【转载】关于8051的bootloader实现方式

LM莫 · 发表于 2019-12-28 20:10

一，基本硬件需求
要实现IAP功能，需要51单片机可以在程序里修改代码空间的Flash，或者至少可以修改用户程序区的Flash，新出的51大部分都能满足这个要求

LM莫 · 发表于 2019-12-28 20:10

二，空间划分
一般bootloader位于单片机代码空间的起始地址，用户程序在后面。这个需要根据实际的需求来决定，bootloader功能简单，就少占用一些，bootloader功能复杂的就多占用一些。除此之外，一般还要根据Flash的页为界线划分。附带的工程模板里，bootloader使用0x0000-0x0fff区间，用户程序使用0x1000以后的空间。

LM莫 · 发表于 2019-12-28 20:11

三，中断的处理
51单片机的中断入口一般位于0地址开始的区间，无法修改，但是根据上面的空间划分方式，这个区间位于bootloader的范围，是不能随意更改的。所以代码里用了一个软件的方式对中断入口做了重映射处理，后面将结合具体的代码介绍实现方式。

LM莫 · 发表于 2019-12-28 20:11

四，       Bootloader的处理
1，       建立工程的时候，选择把Startup.a51添加到工程
2，       在Startup.a51里添加如下代码：
ORG    0003H
                              LJMP    2003H
                              ORG    000BH
                              LJMP    200BH
                              ORG    0013H
                              LJMP    2013H
                              ORG    001BH
                              LJMP    201BH
                              ORG    0023H
                              LJMP    2023H
                     ………………………….
根据具体型号的中断数量和地址，添加中断跳转代码，格式为ORG  XXH LJMP 2000+XXH,这样做，是为了将中断映射到用户程序区的0x2000开始的空间，在用户程序里，还要做一些对应的设置，后面将介绍。
3，       Bootloader的处理流程。Bootloader的主要作用一般是开机初始化，自检和升级用户程序，以及引导用户程序。因为上面已经把中断映射到用户程序空间，所以bootloader里最好就不要用中断了。

LM莫 · 发表于 2019-12-28 20:11

五，       用户程序的处理。
1，       用户程序的Startup.a51无特殊需求，可以根据需要选择添加到工程，然后自己做修改，也可以不添加到工程，由编译器连接一个默认的startup.a51
2，       用户程序的所有普通函数和中断函数也没有特殊要求，可以按正常的方式编写
3，       用户程序的工程设置。因为用户程序不再是从0地址开始，所以需要在工程设置里做定位处理：设置用代码的范围，定位用户代码入口地址。具体设定如下图：
因为用户代码规划到0x1000以后的空间，所以设置code range从0x1000开始
为了让bootloader能准确跳到用户程序入口，所以需要将C_C51STARTUP定位到0x1000位置。（C_STARTUP位于startup.a51里，它才是程序的真正入口，而不是main函数；另外，入口也并不是必须定位在这个位置，只要位于用户代码空间就可以）

4，       中断映射。在bootloader里，将中断入口定位在了0x2000开始的空间，在用户程序里，也必须做一个对应的设置。方法如下：

这样处理之后，便完成了中断的映射。当中断发生时，会先进入位于bootloader里的硬件中断入口，然后在那里跳转到0x2000开始的一个软件重定义的向量表，再跳转到中断入口函数。和没有bootloader的方式比起来，这样做会多一次LJMP跳转，但是一般情况下影响不大。

LM莫 · 发表于 2019-12-28 20:12

六，       关于升级文件
升级文件的传输可以根据需要使用任何方式，例如串口，网络，USB，存储卡等。升级文件的传输可以做在bootloader里，也可以做在用户程序里，或者两种方式都有。一般来说，bootloader的代码比较简单，不适合做复杂的传输方式。如果传输方式比较复杂，可以在用户程序里传输升级文件，暂存到一个外部存储器，然后跳转到bootloader，让bootloader从外部存储器读出并升级用户程序。升级的时候要注意用户代码的范围。
为了传输的可靠性，升级文件一般还会添加一个文件头，里面包含一些基本的文件信息，例如长度，校验等，这些可以通过编写一些简单的工具来完成。

            另外，推荐一些升级文件的传输方式，做bootloader的时候可以考虑
1，       串口。可以考虑使用XMODEM协议传输升级文件，因为这是一个比较标准的传输协议，很多现成的软件可以支持，例如Windows下自带的超级终端就可以实现（XP以后的系统没有超级终端，但是也有一些别的软件可以代替，例如SecureCRT）
2，       USB主机。可以用U盘方式升级。升级文件取一个特定文件名，放在特定位置，主机读取到文件后自动升级
3，       USB从机。可以让从机虚拟成一个U盘，PC把文件复制到这个虚拟U盘就完成升级。这样就不需要编写专门的升级软件
4，       以太网。
a)       TFTP，这是标准的文件传输命令，Windows自带，而且协议简单
b)       Web。用网页的方式，界面有好直观，用网页浏览器就可以实现，也不用单独开发专用的升级软件。

发表于 2019-12-29 14:44

bootloader？

lihuami · 发表于 2019-12-29 14:45

bootloader主要实现的功能是从串口、USB等媒介接收数据。

xiaoyaozt · 发表于 2019-12-29 14:45

uptown · 发表于 2019-12-29 14:45

一般有操作系统才需要BOOTLOADER

cehuafan · 发表于 2019-12-29 14:45

bootloader有研究吗

wwppd · 发表于 2019-12-29 14:46

最近也在做BOOTLOADER

maqianqu · 发表于 2019-12-29 14:46

做单片机用还需要写入bootloader吗

dspmana · 发表于 2019-12-29 14:46

bootloader识别有升级标志吗

eefas · 发表于 2019-12-29 14:46

如何烧录 bootloader？

pl202 · 发表于 2019-12-29 14:47

启动代码和BootLoader的区别和联系？

uptown · 发表于 2019-12-29 14:47

操作底层的寄存器。

xiaoyaozt · 发表于 2019-12-29 14:47

谢谢楼主分享的资料了。

lihuami · 发表于 2019-12-29 14:47

是汇编语言的吗？

发表于 2019-12-29 14:47

代码呢？

[KungFu8位 MCU] 【转载】关于8051的bootloader实现方式

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