第十一章

Flash存儲(chǔ)器的在線編程主要內(nèi)容

Flash存儲(chǔ)器概述與編程模式

MC68HC908GP32單片機(jī)Flash存儲(chǔ)器編程方法

GP32單片機(jī)Flash在線編程匯編語言實(shí)例

GP32單片機(jī)Flash在線編程C語言實(shí)例

HCS08系列單片機(jī)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(chǔ)器概述與編程模式11.1.1Flash存儲(chǔ)器的基本特點(diǎn)與編程模式

（1）Flash存儲(chǔ)器的基本特點(diǎn)

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(chǔ)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(jī)Flash存儲(chǔ)器的特點(diǎn)

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(jī)Flash存儲(chǔ)器的特點(diǎn)

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(jī)中絕大多數(shù)型號(hào)在其內(nèi)部帶有監(jiān)控ROM,其地址和大小取決于芯片型號(hào)。Flash存儲(chǔ)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(jī)復(fù)位時(shí)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(hào)有關(guān)，設(shè)計(jì)時(shí)，參考芯片手冊）。

M68HC908系列單片機(jī)的Flash存儲(chǔ)器工作于用戶模式不需要特別的條件，在單片機(jī)正常工作的過程中，程序可以隨時(shí)轉(zhuǎn)入對(duì)Flash存儲(chǔ)器進(jìn)行編程操作。這種情況下對(duì)Flash存儲(chǔ)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(jī)Flash存儲(chǔ)器的編程模式返回411.2MC68HC908GP32單片機(jī)Flash存儲(chǔ)器編程方法11.2.1Flash存儲(chǔ)器編程的基本概念（1）對(duì)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(chǔ)單元的內(nèi)容由二進(jìn)制的0變成1，寫入操作的含義是將存儲(chǔ)單元的內(nèi)容由二進(jìn)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(chǔ)器的控制寄存器（FLCR）中的某個(gè)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(gè)Flash存儲(chǔ)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(chǔ)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(chǔ)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(duì)于GP32單片機(jī)來說，對(duì)Flash存儲(chǔ)器的擦除操作可以進(jìn)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(diǎn)，在數(shù)據(jù)安排時(shí)尤為重要。GP32單片機(jī)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(gè)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(jìn)行寫入，這一點(diǎn)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(chǔ)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：$FF7E，它的內(nèi)容為Flash保護(hù)區(qū)域的起始地址的14～7位,保護(hù)區(qū)域的起始地址的最高位始終為1，而保護(hù)區(qū)域的起始地址的低7位(位6～0)始終為0。對(duì)FLBPR寫入，可以設(shè)定被保護(hù)的Flash區(qū)域，它本身也是一個(gè)Flash字節(jié)。當(dāng)Flash處于保護(hù)狀態(tài)時(shí)，擦除和寫入操作都是受限制的，HVEN將無法被正常置起。Flash塊保護(hù)寄存器設(shè)定的只是保護(hù)區(qū)域的起始地址，保護(hù)區(qū)域的結(jié)束地址始終為Flash存儲(chǔ)區(qū)的結(jié)束地址（$FFFF）。例如，設(shè)定FLBPR的值為$02(%00000010)，則保護(hù)區(qū)域?yàn)?8100～$FFFF(%1000000100000000～%1111111111111111)。

特別情況是:FLBPR的存儲(chǔ)內(nèi)容為$00，整個(gè)Flash存儲(chǔ)區(qū)都受到保護(hù)；如果FLBPR的存儲(chǔ)內(nèi)容為$FF，則整個(gè)Flash存儲(chǔ)區(qū)都可以被擦除或?qū)懭?。注：只有?dāng)單片機(jī)處于運(yùn)行用戶程序時(shí)，對(duì)FLBPR本身和Flash保護(hù)區(qū)域的擦寫操作保護(hù)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(hù)寄存器（FlashBlockProtectRegister—FLBPR）8注：對(duì)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(duì)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(hù)的Flash區(qū)域FLBPR內(nèi)容受保護(hù)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…………$FF(%11111111)Flash區(qū)不被保護(hù)$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(hù)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(chǔ)器的一頁(128字節(jié)):$2→FLCR(1→ERASE位，0→MASS位):進(jìn)行頁面擦除；讀Flash塊保護(hù)寄存器FLBPR；向被擦除的Flash頁內(nèi)任意一個(gè)地址寫入任意值，一般向待擦除頁首地址寫入0；

①延時(shí)tnvs(>10μs)；②$A→FLCR(1→HVEN位)；③

延時(shí)terase(>1ms)；④$8→FLCR(0→ERASE位)；⑤

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

11.2.3Flash存儲(chǔ)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(gè)Flash區(qū)域，以便把新的程序裝入Flash存儲(chǔ)器：①$6→FLCR(1→ERASE位，1→MASS位):進(jìn)行整體擦除；②

讀Flash塊保護(hù)寄存器FLBPR；③

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

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

延時(shí)tMerase(>4ms)；⑦

$C→FLCR(0→ERASE位)；⑧

延時(shí)tnvhl(>100μs)；⑨$0→FLCR(0→HVEN位、MASS位)；⑩延時(shí)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(jìn)行的。寫入過程如下:⑴$1→FLCR(1→PGM位)；⑵讀Flash塊保護(hù)寄存器FLBPR；⑶向?qū)⒁獙懭氲腇lash行內(nèi)任意一個(gè)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(shí)tnvs(>10μs)；⑸$9→FLCR(1→HVEN位)；⑹延時(shí)tpgs(>5μs)；⑺待寫數(shù)據(jù)寫入對(duì)應(yīng)的Flash地址；⑻延時(shí)tprog(>30μs)，完成一個(gè)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(shí)tnvh(>5μs)；⑿$0→FLCR(0→HVEN位)；⒀延時(shí)trcv(>1μs)以后，完成本行寫入工作，可以讀出校驗(yàn)?！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(hào)最小值最大值單位Flash行大?。?464字節(jié)Flash頁大小－128128字節(jié)Flash讀寫周期tread

32K8.4MHzFlash頁擦除時(shí)間terase

1－msFlash整體擦除時(shí)間tmerase

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

10－μsFlash高電平維持時(shí)間(頁擦除時(shí))tnvs

5－μsFlash高電平維持時(shí)間(整體擦除時(shí))tnvhl

100－μsFlash寫入編程維持時(shí)間tpgs

5－nsFlash寫入編程時(shí)間tprog

3040μsFlash返回只讀狀態(tài)時(shí)間trcv

1－μsFlash累積高電平時(shí)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(shí)間－10－年MC68HC908GP32的Flash編程參數(shù)返回1311.3GP32單片機(jī)Flash在線編程匯編語言實(shí)例11.3.1Flash存儲(chǔ)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(diǎn)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(shí)子程序均隨其后，以便同時(shí)復(fù)制到RAM中，最后一個(gè)標(biāo)號(hào)是為復(fù)制方便而加入.

③擦除及寫入子程序中對(duì)延時(shí)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?yàn)檫@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(duì)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(shí)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(hào)芯片時(shí)，上述子程序中延時(shí)時(shí)間應(yīng)根據(jù)芯片手冊予以變動(dòng)。延時(shí)子程序也應(yīng)根據(jù)不同的總線頻率加以變化，確保時(shí)間滿足時(shí)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?，但寫入過的區(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(hù)寄存器FLBPR定義的規(guī)則，即對(duì)GP32來說，頁地址的低6位為0。⑨在線編程時(shí)使用的Flash存儲(chǔ)區(qū)域應(yīng)在程序Flash存儲(chǔ)區(qū)域之前，因?yàn)镕lash保護(hù)區(qū)為FLBPR決定的地址至末尾。

15（1）單片機(jī)方程序流程圖

單片機(jī)方程序的主要功能是:

①不斷地向PC機(jī)發(fā)出握手信號(hào)，并監(jiān)測PC機(jī)返回的握手信號(hào)。可以看到串行通信指示燈閃爍，表明MCU在向PC機(jī)發(fā)送握手信號(hào)。②若收到握手信號(hào)，表明PC機(jī)可以發(fā)送數(shù)據(jù)，設(shè)要寫入數(shù)據(jù)的個(gè)數(shù)為N，則單片機(jī)首先將接收數(shù)據(jù)個(gè)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(gè)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(gè)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(jī)。

11.3.2Flash存儲(chǔ)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(jī)方程序流程圖《嵌入式應(yīng)用技術(shù)基礎(chǔ)教程》課件進(jìn)行通信握手，發(fā)握手信號(hào)接收N(<=64)→內(nèi)存接收N個(gè)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(gè)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(gè)數(shù)據(jù),同時(shí)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(hào)嗎?串行口有數(shù)據(jù)嗎?接收一個(gè)數(shù)據(jù)→ANNYY主循環(huán)開始處17（3）PC機(jī)方程序及界面（2）單片機(jī)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(jī)Flash在線編程C語言實(shí)例

Flash存儲(chǔ)器的擦除及寫入C語言子程序Flash存儲(chǔ)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(jī)Flash編程方法11.5.1Flash存儲(chǔ)器的編程寄存器

在MC9S08GB60單片機(jī)中，與Flash編程有關(guān)的寄存器有6個(gè)，它們是Flash時(shí)鐘分頻寄存器（FCDIV）、Flash選項(xiàng)寄存器（FOPT和NVOPT）、Flash配置寄存器（FCNFG）、Flash保護(hù)寄存器（FPROT和NVPROT）、Flash狀態(tài)寄存器（FSTAT）和Flash命令寄存器（FCMD），對(duì)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(shí)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(shí)鐘分頻器的分頻因子。Flash的內(nèi)部工作時(shí)鐘fFCLK的計(jì)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(xiàng)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(jī)構(gòu)允許位(BackdoorKeyMechanismEnable)。KEYEN=0，表示不能用后門鎖機(jī)構(gòu)來解除存儲(chǔ)器的保密性；KEYEN=1，如果用戶使用固件，寫入8個(gè)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(chǔ)器的保密性會(huì)暫時(shí)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(rèn)為是進(jìn)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(hù)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(hù)區(qū)域位(OpenUnprotectedFlashforProgram/Ease)，打開的這些區(qū)域可以進(jìn)行擦寫。FPOPEN=1，F(xiàn)lash中非保護(hù)區(qū)域可以進(jìn)行擦寫操作；FPOPEN=0，整個(gè)Flash區(qū)域都不可進(jìn)行擦寫操作。D6—FPDIS位：Flash保護(hù)設(shè)置位(FlashProtectionDisable)。FPDIS=1，F(xiàn)lash不進(jìn)行保護(hù)；FPDIS=0，F(xiàn)lash保護(hù)FPS2：FPS0所設(shè)置的區(qū)域。D5～D3—FPS2～FPS0位：Flash保護(hù)區(qū)域設(shè)置。FPDIS=0時(shí)，這3位決定了保護(hù)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(hù)標(biāo)志位(ProtectionViolationFlag)。D4—FACCER位：訪問出錯(cuò)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(duì)Flash進(jìn)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(gè)字節(jié)$20寫一個(gè)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(gè)數(shù)據(jù)。地址和數(shù)據(jù)信息都會(huì)被鎖定到Flash接口中。對(duì)于空白檢測和擦除命令，數(shù)據(jù)信息是一個(gè)任意值；對(duì)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(gè)地址；對(duì)于空白檢測和整體擦除命令，地址信息是Flash中的任意一個(gè)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(shí)開始執(zhí)行命令寄存器中的命令。

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