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FLASH 存储器和 MC68HC908 在线编程

FLASH 存储器和 MC68HC908 在线编程. Tsinghua Motorola MCU&DSP Application Center Jiangjunfeng 2002.4. FLASH 存储器. Motorola 微控制器片内集成 FLASH 的优点 单一电源供电（ FLASH 编程时通过片内集成电荷泵产生编程电压） 可靠性高（数据保存 >10 年，擦写 >1 万次） 擦写速度快（整体擦除 5ms ，单字节编程 40us ）. FLASH Array. GP32 Flash erase on page basis

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FLASH 存储器和 MC68HC908 在线编程

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  1. FLASH存储器和 MC68HC908在线编程 Tsinghua Motorola MCU&DSP Application Center Jiangjunfeng 2002.4

  2. FLASH 存储器 • Motorola微控制器片内集成FLASH的优点 • 单一电源供电（FLASH编程时通过片内集成电荷泵产生编程电压） • 可靠性高（数据保存>10年，擦写>1万次） • 擦写速度快（整体擦除5ms，单字节编程40us）

  3. FLASH Array • GP32 • Flash erase on page basis • 1 page = 128 bytes = 2 rows • Starting from address xx00, xx80 • Flash program - on row basis • 1 Row = 64 bytes • Starting from address xx00, xx40, xx80, xxC0 • JL3 • Flash erase on page basis • 1 page = 64 bytes = 2 rows • Starting from address xx00, xx40, xx80, xxC0 • Flash program - on row basis • 1 Row = 32 bytes • Starting from address xx00, xx20, xx40, xx60 • xx80, xxA0, xxC0

  4. FLASH 编程模式 1.) 监控模式 - 一般需要硬件支持 - 一般需要RAM程序支持 - 编程器和仿真器使用 2.) 用户模式 - 需要芯片内部软件支持 - 需要RAM程序支持 - 目标系统使用

  5. 监控模式编程 - 监控方式的进入 • 复位向量（$FFFE-$FFFF）为空（$FFFF） • 在特定引脚上提供特定电平（复位时） - 监控ROM的指令 - 下载到RAM中的程序

  6. READ: HVEN MASS ERASE PGM FLCR WRITE: RESET: 0 0 0 0 0 0 0 0 FLASH控制寄存器（FLCR） • HVEN — 高压允许位，用于将来自片内电荷泵 的高压加到FLASH阵列上； • MASS — 整体擦除控制位，用于选择擦除方式 （=1，整体擦除 / =0，页擦除）； • ERASE — 擦除控制位，用于选择擦除操作； • PGM — 写入控制位，用于选择编程写入操作。

  7. READ: FLBPR BPR7 BPR6 BPR5 BPR4 BPR3 BPR2 BPR1 BPR0 WRITE: RESET: U U U U U U U U FLASH块保护寄存器（FLBPR） = 00 $8000 ~ $FFFF • = 01 $8080 ~ $FFFF • = 02 $8100 ~ $FFFF • … • = FE $FF00 ~ $FFFF • = FF entire flash is NOT protected

  8. FLASH块保护寄存器（FLBPR） - GP32（第14－7位） Block protect range FLBPR = 00 $8000 ~ $FFFF = 01 $8080 ~ $FFFF = 02 $8100 ~ $FFFF … = FE $FF00 ~ $FFFF = FF entire flash is NOT protected - JL3（第12－6位） Block protect range FLBPR = 00-60 entire flash is protected = 62 $EC40 ~ $FFFF = 64 $EC80 ~ $FFFF … = FE $FFC0 ~ $FFFF = FF entire flash is NOT protected

  9. FLASH写入操作（1） 1) 置PGM位为1； 2) 读出FLASH块保护寄存器； 3) 向页地址范围内（$XX00-XX7F，或$XX80 - $XXFF）任意FLASH单元写入任意值； 4) 延时Tnvs≥10微秒； 5) 置HVEN位为1； 6) 延时Tpgs≥5微秒； 7) 向页内目标地址写入编程数据；

  10. FLASH写入操作（2） 8) 延时Tprog≥30微秒； 9) 重复7）、8），直至同一页内各字节编程 完毕； 10) 清PGM位为0； 11) 延时Tnvh≥5微秒； 12) 清HVEN位为0； 13) 延时Trcv≥1微秒以后，该FLASH页可以被 正常读取。

  11. FLASH擦除操作（1） 1) 置ERASE位为1（整体擦除时同时置MASS 位为1）； 2) 读出FLASH块保护寄存器； 3) 向被擦除的FLASH页（整体擦除时为整 个FLASH区）内任意地址写入任意值； 4) 延时Tnvs ≥ 10微秒； 5) 置HVEN位为1； 6) 延时Terase ≥ 1毫秒（整体擦除时为 Tmerase ≥ 4毫秒）；

  12. FLASH擦除操作（2） 7) 清ERASE位为0； 8) 延时Tnvh≥5微秒（整体擦除时为 Tnvhl ≥ 100微秒）； 9) 清HVEN位为0； 10) 延时Trcv≥1微秒后，该FLASH页（整体擦 除时为整个FLASH区）可以被正常读取。

  13. FLASH存储器编程范例（常量定义） • 常量定义 FLCR EQU $FE08 FLBPR EQU $FF09 ；C10US、C30US、C50US和C1MS用于延时例程 C10US EQU $FFFE C30US EQU $FFF8 C50US EQU $FFF1 C1MS EQU $FEC8

  14. FLASH存储器编程范例（延时例程 ） • 延时例程 NULLCYCLE: AIX #1 ; 2 CYCLES CPHX #0 ; 3 CYCLES BNE NULLCYCLE ; 3 CYCLES RTS ; 4 CYCLES 调用方法如下（以延时30us为例）： LDHX #C30US ; 3 CYCLES BSR NULLCYCLE ; 4 CYCLES 如果循环次数为n，则整个延时步骤耗费的总线周期为： 3（LDHX）+ 4（BSR）+（2（AIX） + 3（CPHX）+ 3（BNE））* n + 4（RTS） ＝8n+11 （8n+11）/2.4576=30us n=8 C30US=$FFF8

  15. FLASH存储器编程范例（页擦除例程 1） • 页擦除例程 BUFF RMB 4 ;BUFF=$C7(“STA ”)，; BUFF+3＝ $81 （“RTS”） ；BUFF+1和BUFF+2为需要擦除的FLASH页内的十六位地址 SUB_ERASE: LDA #2 ; 置ERASE位为1，清MASS位为0 STA FLCR LDA FLBPR JSR BUFF ;向被擦除的FLASH页内任意地址写入任意值 LDHX #C10US ; 延时Tnvs（10us） BSR NULLCYCLE LDA #0E ; 置HVEN位为1 STA FLCR LDHX #C1MS ; 延时Terase（1ms） BSR NULLCYCLE (To be continued)

  16. FLASH存储器编程范例（页擦除例程 2） • 页擦除例程 （continue） LDA #0C ; 清ERASE位为0 STA FLCR LDHX #C10US ; 延时Tnvh（10us） BSR NULLCYCLE CLRA ; 清HVEN位为0 STA FLCR LDHX #C10US ; 延时Trcv（1us），此处延时10us BSR NULLCYCLE RTS

  17. FLASH存储器编程范例（写入程序1） • 写入程序 FLASHFLAG RMB 1 ;用于记录FLASH写入操作的状态 B_ERROR EQU 0 ;用于标志写入操作是否成功（0） BUFFCOU RMB 2 ;存储数据源缓冲区的起始地址 COUNTE1 RMB 1 ; 需复制到FLASH中的字节数 COUNTE2 RMB 1 ; COUNTE1的临时存储备份 PRADDR RMB 2 ; FLASH目标写入区域的起始地址 TEMP RMB 2 ; BUFFCOU的临时存储备份 ;BUFFCOU －－－－－－－PRADDR (To be continued)

  18. FLASH存储器编程范例（写入程序2） • 写入程序(continue) SUB_PROGRAM: MOV COUNTE1,COUNTE2 ; 将COUNTE1和BUFFCOU备份 LDHX BUFFCOU STHX TEMP LDA #1 ; 置PGM位为1 STA FLCR LDA FLBPR LDHX PRADDR ; 向地址范围内任意FLASH单元写入任意值 STA ,X LDHX #C10US ; 延时Tnvs（10us） BSR NULLCYCLE LDA #9 ; 置HVEN位为1 STA FLCR LDHX #C10US ; 延时Tpgs（5us），此处10us BSR NULLCYCLE (To be continued)

  19. FLASH存储器编程范例（写入程序3） • 写入程序(continue) LDHX PRADDR ; 向目标地址写入编程数据 CYCLE_PR: PSHH ; 保存目标写入地址 PSHX LDHX BUFFCOU ; 提取源数据 LDA ,X AIX #1 ; 将BUFFCOU指向下一个源数据 STHX BUFFCOU PULX ; 取出目标写入地址到（H:X） PULH STA ,X ; 向目标地址写入数据 AIX #1 ; 将（H:X）指向下一个目标地址 PSHH ; 保存目标写入地址 PSHX LDHX #C30US ; 延时Tprog（30us） BSR NULLCYCLE PULX ; 取出目标写入地址到（H:X） PULH DEC COUNTE1 ; 重复直至同一页内各字节编程完毕 BNE CYCLE_PR (To be continued)

  20. FLASH存储器编程范例（写入程序4） • 写入程序(continue) LDA #8 ; 清PGM位为0 STA FLCR LDHX #C10US ; 延时Tnvh（5us），此处为10us BSR NULLCYCLE CLRA ; 清HVEN位为0 STA FLCR LDHX #C10US ; 延时Trcv（1us），此处延时10us BSR NULLCYCLE (To be continued)

  21. FLASH存储器编程范例（校验1） • 校验 LDHX TEMP STHX BUFFCOU ; 恢复BUFFCOU指向缓冲区首字节 LDHX PRADDR ; 取出目标写入地址到（H:X） VERIFY_PR: PSHX ; 保存目标写入地址 PSHH LDHX BUFFCOU ; 提取源数据 LDA ,X AIX #1 ; 将BUFFCOU指向下一个源数据 STHX BUFFCOU PULH ; 取出目标写入地址到（H:X） PULX （To be continued）

  22. FLASH存储器编程范例（校验2） • 校验(con tinue) CMP ,X ; 比较源数据与目标地址中写入的数据 BNE ERROR_PR ; 如不同则跳转到出错处理语句 AIX #1 ;相同将（H:X）指向下一个目标地址 DEC COUNTE2 ; 递减COUNTE2 BNE VERIFY_PR ; 如果为0则校验完毕 RTS ERROR_PR: BSET B_ERROR,FLASHFLAG ; 如果出错置上标志位 RTS

  23. Application Software FLASH Data $0000 I/O Registers $0040 RAM $023F FLASH Programming Algorithm SCI TxD RxD PTA0 $8000 FLASH Erase FLASH Programming and erasing of FLASH locations cannot be performed by code being executed from the FLASH memory ISP Routine $FE00 Registers Monitor ROM $FFFF Vectors Flash In System Programming through SCI Port

  24. 监控程序中修改FLASH字节的编程简述（1） • 功能子程序 • SUB_WAIT（延时子程） • SUB_ERASE（FLASH页擦除子程） • SUB_PROGRAM（FLASH页写入子程）

  25. 监控程序中修改FLASH字节的编程简述（2） • 编程步骤 1、拷贝欲修改的FLASH字节所在的整个页（128字节） 到RAM中（如复制到$0180后）； 2、在RAM中修改欲修改的FLASH字节所对应的内容； 3、拷贝SUB_WAIT和SUB_ERASE到RAM中（如复制到 $0100后），执行SUB_ERASE，擦除FLASH页； 4、拷贝SUB_WAIT和SUB_PROGRAM到RAM中，执 行SUB_PROGRAM，将RAM中修改后的FLASH页 写回FLASH。

  26. 监控程序中修改FLASH字节的编程图解（1） （1）拷贝FLAS页（如FLASH页$8000-$807F） （2）在RAM中修改字节 （如欲修改FLASH中的字节$8040，则应修改RAM中对应字节$01C0）

  27. 监控程序中修改FLASH字节的编程图解（2） （3）擦除FLASH页 （4）写入FLASH页

  28. 注意事项 • FLASH擦写时，FLASH擦写程序代码应放在RAM中，或利用ROM中的例程。 • FLCR的HEVN置1时，整个FLASH加上编程高电压，此时对FLASH内字节的读写不稳定。

  29. MC68HC08GP32IDK监控程序和用户程序的关系 • 用户复位向量$DFFE-$DFFF，芯片复位向量$FFFE-$FFFF • 用户复位向量为非空（非$FFFF ），监控程序等待键盘命令，5s内没有动作，跳转到用户复位向量处，运行用户程序 • 监控程序入口地址$DFDA-$DFDB，用JMP跳转命令可以从用户程序返回监控程序

  30. DataFile1 pointer DataFile2 pointer CPUSPD CPUSPD Data Size Data Size Address High 1 Address High 1 Address Low 1 Address Low 1 Data0 Data0 Data1 Data1 DataN DataN 利用ROM中的例程进行FLASH在线编程 (ref. 908LJ12) PROGRAM VERIFY FLASH : LDHX $<DataFile1PTR> JSR PRGRNGE : : LDHX $<DataFile2PTR> JSR LDRNGE :

  31. FLASH 应用一(1) MC68HC08GP32在线开发实验系统

  32. FLASH 应用一(2)MC68HC08GP32在线开发实验系统

  33. FLASH 应用二MC68HC08GP32编程器

  34. FLASH 应用三（1）MC68HC908LJ12在线编程开发工具

  35. FLASH 应用三（2）MC68HC908LJ12在线编程开发工具特点 • 编程器的功能 —（监控模式对FLASH进行在线编程） 通过硬件方式进入监控模式对片内FLASH进行写入操作； 不占用任何系统资源； 使用4.9152MHz有源晶振。 • 开发板的功能 —（提供给用户最小的调试工作系统） 内含大约3.5K的监控程序； 使用32768Hz晶振； 监控程序提供给用户各种基本的开发和调试功能：程序的下载和运行、断点设置、寄存器显示及修改、存储器显示及修改等等。

  36. FLASH 应用四（1）MC68HC908在线编程头

  37. FLASH 应用四（2）MC68HC908在线编程头特点 • 适用于MC68HC908系列的单片机 MC68HC908GR32, MC68HC908SR12, MC68HC908LJ12等 • 编程功能 可通过硬件方式进入监控模式对片内FLASH进行擦写 • 通讯功能 可作为与PC机串口通讯的工具

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