STC 固件程序切换
工作环境
- STC型号：STC8H3K64S4
- Keil uVision V5.20.0.0
- vscode Vision: 1.52.1
STC8H特性
基础知识
- 单片机复位后，程序计数器(PC)的内容为 0000H，从 0000H 单元开始执行程序
- 中断服务程序的入口地址(又称中断向量)也位于程序存储器单元
- 每个中断都有一个固定的入口地址，当中断发生并得到响应后，单片机就会自动跳转到相应的中断入口地址去执行程序
- 外部中断 0（INT0）的中断服务程序的入口地址是 0003H
- 定时器/计数器 0（TIMER0）中断服务程序的入口地址是 000BH
- 外部中断 1（INT1）的中断服务程序的入口地址是 0013H
- 定时器/计数器 1（TIMER1）的中断服务程序的入口地址是 001BH
由于相邻中断入口地址的间隔区间仅仅有 8 个字节，一般情况下无法保存完整的中断服务程序，因此在中断响应的地址区域存放一条无条件转移指令，指向真正存放中断服务程序的空间去执行。
Flash 结构
- 000H~002H 前3个字节为主程序入口跳转指令
- 003H~163H 为45个中断的跳转指令，中断号为0~44
- bin文件中，003~163H并不会全部是中断跳转指令，要看你用到的最大中断号， 中断向量表会以最大中断号而截至，如最大中断号为3，中断向量表范围为003H~001BH+2.
Flash 读写
- 用户程序只能读写EEPROM区，此区域大小，在下载时设置
- EEPROM一般放置在Flash最后面，以上面0.5K为例，EEPROM 起始地址为FE00~FFFF
- 对非空区域写入值，需要先擦除再写，擦除Flash以0.5K为单元，也就是0x200
eeprom.h
#ifndef __EEPROM_H__
#define __EEPROM_H__
void eeprom_readBuffer(int addr, char *buf, int length);
void eeprom_writeBuffer(int addr, char *buf, int length);
void IapProgram(int addr, char dat);
void IapErase(int addr);
char IapRead(int addr);
#endifeeprom.c
#include "stc8h.h"
#include "intrins.h"
void IapIdle()
{
IAP_CONTR = 0; //关闭IAP功能
IAP_CMD = 0; //清除命令寄存器
IAP_TRIG = 0; //清除触发寄存器
IAP_ADDRH = 0x80; //将地址设置到非IAP区域
IAP_ADDRL = 0;
}
char IapRead(int addr)
{
char dat;
IAP_CONTR = 0x80; //使能 IAP
IAP_TPS = 12; //设置擦除等待参数 12MHz
IAP_CMD = 1; //设置 IAP 读命令
IAP_ADDRL = addr; //设置 IAP 低地址
IAP_ADDRH = addr >> 8; //设置 IAP 高地址
IAP_TRIG = 0x5a; //写触发命令(0x5a)
IAP_TRIG = 0xa5; //写触发命令(0xa5)
_nop_();
dat = IAP_DATA; //读 IAP 数据
IapIdle(); //关闭 IAP 功能
return dat;
}
void IapProgram(int addr, char dat)
{
IAP_CONTR = 0x80; //使能 IAP
IAP_TPS = 12; //设置擦除等待参数 12MHz
IAP_CMD = 2; //设置 IAP 写命令
IAP_ADDRL = addr; //设置 IAP 低地址
IAP_ADDRH = addr >> 8; //设置 IAP 高地址
IAP_DATA = dat; //写 IAP 数据
IAP_TRIG = 0x5a; //写触发命令(0x5a)
IAP_TRIG = 0xa5; //写触发命令(0xa5)
_nop_();
IapIdle(); //关闭 IAP 功
}
void IapErase(int addr)
{
IAP_CONTR = 0x80; //使能IAP
IAP_TPS = 12; //设置擦除等待参数 12MHz
IAP_CMD = 3; //设置IAP擦除命令
IAP_ADDRL = addr; //设置IAP低地址
IAP_ADDRH = addr >> 8; //设置IAP高地址
IAP_TRIG = 0x5a; //写触发命令(0x5a)
IAP_TRIG = 0xa5; //写触发命令(0xa5)
_nop_(); //
IapIdle(); //关闭IAP功能
}
void eeprom_readBuffer(int addr, char *buf, int length)
{
int i = 0;
for (i=0; i<length; i++) {
buf[i] = IapRead(addr+i);
}
}
void eeprom_writeBuffer(int addr, char *buf, int length)
{
int i = 0;
for (i=0; i<length; i++) {
IapProgram(addr+i, buf[i]);
}
}bootloader
工程设置
改写STARTUP.A51
增加中断向量映射，为程序跳转准备
;Interrupt Vector Redirect
;INT0
ORG 0003H
LJMP 9003H
;Timer0
ORG 000BH
LJMP 900BH
;INT1
ORG 0013H
LJMP 9013H
;Timer1
ORG 001BH
LJMP 901BH
;UART1
ORG 0023H
LJMP 9023H
;ADC
ORG 002BH
LJMP 902BH
;LVD
ORG 0033H
LJMP 9033H
;PCA
ORG 003BH
LJMP 903BH
;UART2
ORG 0043H
LJMP 9043H
;SPI
ORG 004BH
LJMP 904BH
;INT2
ORG 0053H
LJMP 9053H
;INT3
ORG 005BH
LJMP 905BH
;Timer2
ORG 0063H
LJMP 9063H
;INT4
ORG 0083H
LJMP 9083H
;UART3
ORG 008BH
LJMP 908BH
;UART4
ORG 0093H
LJMP 9093H
;Timer3
ORG 009BH
LJMP 909BH
;Timer4
ORG 00A3H
LJMP 90A3H
;CMP
ORG 00ABH
LJMP 90ABH
;I2C
ORG 00C3H
LJMP 90C3H
;USB
ORG 00CBH
LJMP 90CBH
;PWM1
ORG 00D3H
LJMP 90D3H
;PWM2
ORG 00DDH
LJMP 90DDH
;TKSU
ORG 011BH
LJMP 911BH
;RTC
ORG 0123H
LJMP 9123H
;P0 interrupt
ORG 012BH
LJMP 912BH
;P1 interrupt
ORG 0133H
LJMP 9133H
;P2 interrupt
ORG 013BH
LJMP 913BH
;P3 interrupt
ORG 0143H
LJMP 9143H
;P4 interrupt
ORG 014BH
LJMP 914BH
;P5 interrupt
ORG 0153H
LJMP 9153H
;P6 interrupt
ORG 015BH
LJMP 915BH
;P7 interrupt
ORG 0163H
LJMP 9163H
;------------------------------------------------------------------------------
; Standard SFR Symbols 程序地址偏移
bootloader代码
为了减少不必要的麻烦，bootloader中尽量不使用中断
printf，非中断实现
以查询的方式，检查发送完成
char putchar(char c)
{
SendData(c);
return c;
}
/*----------------------------
发送串口数据
----------------------------*/
void SendData(BYTE dat)
{
ACC = dat; //获取校验位P (PSW.0)
if (P) //根据P来设置校验位
{
#if (PARITYBIT == ODD_PARITY)
TB8 = 0; //设置校验位为0
#elif (PARITYBIT == EVEN_PARITY)
TB8 = 1; //设置校验位为1
#endif
}
else
{
#if (PARITYBIT == ODD_PARITY)
TB8 = 1; //设置校验位为1
#elif (PARITYBIT == EVEN_PARITY)
TB8 = 0; //设置校验位为0
#endif
}
SBUF = ACC; //写数据到UART数据寄存器
while (TI == 0); //等待前面的数据发送完成
TI = 0;
}改变中断向量表
中断向量表范围为0000H-0200H
int changeInterruptVector(uint16_t offset)
{
if (offset < 0x1000 || (offset&0xff) != 0) {
return -1;
}
offset >>= 8;
IapErase(0x0000);
// bootloader 代码跳转地址
IapProgram(0x0000, 0x02);
IapProgram(0x0001, 0x02);
IapProgram(0x0002, 0x00);
///////////////////////////////
// INT0
IapProgram(0x0003, 0x02);
IapProgram(0x0003+1, 0x00|offset);
IapProgram(0x0003+2, 0x03);
// Timer0
IapProgram(0x000B, 0x02);
IapProgram(0x000B+1, 0x00|offset);
IapProgram(0x000B+2, 0x0B);
// INT1
IapProgram(0x0013, 0x02);
IapProgram(0x0013+1, 0x00|offset);
IapProgram(0x0013+2, 0x13);
// Timer1
IapProgram(0x001B, 0x02);
IapProgram(0x001B+1, 0x00|offset);
IapProgram(0x001B+2, 0x1B);
// UART1
IapProgram(0x0023, 0x02);
IapProgram(0x0023+1, 0x00|offset);
IapProgram(0x0023+2, 0x23);
// ADC
IapProgram(0x002B, 0x02);
IapProgram(0x002B+1, 0x00|offset);
IapProgram(0x002B+2, 0x2B);
// LVD
IapProgram(0x0033, 0x02);
IapProgram(0x0033+1, 0x00|offset);
IapProgram(0x0033+2, 0x33);
// PCA
IapProgram(0x003B, 0x02);
IapProgram(0x003B+1, 0x00|offset);
IapProgram(0x003B+2, 0x3B);
// UART2
IapProgram(0x0043, 0x02);
IapProgram(0x0043+1, 0x00|offset);
IapProgram(0x0043+2, 0x43);
// SPI
IapProgram(0x004B, 0x02);
IapProgram(0x004B+1, 0x00|offset);
IapProgram(0x004B+2, 0x4B);
// INT2
IapProgram(0x0053, 0x02);
IapProgram(0x0053+1, 0x00|offset);
IapProgram(0x0053+2, 0x53);
// INT3
IapProgram(0x005B, 0x02);
IapProgram(0x005B+1, 0x00|offset);
IapProgram(0x005B+2, 0x5B);
// Timer2
IapProgram(0x0063, 0x02);
IapProgram(0x0063+1, 0x00|offset);
IapProgram(0x0063+2, 0x63);
// INT4
IapProgram(0x0083, 0x02);
IapProgram(0x0083+1, 0x00|offset);
IapProgram(0x0083+2, 0x83);
// UART3
IapProgram(0x008B, 0x02);
IapProgram(0x008B+1, 0x00|offset);
IapProgram(0x008B+2, 0x8B);
// UART4
IapProgram(0x0093, 0x02);
IapProgram(0x0093+1, 0x00|offset);
IapProgram(0x0093+2, 0x93);
// Timer3
IapProgram(0x009B, 0x02);
IapProgram(0x009B+1, 0x00|offset);
IapProgram(0x009B+2, 0x9B);
// Timer4
IapProgram(0x00A3, 0x02);
IapProgram(0x00A3+1, 0x00|offset);
IapProgram(0x00A3+2, 0xA3);
// CMP
IapProgram(0x00AB, 0x02);
IapProgram(0x00AB+1, 0x00|offset);
IapProgram(0x00AB+2, 0xAB);
// I2C
IapProgram(0x00C3, 0x02);
IapProgram(0x00C3+1, 0x00|offset);
IapProgram(0x00C3+2, 0xC3);
// USB
IapProgram(0x00CB, 0x02);
IapProgram(0x00CB+1, 0x00|offset);
IapProgram(0x00CB+2, 0xCB);
// PWM1
IapProgram(0x00D3, 0x02);
IapProgram(0x00D3+1, 0x00|offset);
IapProgram(0x00D3+2, 0xD3);
// PWM2
IapProgram(0x00DD, 0x02);
IapProgram(0x00DD+1, 0x00|offset);
IapProgram(0x00DD+2, 0xDD);
// TKSU
IapProgram(0x011B, 0x02);
IapProgram(0x011B+1, 0x01|offset);
IapProgram(0x011B+2, 0x1B);
// RTC
IapProgram(0x0123, 0x02);
IapProgram(0x0123+1, 0x01|offset);
IapProgram(0x0123+2, 0x23);
// P0 interrupt
IapProgram(0x012B, 0x02);
IapProgram(0x012B+1, 0x01|offset);
IapProgram(0x012B+2, 0x2B);
// P1 interrupt
IapProgram(0x0133, 0x02);
IapProgram(0x0133+1, 0x01|offset);
IapProgram(0x0133+2, 0x33);
// P2 interrupt
IapProgram(0x013B, 0x02);
IapProgram(0x013B+1, 0x01|offset);
IapProgram(0x013B+2, 0x3B);
// P3 interrupt
IapProgram(0x0143, 0x02);
IapProgram(0x0143+1, 0x01|offset);
IapProgram(0x0143+2, 0x43);
// P4 interrupt
IapProgram(0x014B, 0x02);
IapProgram(0x014B+1, 0x01|offset);
IapProgram(0x014B+2, 0x4B);
// P5 interrupt
IapProgram(0x0153, 0x02);
IapProgram(0x0153+1, 0x01|offset);
IapProgram(0x0153+2, 0x53);
// P6 interrupt
IapProgram(0x015B, 0x02);
IapProgram(0x015B+1, 0x01|offset);
IapProgram(0x015B+2, 0x5B);
// P7 interrupt
IapProgram(0x0163, 0x02);
IapProgram(0x0163+1, 0x01|offset);
IapProgram(0x0163+2, 0x63);
return 0;
}APP切换
#define USER_APP_MAGN_ADDR 0x1000
#define INTERRUPT_OFFSET_MAGN 0x2C00
#define USER_APP_BLUE_ADDR 0x3000
#define INTERRUPT_OFFSET_BLUE 0x4C00
// APP跳转函数
void (*boot_blue)() = USER_APP_BLUE_ADDR;
void (*boot_magn)() = USER_APP_MAGN_ADDR;
// APP切换
changeInterruptVector(INTERRUPT_OFFSET_MAGN);
IapErase(0xFC00);
(*boot_magn)();App
中断向量表便宜至App最后1K位置，占用0.5k,剩余0.5k可以用作程序参数区
APP1
APP2
hex to bin
hex2bin下载安装
hex2bin
下载后解压，将hex2bin.exe所在的目录添加至PATH环境变量中。
keil工程设置
添加hex2bin.exe "#L.hex",如下图所示：
经过以上操作，编译时就会自动产生bin文件
bin文件合并
- 先添加地址靠后的APP的bin文件
- 添加其次靠后的APP，勾选插入
- 最后添加bootloader的bin文件，勾选插入
- 点击合并
下载设置
EEPROM大小设置为64K
Todo List
- 使用脚本合成bin文件，keil添加编译后执行该脚本
- 编写脚本烧录bin文件，配合硬件实现编译后，重新上电并烧录软件
参考博客
1.KEIL-51单片机实现自定义bootloader，用于程序更新 研究
2.STC51单片机实现IAP远程升级过程分享
