PIC16 bootloader之UART bootloader

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　　PIC16 bootloader是在PIC16单片机上电复位时执行的一段程序。通过这段程序，可以不使用编程器，也能实现应用程序在线升级。今天要介绍的PIC16 bootloader是使用UART通信接口的UART bootloader, 也叫RS232串口bootloader。由于电脑只有USB接口，所以需要用USB-to-RS232的适配器来转发数据，将电脑端数据转发到PIC16单片机，或者将PIC16单片机数据转发到电脑。系统接线图如下:

　　电脑要运行一个专门的上位机程序，用来加载应用程序的hex文件，设置RS232通信端口和baud rate，点击下载按钮，启动和PIC16 bootloader通信，下发应用程序数据完成应用程序升级。我的这个PIC16 bootloader 的上位机程序是使用C#和Visual Studio 2013开发的，界面如下：

                                                                                                            

　　这个Bootloader升级应用程序时用的USB-to-RS232适配器是我自己亲手打造的工业级适配器Z-Box R01A，USB-to-RS232适配器根据其使用的芯片分类，常用的有四种类型FT232（FTDI）,CP2102, PL2303, CH340。 Z-Box R01A适配器属于FT232类型。作为一位一直在前线搬砖的老工程师，踩过的坑不计其数，知道工业场所什么奇葩环境都有，什么样的干扰伤害都可能有。所以工业产品，工业用品，制作必须精良，绝对不能偷工减料，否则最后的损失会更大。Z-Box R01A适配器是我为工业场所打造的USB-to-RS232，制作之精良，用料之水准，无出其右（使用最稳定最强大也是最贵的英国芯片，电路上信号有作隔离，金属外壳，一头是方形USB口，另一头是DB9口 )。不计成本，只求稳定可靠。还有一点，Z-Box R01A不是只有USB-to-RS232的适配功能，还有USB-to-TTL的适配功能。自卖自夸了这么久，到底长啥模样呢，见图：

 

　　用户板就是PIC16单片机的目标板，用户板需要烧写好PIC16 UART bootloader固件。我的PIC16 UART bootloader软件分三层，应用层，中间层，和驱动层，软件架构如下：

                                                                                                                                                                                                            

　　这个PIC16 UART bootloader和之前写的bootloader相比有四个特色。第一个特色是它分层比较清晰，应用层和驱动层有隔离，方便移植。移植到PIC18，PIC24， PIC32非常地快，即使移植到非PIC的芯片也很容易。第二个特色是它是为工业级产品开发的，是一款工业级的bootloader。 PC端host程序发送的每一帧数据都带checksum。UART bootloader接收数据，解析数据，烧写数据，烧写完会读出来作比较，所有的这些动作的结果会反馈到PC端的上位机程序，没有错误反馈正响应，有错误就反馈负响应。最后还会对整个过程接收到的数据作校验，从而确保数据的完整性和正确性。即使在恶劣的工业环境，也能够确保应用程序可靠地完成升级。第三个特色是PIC UART bootloader可以实时在LCD屏幕上显示应用程序升级的进度。工业产品很多都带LCD屏，利用LCD屏显示升级的进度，是我为这个UART bootloader独创的功能。最后一个特色，这个PIC16 UART bootloader是放在code flash的底部，应用程序是放在头部，这样做最大的好处是应用程序不需要做偏移，中断向量不需要重映射，就算是新手使用这个UART bootloader也丝毫没有问题。应用程序加了偏移，无法调试，需要调试就得把偏移去掉。使用这个UART bootloader就不需要这么麻烦，出了问题随时都可以调试，方便查找问题原因。我为PIC16 UART bootloader升级应用程序的整个过程录制了一个视频，视频的链接：工业级UART接口PIC16 Bootloader 应用程序升级视频-科技-高清完整正版视频在线观看-优酷 (youku.com)