自己用C語(yǔ)言寫單片機(jī)PIC16 serial bootloader

　　為什么自己寫bootloader

　　我的第一款自己的serial bootloader是為Microchip PIC16單片機(jī)寫的UART bootloader，我命其名為HyperBootloader_PIC16. 為什么取這個(gè)名字，下面會(huì)講。很多朋友可能會(huì)問(wèn)為什么要自己寫bootloader, 百度上一搜，有不少下載下來(lái)直接就可以用。比如ds30_Loader 就很不錯(cuò)，免費(fèi)，還支持Microchip很多系列的單片機(jī)。是沒(méi)錯(cuò)，但是網(wǎng)上搜到的bootloader用C語(yǔ)言寫的少得可憐，或者不能用，或者不是用XC8編譯的(Microchip 的C編譯器)。它們絕大多數(shù)都是用匯編寫的，包括ds30_Loader。對(duì)于不怎么用匯編的我感覺(jué)很頭疼，這些bootloader也不太好修改，比如增加個(gè)自己需要的功能都比較困難。所以我決定自己用C語(yǔ)言寫PIC16 serial bootloader。說(shuō)干就干，本來(lái)以為是小菜一碟，沒(méi)想到寫一個(gè)穩(wěn)定好用又節(jié)省空間的bootloader也不簡(jiǎn)單，這是后話。在講如何實(shí)現(xiàn)自己的PIC16 serial bootloader之前，我先講下serial bootloader的基礎(chǔ)知識(shí)。如果不需要了解的，請(qǐng)?zhí)^(guò)這部分。

　　Serial bootloader之ABC

　　Serial bootloader是一種非常方便使用并且低成本的程序燒寫的方法。一般情況，每次燒寫Microchip單片機(jī)我們都需要將燒錄器PICKit3或ICD3接上目標(biāo)板，然后在電腦上使用Microchip IPE或MPLAB X就可以直接燒寫Hex文件到目標(biāo)板中。使用serial bootloader 就可以不需要插拔燒錄器，對(duì)開(kāi)發(fā)工程師來(lái)講非常的方便。Serial bootloader需要用到單片機(jī)的串口，所以單片機(jī)端需要如下硬件電路，其中DB9串口是和電腦的串口相連。

　　Serial bootloader 和應(yīng)用程序一樣也是燒錄到程序存儲(chǔ)器中，serial bootloader 和應(yīng)用程序在程序存儲(chǔ)器中需要分開(kāi)放置。所以serial bootloader一般有兩種放置方式，一種是放置在程序存儲(chǔ)器頭部，另一種是放置在程序存儲(chǔ)器底部，如下圖所示。

　　Serial bootloader 可以使用燒錄器PICkit3或ICD3燒到目標(biāo)板上，之后更新應(yīng)用程序就不需要燒錄器了。目標(biāo)板和電腦通過(guò)串口相連，電腦上運(yùn)行一個(gè)串口通信程序，將應(yīng)用程序的Hex文件通過(guò)串口傳給serial bootloader, serial bootloader 再將接收到的Hex數(shù)據(jù)燒錄到程序存儲(chǔ)器的正確的位置上。接下來(lái)就是講今天的主角HyperBootloader_PIC16——我自己寫的第一款PIC16單片機(jī)C語(yǔ)言 serial bootloader。

　　HyperBootloader_PIC16

　　HyperBootloader_PIC16我是模仿HI-TECH的PICC bootloader，由于我是用XC8的編譯器的，所以有很多改動(dòng)。上面有提到bootloader在程序存儲(chǔ)器中要么是在頭部要么是在底部，而HyperBootloader_PIC16 是在程序存儲(chǔ)器的底部。與它通信的電腦端的串口通信程序是超級(jí)終端——HyperTerminal. 這也是它命名的由來(lái)。

　　主要代碼段

　　HyerBootloader_PIC16是一款用C語(yǔ)言寫的只占很少空間的serial bootloader。不到0x200程序字空間. 實(shí)現(xiàn)邏輯也很簡(jiǎn)單，主要代碼段如下。

/*receiveahexfileviatheserialportandwriteittoprogrammemory*/for(;;)//loopuntilendoffile{typedefunion{unsignedintword;unsignedcharbyte[2];}wordbyte;staticpersistentunsignedcharinx;staticpersistentBANKXwordbyteaddr;while(comms_getch()!=':');//waitforstartofhexfilelinewords2write=cksum=bytecount=getXbyte();words2write>>=1;//convertbytecounttowordcountaddr.byte[1]=getXbyte();//getthehighbyteofaddressaddr.byte[0]=getXbyte();//getthelowbyteoftheaddressaddr.word>>=1;//convertbyteaddresstowordaddressEEADR=addr.byte[0];EEADRH=addr.byte[1];if(addr.byte[1]==0x21)//unlessthiscase,EEPGD=0;//whenEEPROMshouldbeselectedelse{EEPGD=1;//elsedestinationisflashmemory//ignorecodethatoverlapsloaderordatasuchasCONF/IDLOC#ifdef_BANK_ALIGNEDif(addr.byte[1]>=(BOOT_START>>8)){#elseif(addr.word>=(BOOT_START)){#endifwhile(!TRMT);TXREG='r';while(!TRMT);TXREG='n';continue;}}rectype=getXbyte();//gettherecordtypeinx=0;while(bytecount--){databuff[inx++]=getXbyte();//readallbytesinthisrecord}checksum();//testthechecksumofthisrecordif(rectype==1){//ifthiswasanENDrecord:preparetorunnewprogramcomms_puts("rnDonern");#asmGOTOrun_program#endasm}//else...INHX8Mdatarecordix=0;isStartup=0;//Initiateawritetomemory-EEADRhasalreadybeenloadedif(((tmpadrh=addr.byte[1])|(addr.byte[0]&0xFC))==0){//isthisaddress<0004h?EEADRH=BOOT_START>>8;#ifndef_BANK_ALIGNEDtmpadr=EEADR;EEADR=((BOOT_START&0xFF));#endifisStartup=1;//Yes-thisistheresetvectorcodeofnewapp}#ifdef_WRITE_4_WORDSprewrite=EEADR&_FWMASK;EEADR&=~_FWMASK;//tostartofflash-writeboundarydo{if(prewrite){prewrite--;RD=1;NOP();NOP();}else{EEDATA=databuff[ix++];EEDATH=databuff[ix++];if(words2write==0){prewrite=((~EEADR)&_FWMASK);}}#elsedo{EEDATA=databuff[ix++];EEDATH=databuff[ix++];#endifwhile(WR);WREN=1;//committhiswordtoflashEECON2=0x55;EECON2=0xAA;WR=1;//initiatethewriteNOP();NOP();while(WR);WREN=0;#ifdef_BANK_ALIGNEDif(isStartup&&(EEADR==3)){#elseif(isStartup&&((EEADR&3)==3)){#endifisStartup=0;EEADRH=tmpadrh;//swapbacktheaddress#ifndef_BANK_ALIGNEDEEADR=(tmpadr|3);#endif}if(++EEADR==0)EEADRH++;#ifdef_WRITE_4_WORDS}while((prewrite)||words2write--);#else}while(words2write--);#endif}