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第10317篇:OTPROM型单片机内内部存储器的使用研究 |
| 发布时间:2006年10月20日 点击次数:765 |
| 来源: 作者:中国石油大学 冯兴田 张加胜 |
与80C196MC相比,87C196MC单片机带有16 KB的OTPROM(One Tline Programmable Read-Only Memory),可以进行片内编程操作,而且可以增强加密功能。对于普通的控制系统来说,其存储容量足够大,不必再使用外部扩展存储器。然而87C196MC单片机的OTPROM存在一个缺点：不可擦除,也就是说只能编程一次,不能实现重复编程,不利于大量普及使用。 当程序从仿真器移植到单片机的OTPROM时,并不能保证程序的一次成功性,由于单片机的不可擦除性,若程序脱机一次就使用一片单片机,显然将造成巨大的资源浪费。另一方面,对于复杂系统,16KB的OTPROM容量如果不够,则需要采用扩展外部存储器,为了保证有效实现加密功能,应保留一部分程序在片内OTPROM,此时便涉及到单片机内、外存储器的衔接问题。 本文针对Intel 87C196MC单片机内部存储器的不可擦除性,对两种情况下的使用问题提供了可以有效实现重复编程的方法,并可以推广至其他任何带有OTPROM的单片机系列的编程应用中。 1 87C196MC单片机内部存储器的编程方式 Intel 87C196MC单片机支持三种编程方式：自动编程方式(使87C196MC单片机不用EPROM编程器即可从外部EPROM对自己编程)、从机编程方式(给外部EPROM编程器提供了一个标准接口)和实时编程方式(运行中编程方式,可以在软件控制下实时对单个EPROM单元编程)。和其他方式不同,实时编程可以在不进入全EPROM编程方式下完成。 对于Intel 87C196MC单片机的OTPROM只能编程,不能擦除,但在编程时可以验证是否已确实编程。对0TPROM可以采用2种编程方法：在从机编程方式下或在专门的OTPROM编程方式下编程。OTPROM为87C196MC单片机提供了辅助的存储器保护手段,它可以禁止总线控制器执行外部取指周期,若企图把一个外部地址装载到PC寄存器,芯片将复位。这种自动复位功能对跑飞的代码也提供了一种额外的恢复手段。使用时应根据实际需要采取不同的编程方式。 2 87C196MC单片机内部存储器的重复编程方法 单片机87C196MC的EA引脚(外部访问允许端,87C196MC PLCC84-36脚)用来控制访问内部存储器或外部存储器。当EA=O时,所有访问都是对片外存储器的;当EA=1时,对2000H～5FFFH单元的访问都是对片内OTPROM／ROM的。编程方式下,EA=12．5 V。由于复位时EA的电平被锁存,难以通过外部硬件电路来实现程序空间的选择。这里通过应用程序语句来控制程序地址范围,相当于EA的电平变化作用。本文主要应用了Intel汇编语言的长跳转指令UMP来实现控制访问内、外存储器的功能,下面介绍两种常用的方法。 2.1片内编程操作方法 所谓87C196MC单片机OTPROM的不可擦除性,实质上是不可实现从“0”到“1”的编程,而只能完成从“1”到“O”的编程。以下通过简单的程序实例来介绍这种方法。 LJMP NEXTl CSEG AT 2600H NEXTl:…… 上述语句实际上代表的是LJMP2600H．其机器码为E79C04,当地址2600H变化时,得到一组对应的机器码,通过对这一组机器码进行分析,就可以得到该方法的原理,如表1所列。
机器码E79C04的后两个字节代表了汇编程序语句中的地址(04代表了2600H,14代表了3600H……)。当一个字节从4位全是“1”变成4位全是“O”,且每次只有一个“l”变为“0”时,可以有多种不同的变法,如表2所列。
由于87C196MC单片机的OTPROM只能完成从“1”到“O”的编程,而87C196MC单片机的程序从2000H开始执行,因此可以在程序从2000H执行一小段后进行跳转,例如首先跳至4100H(对应的机器码为E79C1F)再存储程序的其他部分。下一次使用时,把机器码E79C1F改为E79C1E(对应地址为4000H),程序则跳至4000H开始执行,4100H以后的程序段不再执行。再下一次使用时,把机器码E79C1E改为E79C1c(对应地址为3A00H),程序则跳至3A00H开始执行,4000H以后的程序段不再执行,以此类推(即机器码的最后一个字节变化为F→E→c,对应表2中第一组的变化),即可以重复使用同一片单片机进行多次编程操作。 这种方法中,单片机87C196MC的引脚EA接高电平。它适用于程序简短且没有扩展外部存储器,只有内部存储器可用的情况。 2．2片内、外编程操作方法 如果内部存储器容量不够或因为其他方面需要,要求扩展外部存储器时,当然可以选择容量较大的外部存储器,而不使用内部存储器,但这样一来,程序的保密性将难以实现,而且浪费了单片机内部的存储器空间。使用内、外结合的方法既可以满足容量需求,叉能方便的实现加密操作。 鉴于87C196MC单片机的程序从2000H开始执行,将单片机87C196MC的引脚丽置“1”,那么单片机程序将从内部2000H开始执行。可以在程序从2000H执行一小段后(根据实际需要任意设定)进行跳转,此处与片内跳转的操作有所不同,它将直接跳出单片机87C196MC片内OTPROM的2000H~5FFFH单元的范围。当命令被执行时,会自动转入外部存储器的地址范围内,例如：LJMP8000H,其中8000H是外部存储器的地址入口,这样就从片内存储器转入到外部存储器了。可以通过修改外部存储器(可重复擦写)的程序来进行程序的调试,非常方便。当然,如果需要从外部存储器转入内部存储器时,操作方法是类似的。 结 语 本文详细分析介绍了两种可以实现可重复编程的单片机的使用方法,而且这两种方法可以推广至其他任何带有0TPROM的单片机编程,编程的思路完全相同,具体实验证实了这两种方法具有切实可行性。 |
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