C8051F35X單片機(jī)內(nèi)部Flash存儲(chǔ)器的擦寫方法

摘要：為避免在程序運(yùn)行時(shí)向單片機(jī)內(nèi)置的Flash寫入數(shù)據(jù)導(dǎo)致復(fù)位，采用調(diào)用鎖定與關(guān)鍵碼的操作方法對C2805lF35X型單片機(jī)的Flash進(jìn)行擦除、寫入和讀取操作，并提供程序范例。該方法無需任何接口電路，使用方便，成本低且安全可靠。此方法已應(yīng)用于包裝機(jī)控制器，實(shí)現(xiàn)包裝參數(shù)的保存和修改，效果良好。
關(guān)鍵詞：C805lF35X；Flash；單片機(jī)；包裝機(jī)

    C805lF35X是Cygnal公司推出的混合信號(hào)片上系統(tǒng)型單片機(jī)MCU，采用CIP-5l內(nèi)核可大大提升指令運(yùn)行速度，另外該器件內(nèi)部還具有一個(gè)完整而先進(jìn)的時(shí)鐘系統(tǒng)和片內(nèi)調(diào)試電路，其內(nèi)置的Flash代替ROM和EPROM，不僅為用戶的存儲(chǔ)提供方便，還大大簡化電路。這里給出使用C80-5lF35X單片機(jī)內(nèi)部Flash存儲(chǔ)器的擦除、寫入和讀取操作方法。

1 存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)
    C805lF35X單片機(jī)內(nèi)部含有2個(gè)獨(dú)立的存儲(chǔ)器：程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。程序存儲(chǔ)器中包含8 KB可在系統(tǒng)編程的Flash存儲(chǔ)器。C8051-F35X通過設(shè)置程序存儲(chǔ)寫允許位(PSCTL．0)采用MOVX指令對程序存儲(chǔ)器寫入。如圖l所示。

    這8 KB的Flash存儲(chǔ)器在一個(gè)連續(xù)的存儲(chǔ)器塊內(nèi)(地址范圍為OX0000～OXlDFF，OXlE00以上的地址保留)，其通過硬件接口或采用MOVX指令對Flash存儲(chǔ)器在系統(tǒng)編程。
    為了保證操作正確，寫入和擦除操作由硬件自動(dòng)定時(shí)，無需數(shù)據(jù)查詢判斷寫／擦除操作何時(shí)結(jié)束。程序在Flash寫入／擦除操作時(shí)停止執(zhí)行。

2 Flash存儲(chǔ)器的鎖定與解鎖
    在Flash操作之前，必須按順序向Flash鎖定和關(guān)鍵碼寄存器(FLKEY)寫入正確的關(guān)鍵碼，該關(guān)鍵碼禁止對知識(shí)產(chǎn)權(quán)信息(以程序或常數(shù)形式存儲(chǔ)在Flash中)進(jìn)行未經(jīng)授權(quán)訪問或防止用戶無意修改程序代碼以及因系統(tǒng)條件異常導(dǎo)致代碼改變。寫關(guān)鍵碼時(shí)必須按順序?qū)?，否則Flash寫入或擦除操作被禁止，直到下一次系統(tǒng)復(fù)位。存儲(chǔ)在Flash用戶空間的最后一個(gè)字節(jié)的安全鎖定字節(jié)保護(hù)Flash存儲(chǔ)器，使其不被非保護(hù)代碼或通過硬件接口讀寫或擦除。使用安全鎖定字節(jié)時(shí)有以下關(guān)鍵點(diǎn)：1)將Flash安全字節(jié)中的位設(shè)置為0，保護(hù)Flash存儲(chǔ)器不通過JTAG接口被訪問；2)采用軟件設(shè)置一個(gè)軟件讀訪問限制，保護(hù)存儲(chǔ)器不被讀??；3)已被軟件訪問保護(hù)的Flash存儲(chǔ)器也應(yīng)用Flash安全字節(jié)進(jìn)行保護(hù)。使其不通過JTAG接口訪問；4)在保護(hù)Flash時(shí)，包含F(xiàn)lash安全字節(jié)的Flash頁也應(yīng)保護(hù)；5)如果最終用戶無需訪問Flash，可通過簡單鎖定整個(gè)Flash存儲(chǔ)器保護(hù)其不通過JTAG訪問。

3 Flash數(shù)據(jù)擦除
    采用軟件MOVX指令對Flash存儲(chǔ)器編程，在使用MOVX指令前，先允許Flash寫操作，其過程為：1)將程序存儲(chǔ)寫允許位PSWE(PSCTL.0)設(shè)置為邏輯“1”，這將使MOVX操作指向目標(biāo)Flash存儲(chǔ)器；2)按順序向Flash鎖定寄存器(FLKEY)寫入Flash關(guān)鍵碼，PSWE位將保持置位狀態(tài)，直到被軟件清除。
    在采用軟件修改Flash內(nèi)容前，PSWE必須置為邏輯“l(fā)”；而在軟件擦除Flash存儲(chǔ)器前，PSWE位和PSEE位都必須置為邏輯“1”。寫入Flash存儲(chǔ)器操作可清除數(shù)據(jù)位，但不能使數(shù)據(jù)位置“1”，只有擦除操作能將Flash中的數(shù)據(jù)位置為“l(fā)”。所以在寫入新值前，必須先擦除待編程地址。Flash存儲(chǔ)器是以512字節(jié)的扇區(qū)為單位構(gòu)成的，一次擦除操作將擦除整個(gè)扇區(qū)(將扇區(qū)內(nèi)的所有字節(jié)置為OXFF)。
    擦除一個(gè)扇區(qū)的步驟如下：1)禁止中斷；2)置“l(fā)”程序存儲(chǔ)器擦除允許位(PSCTL中的PSEE)，以允許Flash扇區(qū)移除：3)置“1”程序存儲(chǔ)器寫允許位(PSCTL中的PSWE)，允許Flash寫入；4)向FLKEY寫第1個(gè)關(guān)鍵碼：0XA5；5)向FLKEY寫第2個(gè)關(guān)鍵碼：0XFl；6)用MOVx指令向待擦除頁內(nèi)的任何一個(gè)地址寫入1個(gè)數(shù)據(jù)字節(jié)；7)清除PSWE和PSEE位；8)重新允許中斷。

4 Flash數(shù)據(jù)寫入
    Flash存儲(chǔ)器可一次寫1個(gè)字節(jié)，也可一次寫1組字節(jié)，寄存器PFEOCN中的FLBWE位為一次Flash寫操作可寫入1個(gè)或2個(gè)字節(jié)。當(dāng)FLBWE清零時(shí)，每次Flash寫操作寫入1個(gè)字節(jié)；當(dāng)FLBWE位置為“1”時(shí)，每次Flash寫操作寫入2個(gè)字節(jié)(塊寫)。塊寫時(shí)間與單字節(jié)寫的時(shí)間相同，在向Flash存儲(chǔ)器寫入大量數(shù)據(jù)時(shí)可節(jié)省時(shí)間。在單字節(jié)寫Flash時(shí)，分別寫入字節(jié)數(shù)據(jù)，每個(gè)MOVX寫指令執(zhí)行一次Flash寫操作。C805lF35X的Flash存儲(chǔ)器寫入程序代碼如下：

5 Flash數(shù)據(jù)讀取
    由于Flash讀操作采用MOVC指令實(shí)現(xiàn)，因此用于讀操作的Flash指針必須是CODE類型。由于Flash寫操作是用MOVX指令實(shí)現(xiàn)的，所以寫入或擦除操作的Flash指針必須是XDATA類型。對于C8051F35X的Flash存儲(chǔ)器讀取數(shù)據(jù)程序代碼如下：
  

6 實(shí)際應(yīng)用
    C805lF35X內(nèi)部Flash存儲(chǔ)器的讀寫操作可應(yīng)用于包裝機(jī)控制器的參數(shù)存儲(chǔ)。在開機(jī)運(yùn)行時(shí)如果每次重新輸入分裝重量值、分裝精度等參數(shù)會(huì)降低工作效率，這時(shí)需在系統(tǒng)上電后自行調(diào)用事先設(shè)置的參數(shù)以簡化工作人員的操作步驟，提高生產(chǎn)效率。圖2是包裝機(jī)參數(shù)調(diào)用流程。開機(jī)上電后先初始化串口，如果按下設(shè)置鍵重新設(shè)置分裝重量，內(nèi)部Flash需保存新參數(shù)，先將事先保存在Flash內(nèi)的數(shù)據(jù)刪除后再寫入新數(shù)據(jù)，使掉電時(shí)數(shù)據(jù)不丟失，可在下次開機(jī)時(shí)直接調(diào)用數(shù)據(jù)。此方法已成功運(yùn)用于包裝機(jī)控制器中。

7 結(jié)論
    C805lF系列的其他型號(hào)的單片機(jī)Flash的基本操作只需修改上述程序代碼即可完成Flash存儲(chǔ)器的相關(guān)操作。此外，在線寫入C805lF35X單片機(jī)片內(nèi)Flash時(shí)需注意：1)Flash讀寫或擦除地址超出用戶代碼空間引起系統(tǒng)復(fù)位；2)1個(gè)Flash位一旦清零，必須經(jīng)擦除才能回到“1”狀態(tài)，在重新寫入之前，一般要將數(shù)據(jù)字節(jié)擦除(置為0XFF)；3)為保證Flash內(nèi)容的正確性，用戶使用軟件對Flash存儲(chǔ)器進(jìn)行寫或擦除操作時(shí)，需先使能片內(nèi)VDD監(jiān)視器。