Flash單片機自編程技術介紹
Flash的可自編程性(Self-Programmability)是指,用Flash存儲器中的駐留軟件或程序對Flash存儲器進行擦除/編程,但是,要求運行程序代碼的存儲區與待編程的存儲區不在同一模塊中。因此,只有一個片上Flash存儲器模塊的微處理器,是不能在進行擦除/編程Flash操作的同時執行程序的。
本文引用地址:http://www.j9360.com/article/171892.htm目前,有兩種途徑可以解決:①在擦除/編程Flash的過程中,將CPU置于空閑狀態;②將擦除/編程Flash的指令復制到RAM,再由CPU來執行。
TI公司的MSP430系列Flash型單片機內部集成有Flash控制器,可以采用外部編程器進行燒寫,也可以利用自己的程序修改Flash的內容,且不用外加編程電壓。在進行系統設計時,可以利用片內的Flash保存一些運行數據,實現掉電保護;還可以修改Flash中的整個程序或局部程序,實現在系統升級。
本文以TI公司的MSP430系列Flash型芯片為例,對如何進行Flash的自編程操作做進一步的探討。
1 MSP430芯片Flash存儲器的結構
Flash存儲器模塊是一個可獨立操作的物理存儲器單元。全部模塊安排在同一個線性地址空間中,一個模塊又可以分為多個段。當對Flash存儲器段中的某一位編程時,就必須對整個段擦除,因此,Flash存儲器必須分為較小的段,以方便地實現擦除和編程。圖1是MSP430芯片上Flash存儲器模塊的結構框圖。該Flash存儲器模塊包含如下部分:
控制邏輯——控制Flash擦除和編程時的機器狀態和時序發生器;
Flash保護邏輯——避免意外的Flash擦除和編程操作;
編程電壓發生器——提供Flash擦除和編程所需全部電壓的集成電荷泵;
3個16位控制寄存器——FCTL1、FCTL2、FCTL3控制Flash模塊的全部操作;
存儲器本身。
2 Flash存儲器的擦除和編程操作
通常CPU訪問Flash是為了讀取數據或者是執行程序,這時數據、地址鎖存器是透明的,時序發生器和電壓發生器關閉。然而,我們有時候需要在程序執行的過程中對Flash的內容進行修改,這時就需要對控制寄存器FCTLx進行適當的設置,以保證擦除/編程操作的正確執行。當進行擦除/編程操作時,Flash模塊中的時序發生器將產生全部內部控制信號,控制全部執行過程。這時CPU是不能訪問Flash的,因此所要執行的程序指令必須從別的地方調用,如RAM,或者將CPU置于空閑狀態。當Flash的編程結束后,CPU才能重新獲得對Flash的控制權。 MSP430系列芯片中只集成了一個Flash模塊用作程序和數據存儲器。這就意味著在對Flash進行編程時,中斷向量是不起作用的,任何中斷請求都得不到響應。所有可能的中斷源(包括看門狗)在對Flash進行擦除/編程操作前,都應該被屏蔽掉,如程序1所示。
程序1:禁止所有中斷和Watchdog
DINT ;禁止所有可屏蔽中斷
CLR.B IE1 ;禁止NMI、ACCV和OF中斷
MOV #5A80H, WDTCTL ;關閉片內看門狗
2.1 直接進行的Flash自編程
MSP430獨有的一個特點就是,其Flash模塊可以不用把程序代碼拷貝到其它的存儲器就可實現自編程。在Flash自編程過程中,當CPU從Flash中取指令時,Flash會返回值 3FFFh(JMP $)給CPU,使CPU處于無限循環直到Flash自編程的結束,才會將下一條指令返回,從而使程序繼續執行下去。
下面給出的程序2,對MSP430芯片的Flash進行自編程是非常容易實現的。不過這種方法也存在一個缺點:在Flash進行自編程的過程中,CPU處于空閑狀態,所以這時既不能執行程序,也不能響應中斷,而且這種Flash自編程方法只可用于字或字節編程模式,而不適用于速度更快的段寫模式。
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