基于電話線的系統遠程升級方案

作者：時間：2006-09-22 來源：網絡

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隨著片內 FLASH ROM 在MCU領域的廣泛應用，ISP（In-system programmable）器件發展廣泛，而受益于該技術，大量單片機系統在正常工作電壓下，能實現軟件更新程序存儲空間，從而對系統進行升級地功能。智能儀表應用量的增加以及技術的進步，使得人們不斷尋找操作人員不到現場就能升級智能儀表的方案。

　　目前大多數單片機系統智能儀器的遠程升級解決方案，需要通過因特網和PC來實現，因特網傳輸數據，PC的串口作為燒錄程序ISP的媒介，這種方案，相對而言，實現成本高，占地大。由于單片機智能儀器運行代碼的數據量不大，并不一定需要通過因特網來進行數據傳輸。當網絡內的大批量儀器需要經常進行升級時，這種應用不具優勢。

　　考慮如上因素，如果經由固定電話線網絡傳輸數據，單片機接收數據后，執行ISP自我更新功能步驟，遠程升級系統就可以得到簡化。智能儀表只需要包含電話線接口及單片機系統，就能完成遠程升級的全部硬件架構，系統成本就能大幅下降。華邦新推出的8位MCU W925EP01在功能上能完全支持這種應用，僅MCU + Memory就能構成完整的運行系統的廉價解決方案，為大批量的遠程升級系統提供了廣闊前景。

W925EP01介紹

　　W925EP01是一款內核為標準8051，兼容所有的 8051指令，并集成了所有來話顯示（CID）傳送及接收所需要的硬件功能的8位的單片機。內含64KB具有ISP功能的Flash EPROM (APROM)，用于存儲裝載程序的4KB輔助Flash EPROM (LDROM)。可外擴64KB程序空間，總共APROM (00000H~0FFFFH)和外擴ROM (10000H ~ 1FFFFH)，用戶可通過P5, P6, P7, A16和使用MOVC指令使用片外存儲空間，及片外數據存儲器。功耗低，省電模式下運行電流約為50uA，最低工作電流甚至可小于1uA。

　　所有的內建特性如下所示。
　　●CPU:內核與 8051系列相容的8位機。
　　●uC部份: 工作電壓可選擇范圍2.4V至5.5V工作。ISP工作電壓從3.3至5.5V。
　　●CID部分: CID接收 3.0 到 5.5V。
　　● 雙時鐘工作模式: 主振4MHz/8MHz時鐘主要用在CID及DTMF功能。內建有一RC振蕩電路，常用于省電模式下。輔振32768Hz時鐘。主振和輔振都可由個別位來控制，達到起振或停止。
　　●I/O口: 64個 I/O 管腳。
　　● 電源模式:一般模式；雙時鐘模式下輔振運行；閑置模式；停止模式：芯片所有動作都停止，此時功耗可低于1uA。
　　● 計數器: 2個 13/16-位計數器Timer0 ＆定時器1，或8-位可自動重載的計數器。
　　● 看門狗計數器（WDT）: WDT可被規劃為系統的監測器。
　　● 中斷: 總共 12 個中斷源，可被分為兩階的優先級。
　　●分頻器: 13/14 -位分頻器, 時鐘來源為輔振, 所以每0.25或0.5秒會設置DIVF標志。
　　● 比較器: 由VNEG管腳輸入模擬信號,由VPOS管腳輸入參考電壓。
　　●串行口: 串口0：一個全雙工串行口（UART）。串口1：一個8位結構的串行口，經由SCLK SDATA可收可發。
　　● CID規格兼容的協議有Bellcore TR-NWT-000030 SR-TSV-002476，British Telecom(BT) SIN227, U.K. Cable Communication Association (CCA) specification。

　　FSK 調制/解調器:兼容于1200波特率的Bell 202 and ITU-T V.23 FSK 協議。

　　CAS產生/檢知器:兼容于 dual tones of Bellcore CAS and BT Idle State and Loop State Dual Tone Alert Signal (DTAS)。

　　DTMF產生器/接收器: DTMF接收器還可以被程序化為音頻檢知器（tone detector）。

　　Ring檢知器:可檢知line reversal for BT, ring burst for CCA 或 ring signal for Bellcore。

　　兩個獨立的OP 運放,可以調整其放大倍率。

W925EP01實現遠程升級的原理

遠程升級系統構

　　架遠程升級整個系統包括主控端和終端，主控端負責發送數據；終端在接收數據后，通過ISP的方式自我更新程序存儲空間。主控端由 W925EP01/W925E240/W925E625 搭建的系統，或其他帶有CID發送的系統來完成。終端由W925EP01搭建。主控端和終端之間的通訊僅通過電話線完成，整個系統構架如下：

基于W925EP01的終端系統構架

　　終端僅需要MCU+ Memory的架構，外部搭建簡易的CID放大電路，就可以實現整個遠程升級系統的運行。

　　如下圖所示，MCU W925EP01的P5和P6作為地址總線，P7作為數據總線與外部RAM相連接，其余的P0至P4口與之前的W925全系列兼容。

遠程升級系統工作流程

　　主控端呼叫終端后，通過用戶自定義的握手協議(Handshake Protocol)檢驗通訊是否連接，確認連接后，主控端發送升級程序的代碼，終端接收，代碼發送完畢且終端檢驗接收成功后，終端掛斷與主控端的連接，進行ISP自我更新動作。

遠程升級時主控端工作流程

　　需要遠程升級時，主控端向終端發送更新命令，等待終端接收并回傳允許發送信號，通過FSK發送終端更新程序的代碼。

遠程升級時終端工作流程

　　定義：W925EP01運行正常程序存儲空間所在區域為APROM，運行ISP更新程序的程序存儲空間為LDROM。

　　正常工作狀態時，APROM運行工作程序。當有CID信號到來時，W925EP01首先檢測是否為主控端發送的ISP升級命令（STEP 1），確認是后W925EP01轉跳到LDROM區域運行（STEP 2），然后檢測通訊是否成功連接，確認連接后，LDROM接收FSK數據，并將存儲到片外的數據存儲空間(STEP 3)，檢驗數據接收和存儲正確后，掛斷與主控端的連接，將片外數據存儲空間內的數據寫入APROM中（STEP 4），燒寫代碼完成，W925EP01轉跳回APROM工作，終端ISP自我更新工作完成。示圖如下。