精品文檔-下載后可編輯基于GPRS網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)慕K端固件升級系統(tǒng)設(shè)計(jì)-設(shè)計(jì)應(yīng)用設(shè)計(jì)基于中國移動(dòng)GPRS無線網(wǎng)絡(luò)，以C8051F340單片機(jī)為，GSM／GPRS／EDGE無線模塊MC75作為通信模塊開發(fā)的網(wǎng)絡(luò)測試終端設(shè)備。當(dāng)該終端設(shè)備的固件需要升級時(shí)，在遠(yuǎn)程服務(wù)器端開啟FTP服務(wù)器并與終端建立連接，終端從該FTP服務(wù)器上已更新的二進(jìn)制升級文件并存儲(chǔ)在外部Flash中，在主程序進(jìn)行校驗(yàn)后跳轉(zhuǎn)到升級程序段覆蓋掉片內(nèi)Flash中原有的固件程序，完成系統(tǒng)固件遠(yuǎn)程更新。引言嵌入式技術(shù)的迅速發(fā)展使得越來越多的嵌入式終端設(shè)備應(yīng)用在人們的日常生活中，其中不乏應(yīng)用在一些偏遠(yuǎn)地方，甚至工作在無人看管的場合下。人口比較稀少的地方，由于基站分布比較分散，加之人口比較稀疏，基站維護(hù)等操作常難以執(zhí)行，這就需要在某些地方放置網(wǎng)絡(luò)信號測試儀檢測該地區(qū)的通信信號質(zhì)量，并將該信息反饋到遠(yuǎn)程服務(wù)器。同時(shí)，由于硬件系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)固有的局限性，固件程序的升級在所難免。針對實(shí)際情況，本文開發(fā)了網(wǎng)絡(luò)信號測試儀的單片機(jī)遠(yuǎn)程升級系統(tǒng)。1系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)整個(gè)系統(tǒng)以SiliconLabs公司推出的混合信號片上系統(tǒng)型單片機(jī)C8051F340作為控制單元，采用GSM／GPRS／EDGE無線模塊MC75作為與遠(yuǎn)程服務(wù)器的通信模塊，采用上海麗浪電子有限公司推出的R36模塊作為GPS模塊，通過GPS衛(wèi)星接收RMC格式的導(dǎo)航電文供終端設(shè)備定位用。C8051F340單片機(jī)包含兩個(gè)TTL電平的串行接口，分別與GPRS模塊和GPS模塊進(jìn)行通信。GPRS模塊可接收遠(yuǎn)程控制臺(tái)發(fā)來的控制指令，并傳輸給單片機(jī)進(jìn)行處理。系統(tǒng)總體框圖如圖1所示。

1．1C8051F340介紹C8051F340具有片內(nèi)上電復(fù)位、VDD監(jiān)視器、電壓調(diào)整器、看門狗定時(shí)器和時(shí)鐘振蕩器等內(nèi)部資源，是真正能獨(dú)立工作的片上系統(tǒng)。Flash存儲(chǔ)器還具有在系統(tǒng)重新編程能力，可用于非易失性數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，并允許遠(yuǎn)程更新8051固件程序。用戶軟件對所有外設(shè)具有完全的控制，可以關(guān)斷任何一個(gè)或所有外設(shè)以降低功耗。C8051F340的主要特點(diǎn)：◆高速、流水線結(jié)構(gòu)并與8051兼容的微控制器內(nèi)核(可達(dá)48MIPS)；◆全速、非侵入式的在系統(tǒng)調(diào)試接口(片內(nèi))；◆校準(zhǔn)的12MHz內(nèi)部振蕩器和4倍時(shí)鐘乘法器；◆64KB的片內(nèi)Flash存儲(chǔ)器，4532字節(jié)的片內(nèi)RAM；◆硬件實(shí)現(xiàn)的SMBUS接口，2個(gè)增強(qiáng)型UART(TTL電平)、1個(gè)增強(qiáng)型SPI串行接口；◆4個(gè)通用的16位定時(shí)器；◆5個(gè)捕獲／比較模塊和具有看門狗定時(shí)器功能的可編程計(jì)數(shù)器／定時(shí)器陣列(PCA)。1．2單片機(jī)與GPRS模塊通信電路設(shè)計(jì)MC75模塊是Siemens公司推出的第三代GSM／GPRS／EDGE無線模塊。這種模塊能處理高數(shù)據(jù)密集型多媒體設(shè)施，可以應(yīng)用于的GSM網(wǎng)絡(luò)。其主要特點(diǎn)為：◆支持850MHz、900MHz、1800MHz、1900MHz四種頻段；◆E-GPRS下行速率可達(dá)460kbps；◆EDGE(E-GPRS)multi-slotClasslO：◆GPRS移動(dòng)基站ClassB；◆SMS及SMS蜂窩廣播；◆板載SIM卡捅槽或外接SIM卡讀卡器，支持USB接口；◆AT指令GSM07．05及GSM07．07；◆輸入電壓為3．2～4．5V，建議使用3．8V±O．2V。C8051F340與MC75模塊的通信電路如圖2所示。

1．3單片機(jī)與串行FIash接口設(shè)計(jì)C8051F340內(nèi)部有64KB的Flash，而整個(gè)系統(tǒng)程序?yàn)?0KB左右，為了實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程升級功能，需將更新的程序存儲(chǔ)在外部擴(kuò)展Flash中。在此選用了Atmel公司的串行Flash，型號為AT45DBl61D。其電壓工作范圍為2．7～3．6V，快速串行接口工作頻率可達(dá)到66MHz，空間大小為17301504位，由4096頁組成(每頁包含512字節(jié)或者528字節(jié))。除了主存儲(chǔ)器外，它還包括2片512或528字節(jié)的靜態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)單元。在本系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，AT45DB161D可存儲(chǔ)系統(tǒng)中所需的一些網(wǎng)絡(luò)信號參數(shù)，以便經(jīng)過GPRS網(wǎng)絡(luò)傳遞給遠(yuǎn)程主機(jī)；另外，還可以存儲(chǔ)遠(yuǎn)程服務(wù)器發(fā)送的二進(jìn)制升級文件。其與C8051F340的接口電路如圖3所示。

2系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)該終端設(shè)備在工作期間，會(huì)收到遠(yuǎn)程服務(wù)器發(fā)送來的一系列控制命令，如測試周圍附近的網(wǎng)絡(luò)信號指令，給某個(gè)手機(jī)撥打電話并記錄通話狀態(tài)下的信號指令等。這些操作都是由單片機(jī)通過串口發(fā)送給GRPS模塊的AT指令實(shí)現(xiàn)的。例如SENDString(”AT-SMONC＼r”)，單片機(jī)將“AT-SMONC”這條命令通過串口發(fā)送給GPRS模塊，該模塊可自動(dòng)測得主小區(qū)及相鄰小區(qū)的信號指令數(shù)據(jù)，并通過串口發(fā)送給單片機(jī)以供其處理。同樣，單片機(jī)可接收到遠(yuǎn)程升級指令，從而啟動(dòng)遠(yuǎn)程升級功能。2．1升級系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)本系統(tǒng)軟件由兩部分組成：主程序和升級程序，分別對應(yīng)于Main工程和Update工程。Main工程負(fù)責(zé)與遠(yuǎn)端服務(wù)器進(jìn)行通信，接收服務(wù)器發(fā)送的指令并進(jìn)行相應(yīng)操作；而Update工程編譯、鏈接時(shí)，在其編譯器鏈接選項(xiàng)中設(shè)置CODE(OxE000，PR?MAIN?UPDATE(0xE000))，可將Upd-ate工程編譯、鏈接后生成的hex文件燒寫到單片機(jī)內(nèi)部Flash以0xE000作為起始地址處，同時(shí)默認(rèn)地將Main工程編譯、鏈接生成的二進(jìn)制文件燒寫到內(nèi)部Flash的起始地址處。單片機(jī)在執(zhí)行主程序過程中，檢測到升級標(biāo)志置1后，單片機(jī)跳轉(zhuǎn)到升級程序地址處執(zhí)行固件升級程序；升級完畢后，復(fù)位單片機(jī)，程序又從內(nèi)部Flash的零地址開始執(zhí)行更新的固件程序。圖4為主程序流程，圖5為相應(yīng)的固件升級程序流程。主程序在運(yùn)行過程中受遠(yuǎn)程服務(wù)器的實(shí)時(shí)控制。當(dāng)固件程序需要更新時(shí)，在服務(wù)器端將準(zhǔn)備更新的固件編譯、鏈接后生成的hex或bin文件放入某一固定目錄內(nèi)，啟用FTP服務(wù)器(如FtpMan)，通過TCP／IP協(xié)議發(fā)送遠(yuǎn)程升級指令給測試終端；終端收到升級指令后啟動(dòng)相應(yīng)的FTP接收功能，將遠(yuǎn)端文件分解成多個(gè)數(shù)據(jù)包并逐個(gè)存儲(chǔ)在外部Flash中；存儲(chǔ)完畢后，主程序會(huì)對該接收文件進(jìn)行CRC校驗(yàn)，若校驗(yàn)無誤，則通過函數(shù)指針跳轉(zhuǎn)到升級程序功能區(qū)，啟動(dòng)升級程序，將二進(jìn)制文件從外部Flash中轉(zhuǎn)移到內(nèi)部Flash對應(yīng)的地址空間中去。單片機(jī)復(fù)位重啟后，就可以從內(nèi)部Flash的起始地址處執(zhí)行更新完畢的程序。

基于GPRS網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)慕K端固件升級系統(tǒng)設(shè)計(jì)2．2