模塊重新發(fā)送該程序；否則，向8031系列MCU返回正確信號，將解析后的程序存儲在程序存儲器相應的地址。

(4)外部電平向非門N1的輸入端輸入高電平，使數(shù)據(jù)存儲器有效，完成8031系列MCU的在線下載，進入用戶運行模式(MCU向數(shù)據(jù)存儲器發(fā)送數(shù)據(jù)，進行程序計算等操作)。

本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)程序直接下載，操作簡單有效，可避免程序存儲器件的損傷，可有效節(jié)省人力、物力、時間成本，能夠有效提高生產(chǎn)率，有利于產(chǎn)品的微型化和批量產(chǎn)品的在線升級。

本發(fā)明未詳細闡述部分屬于本領(lǐng)域公知技術(shù)。