单片机系统Flash存储器在系统编程设计

　　随着排放法规的加严,发动机电子控制单元(ECU)成为了现代汽车中一个必备部分。在发动机控制单元这种单片机系统中,Flash存储器已成为其一个基本配置,主要用来存放控制程序代码。

　　将程序代码装入Flash存储器的方法有3种:第1种方法是要求供应商在存储器发货前将数据写入,但无法满足产品开发阶段修改程序的要求;第2种方法是使用编程器编程,但由于Flash存储器正在向小型化、贴片式发展,从而使Flash存储器难以利用编程器编程;第3种方法是将存储器安装到电路板上进行编程,即在系统编程(In System Programming,ISP),这种编程方式是通过系统的微处理器实现对Flash存储器的编程,不需要其他编程设备和附加编程电源,具有灵活、方便的优点。因此,在设计发动机控制单元时,结合M68HC11上电引导程序设计实现了存储器AM29F010B的在系统编程。

　　1　Flash存储器的在系统编程技术

　　AM29F010B是AMD公司生产的Flash存储器,这种Flash存储器编程简单。此芯片仅需5V单电源供电便可使内部产生高电压进行编程和擦除操作。用户只需向其命令寄存器写入标准的微处理器指令,具体编程、擦除操作便由内部电路实现。

　　在编写程序时需要注意,由于只有擦除指令能使“0”变为“1”,擦除结果为“1”;而编程指令不能使“0”写为“l”,所以用户在进行Flash存储器编程时,应先擦除,再进行编程。

　　2　M68HC11与上电引导模式(Bootstrap Mode)

　　M68HC11是由Motorola公司推出的微处理芯片(Microcontroller Unit,MCU),由于其优越的性能,目前在发动机控制领域有着广泛地使用。M68HC11具有一种上电引导模式,使得用户程序可以通过串行接口(SCI)下载到内部的RAM区中,然后将M68HC11转到用户程序中执行。下载的程序可以像任何普通用户程序一样运行。虽然上电引导模式是一种单芯片模式,但是在这种模式下可以改变模式控制字,因此同样可以访问外部资源。

　　硬件的模式选择通过MCU复位时MODA和MODB管脚进行控制,MODA和MODB的逻辑状态在RESET管脚电平变高之前被锁存。当RE2SET管脚变高后,模式选择管脚对MCU的运行模式不再起作用。复位时如果MODA和MODB管脚全为低电平,则MCU进入上电引导模式。

　　3　在系统编程的实现

　　3.1　硬件方案

　　为了通过M68HC11对AM29F010B进行在系统编程,除了基本组件的设计之外,本系统在硬件方面做了以下准备:

　　1)为了能够从计算机上下载程序代码,即与计算机进行通讯,本系统设计了MAX232进行TTL电平和RS232电平的转换;

　　2)为了使MCU开机或者复位能够进入上电引导模式,需要在MODA和MODB管脚处设计跳线,使复位时为低电平。硬件方案简图见图1。