飛思卡爾8位單片機MC9S0811Flash存儲器的在線編程

第十一章

Flash存儲器的在線編程主要內(nèi)容

Flash存儲器概述與編程模式

MC68HC908GP32單片機Flash存儲器編程方法

GP32單片機Flash在線編程匯編語言實例

GP32單片機Flash在線編程C語言實例

HCS08系列單片機Flash編程方法《嵌入式應(yīng)用技術(shù)基礎(chǔ)教程》課件111.1Flash存儲器概述與編程模式11.1.1Flash存儲器的基本特點與編程模式

（1）Flash存儲器的基本特點

①固有不揮發(fā)性

②易更新性

③成本低、密度高、可靠性好

（2）Flash存儲器的兩種編程模式

①監(jiān)控模式（MonitorMode）或?qū)懭肫髂Ｊ?/p>

②用戶模式（UserMode）或在線編程模式

《嵌入式應(yīng)用技術(shù)基礎(chǔ)教程》課件2

（1）M68HC08系列單片機Flash存儲器的特點

第一，編程速度快及可靠性高。第二，單一電源電壓供電。第三，支持在線編程。

《嵌入式應(yīng)用技術(shù)基礎(chǔ)教程》課件11.1.2M68HC08系列單片機Flash存儲器的特點

與編程模式3《嵌入式應(yīng)用技術(shù)基礎(chǔ)教程》課件M68HC908系列單片機中絕大多數(shù)型號在其內(nèi)部帶有監(jiān)控ROM,其地址和大小取決于芯片型號。Flash存儲器工作于監(jiān)控模式的條件是：

①復(fù)位向量（$FFFE～$FFFF）內(nèi)容為“空”（$FFFF）。②單片機復(fù)位時在IRQ引腳上加上高電壓（1.4～2Vdd）,并給某些I/O腳置適當(dāng)值（與芯片型號有關(guān)，設(shè)計時，參考芯片手冊）。

M68HC908系列單片機的Flash存儲器工作于用戶模式不需要特別的條件，在單片機正常工作的過程中，程序可以隨時轉(zhuǎn)入對Flash存儲器進行編程操作。這種情況下對Flash存儲器的擦除與寫入，不需要用戶提供其它外部硬件條件。

（2）M68HC08系列單片機Flash存儲器的編程模式返回411.2MC68HC908GP32單片機Flash存儲器編程方法11.2.1Flash存儲器編程的基本概念（1）對Flash編程的兩種基本操作：擦除（Erase）和寫入（Program）

擦除操作的含義是將存儲單元的內(nèi)容由二進制的0變成1，寫入操作的含義是將存儲單元的內(nèi)容由二進制的1變成0。

擦除及寫入操作都是通過設(shè)置或清除Flash存儲器的控制寄存器（FLCR）中的某個或某些位來完成的。

《嵌入式應(yīng)用技術(shù)基礎(chǔ)教程》課件5頁和行的大?。ㄗ止?jié)數(shù)）隨整個Flash存儲器的大小變化而變化，但頁的大小始終為行的兩倍。例如MC68HC908GP32內(nèi)含32K的Flash存儲器（地址為$8000～$FDFF），每頁的大小為128字節(jié)，每行的大小為64字節(jié)；而MC68HC908JL3片內(nèi)Flash存儲器僅有4K，每頁和每行的大小也分別變?yōu)?4字節(jié)和32字節(jié)。（3）Flash的整體擦除和頁擦除對于GP32單片機來說，對Flash存儲器的擦除操作可以進行整體擦除也可以僅擦除某一起始地址開始的一頁（128字節(jié)）。也就是說，不能僅擦除某一字節(jié)或一次擦除小于128字節(jié)。注意這一特點，在數(shù)據(jù)安排時尤為重要。GP32單片機的寫入操作以行（64字節(jié)）為基礎(chǔ)，一次連續(xù)寫入數(shù)據(jù)個數(shù)只能在一行之內(nèi)。當(dāng)然，不經(jīng)過擦除的區(qū)域，不能進行寫入，這一點需特別注意。

《嵌入式應(yīng)用技術(shù)基礎(chǔ)教程》課件（2）Flash片內(nèi)單位：頁（Page）和行（Row）6（1）Flash控制寄存器（FlashControlRegister—FLCR）

FLCR的地址：$FE08，定義為：

11.2.2Flash存儲器的編程寄存器數(shù)據(jù)位

D7D6D5D4D3D2D1D0定義

HVENMASSERASEPGM復(fù)位

00000000D7～D4位：未定義。D3—HVEN位：高壓允許位（High-VoltageEnableBit）。D2—MASS位：整體擦除控制位（MassEraseControlBit）。D1—ERASE位：擦除控制位（EraseControlBit）。D0—PGM位：編程（寫入）控制位（ProgramControlBit）。

《嵌入式應(yīng)用技術(shù)基礎(chǔ)教程》課件7FLBPR的地址：$FF7E，它的內(nèi)容為Flash保護區(qū)域的起始地址的14～7位,保護區(qū)域的起始地址的最高位始終為1，而保護區(qū)域的起始地址的低7位(位6～0)始終為0。對FLBPR寫入，可以設(shè)定被保護的Flash區(qū)域，它本身也是一個Flash字節(jié)。當(dāng)Flash處于保護狀態(tài)時，擦除和寫入操作都是受限制的，HVEN將無法被正常置起。Flash塊保護寄存器設(shè)定的只是保護區(qū)域的起始地址，保護區(qū)域的結(jié)束地址始終為Flash存儲區(qū)的結(jié)束地址（$FFFF）。例如，設(shè)定FLBPR的值為$02(%00000010)，則保護區(qū)域為$8100～$FFFF(%1000000100000000～%1111111111111111)。

特別情況是:FLBPR的存儲內(nèi)容為$00，整個Flash存儲區(qū)都受到保護；如果FLBPR的存儲內(nèi)容為$FF，則整個Flash存儲區(qū)都可以被擦除或?qū)懭?。注：只有?dāng)單片機處于運行用戶程序時，對FLBPR本身和Flash保護區(qū)域的擦寫操作保護才是有效的。復(fù)位不影響FLBPR。

《嵌入式應(yīng)用技術(shù)基礎(chǔ)教程》課件（2）Flash塊保護寄存器（FlashBlockProtectRegister—FLBPR）8注：對MC68HC908GP32而言的，F(xiàn)LBPR設(shè)定的是16位起始地址的第14～7位（第15位恒為1）；而對MC68HC908JL3而言，它們設(shè)定的是16位起始地址的第12～5位（第15～13位恒為1)。

GP32JL3FLBPR內(nèi)容受保護的Flash區(qū)域FLBPR內(nèi)容受保護的Flash區(qū)域$00(%00000000)$8000~$FFFF$00~$60$EC00~$FFFF$01(%00000001)$8080~$FFFF$62(%01100010)$EC40~$FFFF$02(%00000010)$8100~$FFFF$64(%01100100)$EC80~$FFFF…………$68(%01101000)$ECC0~$FFFF$FE(%11111110)$FF00~$FFFF…………$FF(%11111111)Flash區(qū)不被保護$FE(%11111110)$FFC0~$FFFF《嵌入式應(yīng)用技術(shù)基礎(chǔ)教程》課件GP32與JL3芯片F(xiàn)lash塊保護寄存器設(shè)置比較9MC68HC908GP32的Flash編程的基本操作:（1）頁擦除操作

下面過程可以擦除GP32的Flash存儲器的一頁(128字節(jié)):$2→FLCR(1→ERASE位，0→MASS位):進行頁面擦除；讀Flash塊保護寄存器FLBPR；向被擦除的Flash頁內(nèi)任意一個地址寫入任意值，一般向待擦除頁首地址寫入0；

①延時tnvs(>10μs)；②$A→FLCR(1→HVEN位)；③

延時terase(>1ms)；④$8→FLCR(0→ERASE位)；⑤

延時tnvh(>5μs)；⑥$0→FLCR(0→HVEN位)；⑦延時trcv(>1μs)，完成一頁的擦除操作。

11.2.3Flash存儲器的編程過程《嵌入式應(yīng)用技術(shù)基礎(chǔ)教程》課件10下面過程擦除GP32的整個Flash區(qū)域，以便把新的程序裝入Flash存儲器：①$6→FLCR(1→ERASE位，1→MASS位):進行整體擦除；②

讀Flash塊保護寄存器FLBPR；③

向被擦除的Flash任意一個地址寫入任意值，為方便起見，一般向首地址寫入0；④

延時tnvs(>10μs)；⑤$E→FLCR(1→HVEN位、MASS位、ERASE位)；⑥

延時tMerase(>4ms)；⑦

$C→FLCR(0→ERASE位)；⑧

延時tnvhl(>100μs)；⑨$0→FLCR(0→HVEN位、MASS位)；⑩延時trcv(>1μs)，完成整體擦除操作。

（2）整體擦除操作《嵌入式應(yīng)用技術(shù)基礎(chǔ)教程》課件11MC68HC908GP32的Flash編程操作以行(64字節(jié))為單位進行的。寫入過程如下:⑴$1→FLCR(1→PGM位)；⑵讀Flash塊保護寄存器FLBPR；⑶向?qū)⒁獙懭氲腇lash行內(nèi)任意一個地址寫入任意值，為方便起見，一般向行首地址寫入0，這一步選定了所要編程的行，以下的目標(biāo)地址必需在這一行中；⑷延時tnvs(>10μs)；⑸$9→FLCR(1→HVEN位)；⑹延時tpgs(>5μs)；⑺待寫數(shù)據(jù)寫入對應(yīng)的Flash地址；⑻延時tprog(>30μs)，完成一個字節(jié)的寫入(編程)工作；⑼重復(fù)⑺、⑻，直至同一行內(nèi)各字節(jié)寫入完畢；⑽$8→FLCR(0→PGM位)；⑾延時tnvh(>5μs)；⑿$0→FLCR(0→HVEN位)；⒀延時trcv(>1μs)以后，完成本行寫入工作，可以讀出校驗?！肚度胧綉?yīng)用技術(shù)基礎(chǔ)教程》課件（3）編程操作12參數(shù)符號最小值最大值單位Flash行大小－6464字節(jié)Flash頁大?。?28128字節(jié)Flash讀寫周期tread

32K8.4MHzFlash頁擦除時間terase

1－msFlash整體擦除時間tmerase

4－msFlash從設(shè)置PGM或ERASE位到HVEN建立時間tnvs

10－μsFlash高電平維持時間(頁擦除時)tnvs

5－μsFlash高電平維持時間(整體擦除時)tnvhl

100－μsFlash寫入編程維持時間tpgs

5－nsFlash寫入編程時間tprog

3040μsFlash返回只讀狀態(tài)時間trcv

1－μsFlash累積高電平時間thv

－25msFlash行擦除次數(shù)－10K－次數(shù)Flash行寫入次數(shù)－10K－次數(shù)Flash數(shù)據(jù)保持時間－10－年MC68HC908GP32的Flash編程參數(shù)返回1311.3GP32單片機Flash在線編程匯編語言實例11.3.1Flash存儲器的擦除及寫入?yún)R編子程序（1）擦除子程序（2）寫入子程序（3）擦除與寫入子程序編程要點說明

①RAM中要留有足夠的緩沖區(qū)，以便存放復(fù)制到RAM中的子程序，具體值是取擦除與寫入子程序中的大者即可。②擦除及寫入子程序中要調(diào)用的延時子程序均隨其后，以便同時復(fù)制到RAM中，最后一個標(biāo)號是為復(fù)制方便而加入.

③擦除及寫入子程序中對延時子程序的調(diào)用必需使用“BSR子程序名”，而不能使用“JSR子程序名”，因為這里的子程序是復(fù)制到RAM中執(zhí)行，程序地址已經(jīng)發(fā)生了變化，只能用相對調(diào)用。

《嵌入式應(yīng)用技術(shù)基礎(chǔ)教程》課件14④擦除子程序與寫入子程序及其中的延時子程序，若含有跳轉(zhuǎn)語句，不能使用“JMP地址”，只能使用“BRA地址”。原因同上。⑤使用不同型號芯片時，上述子程序中延時時間應(yīng)根據(jù)芯片手冊予以變動。延時子程序也應(yīng)根據(jù)不同的總線頻率加以變化，確保時間滿足時序要求。⑥一次擦除后未被寫入過的區(qū)域可以再次調(diào)用寫入子程序?qū)懭耄珜懭脒^的區(qū)域，未經(jīng)擦除不能重寫。⑦由于擦除是每次擦除一頁(128字節(jié))，所以數(shù)據(jù)應(yīng)合理安排，避免誤擦。⑧頁首地址的定義須遵照保護寄存器FLBPR定義的規(guī)則，即對GP32來說，頁地址的低6位為0。⑨在線編程時使用的Flash存儲區(qū)域應(yīng)在程序Flash存儲區(qū)域之前，因為Flash保護區(qū)為FLBPR決定的地址至末尾。

15（1）單片機方程序流程圖

單片機方程序的主要功能是:

①不斷地向PC機發(fā)出握手信號，并監(jiān)測PC機返回的握手信號?？梢钥吹酱型ㄐ胖甘緹糸W爍，表明MCU在向PC機發(fā)送握手信號。②若收到握手信號，表明PC機可以發(fā)送數(shù)據(jù)，設(shè)要寫入數(shù)據(jù)的個數(shù)為N，則單片機首先將接收數(shù)據(jù)個數(shù)N放入內(nèi)存(接收的數(shù)據(jù)在一行之內(nèi)，N小于等于64)，隨后接收N個數(shù)據(jù)，放入內(nèi)存緩沖區(qū)。③擦除指定Flash區(qū)域，將收到的N個數(shù)據(jù)寫入Flash區(qū)。④讀出該Flash區(qū)的數(shù)據(jù)，并發(fā)送到PC機。

11.3.2Flash存儲器在線編程匯編主程序及PC方程序《嵌入式應(yīng)用技術(shù)基礎(chǔ)教程》課件16單片機方程序流程圖《嵌入式應(yīng)用技術(shù)基礎(chǔ)教程》課件進行通信握手，發(fā)握手信號接收N(<=64)→內(nèi)存接收N個數(shù)據(jù)放入內(nèi)存緩沖區(qū)給擦除子程序EraseSub的入口賦值,調(diào)用EraseSub,擦除Flash區(qū)$8000開始的一頁給寫入子程序WriteSub的入口賦值,調(diào)用WriteSub,將N個數(shù)據(jù)寫入$8000開始的Flash區(qū)從地址$8000開始的Flash區(qū)讀取N個數(shù)據(jù),同時從串行口發(fā)送出去NYHX賦初值$00HX+1=設(shè)定數(shù)?A中是約定的握手信號嗎?串行口有數(shù)據(jù)嗎?接收一個數(shù)據(jù)→ANNYY主循環(huán)開始處17（3）PC機方程序及界面（2）單片機方主程序《嵌入式應(yīng)用技術(shù)基礎(chǔ)教程》課件返回1811.4GP32單片機Flash在線編程C語言實例

Flash存儲器的擦除及寫入C語言子程序Flash存儲器在線編程C語言主函數(shù)《嵌入式應(yīng)用技術(shù)基礎(chǔ)教程》課件返回1911.5HCS08系列單片機Flash編程方法11.5.1Flash存儲器的編程寄存器

在MC9S08GB60單片機中，與Flash編程有關(guān)的寄存器有6個，它們是Flash時鐘分頻寄存器（FCDIV）、Flash選項寄存器（FOPT和NVOPT）、Flash配置寄存器（FCNFG）、Flash保護寄存器（FPROT和NVPROT）、Flash狀態(tài)寄存器（FSTAT）和Flash命令寄存器（FCMD），對應(yīng)的地址分別為$1820、$1821、$1823、$1824、$1825和$1826。下面分別闡述這些寄存器的功能及用法?！肚度胧綉?yīng)用技術(shù)基礎(chǔ)教程》課件20（1）Flash時鐘分頻寄存器（FLashClockDividerRegister—FLCR）《嵌入式應(yīng)用技術(shù)基礎(chǔ)教程》課件數(shù)據(jù)位

D7D6D5D4D3D2D1D0定義DIVLDPRDIV8DIV5DIV4DIV3DIV2DIV1DIV0復(fù)位

00000000D7—DIVLD位：分頻設(shè)置狀態(tài)標(biāo)志位(DivisorLoadedStatusFlag)，只讀位。D6—PRDIV8位：Flash預(yù)分頻設(shè)置位(PrescaleFlashClockby8)。D5～D0位：DIV5～DIV0位，F(xiàn)lash時鐘分頻器的分頻因子。Flash的內(nèi)部工作時鐘fFCLK的計算方法如下：如果PRDIV8=0，fFCLK=fbus÷([DIV5:DIV0]+1)如果PRDIV8=1，fFCLK=fbus÷(8×[DIV5:DIV0]+1)

FLCR的地址：$1820，定義為：21（2）Flash選項寄存器（FlashOptionsRegister—FOPT和NVOPT）數(shù)據(jù)位

D7D6D5D4D3D2D1D0定義KEYENFNORED----SEC01SEC00復(fù)位

將NVOPT中的內(nèi)容裝載到該寄存器中D7—KEYEN位：后門鎖機構(gòu)允許位(BackdoorKeyMechanismEnable)。KEYEN=0，表示不能用后門鎖機構(gòu)來解除存儲器的保密性；KEYEN=1，如果用戶使用固件，寫入8個字節(jié)的值，并且和后門鑰匙NVBACKKEY~NVBACKKEY+7相匹配，在MCU復(fù)位前，存儲器的保密性會暫時解除。D6—FNORED位：矢量重定向禁止位（VectorRedirectionDisable）。FNORED=1，矢量重定向禁止；反之允許。D5～D2位：未定義。D1～D0位

—SEC01~SEC00位：安全狀態(tài)碼。

《嵌入式應(yīng)用技術(shù)基礎(chǔ)教程》課件FOPT的地址：$1821，定義為：

22（3）Flash配置寄存器（FlashConfigureRegister—FCNFG）數(shù)據(jù)位

D7D6D5D4D3D2D1D0定義KEYACC復(fù)位00000000D7～D6位、D4～D0位：未定義。D5—KEYACC位：寫訪問鑰匙允許位(EnableWritingofAccessKey)。KEYACC=1,表示寫B(tài)VBACKKEY($FFB0-$FFB7)被認為是進行密碼比較；KEYACC=0,表示寫B(tài)VBACKKEY($FFB0-$FFB7)被解釋為Flash擦寫命令的開始。

《嵌入式應(yīng)用技術(shù)基礎(chǔ)教程》課件FOPT的地址：$1823，定義為：

23（4）Flash保護寄存器（FlashProtectRegister—FPORT和NVPROT)數(shù)據(jù)位

D7D6D5D4D3D2D1D0定義FPOPENFPDISFPS2FPS1FPS0復(fù)位

將NVOPT中的內(nèi)容裝載到該寄存器中D7—FPOPEN位：打開Flash中的非保護區(qū)域位(OpenUnprotectedFlashforProgram/Ease)，打開的這些區(qū)域可以進行擦寫。FPOPEN=1，F(xiàn)lash中非保護區(qū)域可以進行擦寫操作；FPOPEN=0，整個Flash區(qū)域都不可進行擦寫操作。D6—FPDIS位：Flash保護設(shè)置位(FlashProtectionDisable)。FPDIS=1，F(xiàn)lash不進行保護；FPDIS=0，F(xiàn)lash保護FPS2：FPS0所設(shè)置的區(qū)域。D5～D3—FPS2～FPS0位：Flash保護區(qū)域設(shè)置。FPDIS=0時，這3位決定了保護區(qū)域的大小。D2～D0位：未定義。

《嵌入式應(yīng)用技術(shù)基礎(chǔ)教程》課件FPROT的地址：$1824，定義為：24（5）Flash狀態(tài)寄存器（FlashStatusRegister—FSTAT)數(shù)據(jù)位

D7D6D5D4D3D2D1D0定義FCBEFFCCFFPVIOLFACCERFBLANK復(fù)位11000000D7—FCBEF位：Flash命令緩沖區(qū)空標(biāo)志位(FlashCommandBufferEmptyFlag)。D6—FCCF位：Flash命令完成標(biāo)志位(FlashCommandCompleteFlag)。D5—FPVIO位：侵害保護標(biāo)志位(ProtectionViolationFlag)。D4—FACCER位：訪問出錯標(biāo)志位(AccessErrorFlag)。D2—FBLANK位：Flash空白標(biāo)志位(FlashVerifiedAllBlankFlag)。D3,D1～D0位：未定義。

《嵌入式應(yīng)用技術(shù)基礎(chǔ)教程》課件FSTAT的地址：$1825，定義為：25（6）Flash命令寄存器（FlashCommandRegister—FCMD)數(shù)據(jù)位

D7D6D5D4D3D2D1D0定義FCMD7FCMD6FCMD5FCMD4FCMD3FCMD2FCMD1FCMD0復(fù)位00000000D7～D0位：對Flash進行訪問的命令字節(jié)。Flash訪問命令表命令命令字節(jié)空白檢測$05寫一個字節(jié)$20寫一個字節(jié)（批量模式）$25頁擦除$40整體擦除$41《嵌入式應(yīng)用技術(shù)基礎(chǔ)教程》課件FCMD的地址：$1826，定義為：26（1）Flash命令的執(zhí)行步驟

①

向Flash地址中寫入一個數(shù)據(jù)。地址和數(shù)據(jù)信息都會被鎖定到Flash接口中。對于空白檢測和擦除命令，數(shù)據(jù)信息是一個任意值；對于頁擦除命令，地址信息是擦除頁(512字節(jié))地址中的任意一個地址；對于空白檢測和整體擦除命令，地址信息是Flash中的任意一個地址。

②

向Flash命令寄存器FCMD中寫入需要執(zhí)行的命令。

③

執(zhí)行命令。將Flash狀態(tài)寄存器FSTAT的FCBEF位置1，同時開始執(zhí)行命令寄存器中的命令。

11.5.2Flash存儲器的編程過程《嵌入式應(yīng)用技術(shù)基礎(chǔ)教程》課件27