MSP430單片機串口應(yīng)用程序更新的方法解析

隨著性能的不斷提高以及成本的降低，單片機在各個領(lǐng)域都得到了廣泛的應(yīng)用。尤其在信號的控制和處理方面，單片機以其超低的功耗、簡單的操作成為設(shè)計者的首選。TI 公司推出的MSP430x5xx系列單片機具有低電壓、低功耗、高速處理能力以及配置靈活的接口等特點，是當(dāng)今主流單片機之一。

同其他處理器一樣，單片機正常工作除了需要硬件電路以外，還需要相應(yīng)的用戶應(yīng)用程序。但應(yīng)用程序在調(diào)試階段以及實際使用時往往都需要更新，常規(guī)的方法需要打開機箱，將仿真器與單片機連接好，再更新程序。這種步驟比較繁瑣，如果操作不當(dāng)還會損壞設(shè)備。因此，如果能通過單片機已有的簡單接口（如串口）更新應(yīng)用程序，那么將給單片機的使用帶來更大的方便。

1 總體思想

首先通過仿真器向單片機中寫入一段小程序，稱之為Bootloader程序。這個程序不是用戶的應(yīng)用程序，它的作用有兩個：第一是在上電的一小段時間里實時檢測串口，如果有上位機發(fā)出的更新程序命令，就發(fā)送握手信號，通知上位機發(fā)送更新代碼，并將收到的更新代碼寫入單片機相應(yīng)的Flash中；第二個作用是當(dāng)檢測到有應(yīng)用程序存在時，跳轉(zhuǎn)到應(yīng)用程序的入口地址，執(zhí)行應(yīng)用程序。其流程如圖1所示。

上位機程序（VC++語言編寫）的功能是，當(dāng)用戶發(fā)出更新程序的指令后，在一段時間內(nèi)連續(xù)發(fā)送更新程序命令。如果收到單片機的應(yīng)答信號，表示單片機準(zhǔn)備開始接收更新代碼。此時上位機讀取已選擇的代碼文件，分段發(fā)給單片機。其流程如圖2所示。

2 相關(guān)知識

2．1 IAR設(shè)置

常用的MSP430單片機軟件開發(fā)環(huán)境是IAR C／C++Compiler for MSP430。用仿真器進行程序燒寫以及仿真調(diào)試時，在Options→Linker→ Output→Format選項中選擇的是“Debug information for C-SPY”，但如果要得到該程序文本格式的代碼文件，需要選擇Format中的Other選項。

2．2 代碼文件格式

下面是一個生成的txt文件的內(nèi)容：

MSP430單片機串口應(yīng)用程序更新的方法解析

@后面的6C00表示起始地址，接下來的內(nèi)容需要依次寫入6C00開始的地址中。@FCFF表示程序的復(fù)位入口地址，單片機上電或者復(fù)位后，程序從這里開始運行。最末行q表示結(jié)束。

2．3 xcl文件

上面生成的txt文件中的代碼存放地址、復(fù)位入口地址以及中斷入口地址都可以通過配置文件進行修改，這個文件就是xcl文件。該文件在安裝目錄的IAR Systems＼Embedded Workbench 5．4 Evaluation＼430＼config中，本文所使用的單片機對應(yīng)的配置文件是lnk430F543 8．xcl，將其復(fù)制到自己創(chuàng)建的工程中以便修改。在編譯器的Options→Linker→Config→Linker command file選項中指定這個配置文件。

下面是xcl文件中的部分內(nèi)容：

MSP430單片機串口應(yīng)用程序更新的方法解析

上面的配置信息含義是代碼（Code）和數(shù)據(jù)常量（Constant data）放在5C00～FF7F和10000～45BFF兩個空間中。中斷向量的地址是FF80～FFFF，其中復(fù)位向量的地址是FFFE～FFFF。

2．4 Bootloader程序和用戶應(yīng)用程序的關(guān)系

地址空間分配如圖3所示。圖3左面是MSP430F5438的空間分配。在正常的使用中，用戶代碼占用5C00～FF7F、10000～45BFF兩塊區(qū)域，中斷向量為FF80～FFFF。但含有Bootloader的程序，就與之有所區(qū)別了。即Bootloader程序占用了一部分代碼區(qū)，同時占有中斷向量FF80～FFFF。而用戶需要重新編寫一個中斷向量表，以及相應(yīng)的入口地址。圖3右面是Bootloader程序和用戶程序以及自定義的中斷向量在Flash中的位置。關(guān)于空間位置以及空間大小可以根據(jù)實際情況進行調(diào)整。

MSP430單片機串口應(yīng)用程序更新的方法解析

從圖中可以看出，在代碼空間中存在著兩個獨立的程序：Bootloader程序和用戶程序。Bootloader完成的功能是在復(fù)位時通過上位機更新用戶程序或者調(diào)用已經(jīng)存在的用戶程序。在這里最為關(guān)鍵的是中斷向量FF80～FFFF是歸Bootloader程序所有的，當(dāng)有中斷發(fā)生時，程序首先進入FF80～FFFF空間的地址中（也就是Bootloader的程序中），接著再由Bootloader的中斷程序跳轉(zhuǎn)到相對應(yīng)的用戶中斷程序中。

由于用戶程序空間以及中斷向量都發(fā)生了變化，那么需要對配置文件lnk430F5438．xcl的內(nèi)容進行修改。以圖3為例，修改如下：

MSP430單片機串口應(yīng)用程序更新的方法解析

2．5 上位機程序

利用VC++編寫帶有串口的上位機程序，按照圖2所示的流程完成相應(yīng)的功能。在操作時，首先打開與單片機連接的串口，選擇要更新的文件，之后給單片機上電，就可以進行用戶程序的更新了，上位機界面如圖4所示。

MSP430單片機串口應(yīng)用程序更新的方法解析

結(jié)論

通過增加一個Bootloader程序，引出一個串口就可以更新程序，使更新程序變得更加容易，在實際使用中起到了事半功倍的效果。此種方法也同樣適用MSP430其他系列的單片機。
來源；電子工程網(wǎng)

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2017-10-12 09:03:35

PC機與MSP430單片機串行通信的實現(xiàn)方法

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2017-10-13 08:59:41

MSP430單片機的端口介紹

本文主要以MSP430單片機的端口為中心，先后主要介紹了端口的定義、分類以及端口的作用，最后則詳細(xì)的介紹了MSP430單片機的端口以及它的功能等。

2017-12-27 14:39:15

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msp430單片機程序(LT-1BPrograms)

本文主要是研究MSP430單片機十個基本實驗。

2018-04-17 15:31:14

MSP430單片機基礎(chǔ)及應(yīng)用

MSP430 單片機的程序設(shè)計可以使用匯編語言，也可以使用 C 語言，這一部分將講述這些內(nèi)容。

2018-04-23 08:58:07

MSP430單片機復(fù)位電路可靠性設(shè)計詳析

為了解決混合信號控制器MSP430在實際應(yīng)用中常遇到的因偶發(fā)復(fù)位失效而造成整個電路系統(tǒng)死機的問題，對MSP430系列單片機的復(fù)位機制進行了深入淺出的分析，提出了對MSP430單片機不同系列采用不同復(fù)位電路的設(shè)計方法，并詳細(xì)介紹了具體的原理圖、元件及參數(shù)。

2018-04-27 11:01:12