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【转载】关于8051的bootloader实现方式

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801|25
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LM莫|  楼主 | 2019-12-28 20:10 | 显示全部楼层 |阅读模式
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

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LM莫|  楼主 | 2019-12-28 20:10 | 显示全部楼层
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。

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LM莫|  楼主 | 2019-12-28 20:11 | 显示全部楼层
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。

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LM莫|  楼主 | 2019-12-28 20:11 | 显示全部楼层
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。

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LM莫|  楼主 | 2019-12-28 20:11 | 显示全部楼层
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。

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LM莫|  楼主 | 2019-12-28 20:12 | 显示全部楼层
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。

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10299823| | 2019-12-29 14:44 | 显示全部楼层
bootloader?         

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lihuami| | 2019-12-29 14:45 | 显示全部楼层
bootloader主要实现的功能是从串口、USB等媒介接收数据。

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xiaoyaozt| | 2019-12-29 14:45 | 显示全部楼层
            

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uptown| | 2019-12-29 14:45 | 显示全部楼层
一般有操作系统才需要BOOTLOADER

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cehuafan| | 2019-12-29 14:45 | 显示全部楼层
bootloader有研究吗  

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wwppd| | 2019-12-29 14:46 | 显示全部楼层
最近也在做BOOTLOADER   

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maqianqu| | 2019-12-29 14:46 | 显示全部楼层
做单片机用还需要写入bootloader吗

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dspmana| | 2019-12-29 14:46 | 显示全部楼层
bootloader识别有升级标志吗  

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eefas| | 2019-12-29 14:46 | 显示全部楼层
如何烧录  bootloader?

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pl202| | 2019-12-29 14:47 | 显示全部楼层
启动代码和BootLoader的区别和联系?  

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uptown| | 2019-12-29 14:47 | 显示全部楼层
操作底层的寄存器。  

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xiaoyaozt| | 2019-12-29 14:47 | 显示全部楼层
谢谢楼主分享的资料了。  

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lihuami| | 2019-12-29 14:47 | 显示全部楼层
是汇编语言的吗?   

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10299823| | 2019-12-29 14:47 | 显示全部楼层
代码呢?         

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