新唐N76E003ISP串口下载轻体验

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新唐N76E003ISP串口下载轻体验

• ISP原理
• N76E003通过ISP烧录程序
• 针对ISP的改进方向
• 总结

 

ISP原理

ISP全称In System Programming，即在应用中编程。既然是在应用中编程，那么第一步就是你的单片机要有应用，这里的应用可以理解为单片机程序，这是一段独立的程序，在嵌入式单片机中我们一般叫它引导程序，即bootloader，bootloader在各类单片机中的定位基本一致，这是单片机上电首先进入执行的一段程序，可以是对单片机的一些配置，也可以是为ISP做准备。

STC单片机的bootloader是厂家出厂前就已经烧录进单片机，所以我们拿到手后用他们官方提供的ISP软件即通过串口把hex文件烧录进单片机，十分的方便易用，就是无法对程序进行在线调试。

相对而言，STM32单片机对于ISP的设计就比较灵活一点，它可以通过用户对单片机引脚的配置来决定单片机上电启动的位置，如下图。并且厂家也已经在出厂前就把bootloader程序烧录到系统存储区，方便ISP升级，ISP升级的协议是一些标准的文件传输协议，通过串口即可实现程序的升级。

新唐N76E003的ISP设计与上诉两款单片机基本一致，它在单片机内放了两片flash,如下图，LDROM专门用于存放bootloader,APROM专门用于存放用户代码，单片机启动运行哪一片的代码，以及LDROM大小的分配都是在config里面进行配置。但是与上诉单片机不同的是厂家出厂前并没有把bootloader程序烧录到LDOROM中，这迫使你要使用它的ISP功能就要先通过ICP下载器把bootloader烧录到LDROM中去，并配置一下启动项，这个槽点经常被大家吐槽，我都买了ICP下载器了还用ISP干嘛，虽然是有些鸡肋，但是在一些特殊应用情况下不得不使用ISP,那也只能来研究一下了。

N76E003通过ISP烧录程序

虽然N76E003出厂没有烧录ISP的代码，但是官网有源码提供，将源码下载下来，（相关文件会在下文丢链接）编译一下生成hex文件，然后通过官方的ICP软件把hex烧录到LDROM里面，同时要分配好LDROM的大小和启动项，如下图。

下载完成后便可以用官方的ISP软件通过串口把程序下载到单片机的APROM里面了，如下图。

ISP软件貌似只能下载bin格式的二进制文件，所以需要在keil里面编译时加载一条命令，通过第三方软件把hex转换成bin文件，使用的软件如下图，该软件也是官方自带的，我会在文末放链接。

转换bin文件的方法，首先将上诉软件hex2bin放到输出文件夹内，然后打开keil的魔术棒，点击User,如下图，第三步添加一条命令 .\Objects\hex2bin.exe .\Objects\temp.hex
.\Objects\hex2bin.exe 这个是hex2bin软件的位置，Objects是我的工程文件输出文件夹，这个根据自己工程的目录结构修改。
.\Objects\temp.hex 这个是指需要转换的hex位置，temp.hex是工程输出的hex文件,根据自己的文件名修改。
最后别忘了✔

操作完以上步骤后编译，keil输出以下内容即代表转换成功，就可以去输出文件夹下找到bin文件了。

针对ISP的改进方向

上诉ISP已经实现了基本的功能，即串口下载，但是看网上的评价对官方的ISP代码质量表示不屑。例如代码量过大，明明1K就能解决的事情，它非搞了2K多。每次ISP都会擦除整个APROM等等，我看了官方的代码，确实有改进的空间，我的目标改进方向主要是自定义协议，精简代码量。这样将bootloader代码精简到几百个字节，能省则省，为用户代码省下空间。协议自定义，自写上位机，脱胎换骨。想怎么来就怎么来。奈何本人懒得动，并且实际项目中还没有写到rom不够用的情况，所以暂时不要重复造轮子，先用官方的ISP程序，日后有时间可以重0到1写一套完美的ISP程序。

目前使用官方的ISP程序，启动项配置的是从LOROM启动，整个单片机启动流程如下图

上诉流程在调试代码时就有点不方便，因为调试代码的时候要时不时的烧录程序，但是程序现在运行在APROM，你得让单片机运行到LDROM才能升级程序，这就要手动复位一下，作为强迫症着实受不了，并且在实际应用的电路中并不会单独有复位按键，只能选择重新上电。能不能搞得智能一点能，就是在代码执行APROM时也能响应上位机进行升级，那要做的就是在上位机等待连接时代码自动跳转到LDROM执行，这样就不用复位或者重新上电去升级了，所以我们现在看一下上位机在连接单片机时发出了什么内容。

通过虚拟串口，看到上位机在连接单片机时不停的在发送一帧64字节的数据，开头为0xAE,如下图

这样我们可以在APROM的代码中监听串口数据，如果收到0xAE这帧数据则跳转到LDROM执行，并且程序可配置成直接上电直接从APROM中执行。关于LDROM和APROM互相跳转可以通过阅读芯片手册对CHPCON寄存器进行配置。如下图

写成子函数如下
跳转到LDROM

void Jump_toLDROM(void)
{
	TA = 0xAA;
	TA = 0x55;
	CHPCON |= 02;                  // BS = 1             
	TA = 0xAA;
	TA = 0x55;
	CHPCON |= 0x80;                 //  restart                
}

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跳转到APROM

void Jump_toAPROM(void)
{
	TA = 0xAA;
	TA = 0x55;
	CHPCON &= 0xFD;               // BS = 0        
	TA = 0xAA;
	TA = 0x55;
	CHPCON |= 0x80;               //  restart           
}

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为防止串口监听错误可以多监听几个字节对其进行判断，如下图

现在的单片机执行步骤如下图

以上对APROM代码进行操作一下，就可以使用官方的ISP程序实现热升级，即不用重启或者复位就可以使用ISP升级了。

总结

ISP作为升级代码的一种方式，十分的方便快捷，只需一个TTL模块便可以对代码进行升级，后续还可以通过无线模块实现OTA升级，那样就更加的方便了。

以上内容为本人原创，个人经验有限，有错误的地方或建议还请大家多多提。

以下为打包的文件，包含如下图

下载链接 https://download.youkuaiyun.com/download/ncaptain_/12440575