一种基于单片机ISP实现IAP程序升级的电路制造技术

本实用新型专利技术涉及一种基于单片机ISP实现IAP程序升级的电路，其解决了现有IAP程序升级方式不足的问题，其设有单片机、ISP暂态使能电路和定时长复位电路，单片机分别与ISP暂态使能电路和定时长复位电路连接，单片机内部设有FLASH区，FLASH区存放固件程序，ISP暂态使能电路驱动单片机重新启动进入ISP状态，升级FLASH区固件程序，定时长复位电路硬件复位单片机，正常运行FLASH区固件程序。本实用新型专利技术可广泛应于具备电平控制ISP引脚的单片机IAP程序升级。

【技术实现步骤摘要】
一种基于单片机ISP实现IAP程序升级的电路
本技术涉及嵌入式设备程序升级
，特别是涉及一种基于单片机ISP实现IAP程序升级的电路。
技术介绍
嵌入式设备单片机程序升级常用ISP和IAP两种方式。ISP(InSystemPrograming，在系统编程)是单片机厂家提供的方式，通过一些辅助手段，单片机启动时不从正常的内部FLASH区启动，而是进入内部固化的ISP升级程序，从串口、SPI或I2C接收数据，完成整个FLASH区的程序更新写入。IAP(InapplicaTIngPrograming，在应用编程)是单片机开发人员实现的程序升级方式，开发人员在编写程序时，将单片机内部的FLASH区分为BOOT区和APP区，分别存放升级程序和应用程序。单片机运行时，首先进入BOOT区运行升级程序，如果判断不需要升级，跳转到APP区执行应用程序，否则开始程序升级过程，改写APP区应用程序。ISP和IAP方式的特点及问题如下：1、ISP升级程序是单片机厂家出厂时在单片机内部的特定地址中固化的一段程序，不需要占用单片机提供给用户的内部FLASH区，无需消耗额外的存储空间，但ISP功能由单片机厂家提供，需要辅助的电路手段控制，常用于制造厂商研发、生产过程中下载程序使用，设备出厂以后无法使用。2、IAP方式比较灵活，不需要额外的辅助手段，通过标准的串行接口甚至远程网络即可完成升级过程，常用于出厂后的程序升级，但需要占用额外的存储空间，低端设备中存储资源比较受限，并且部分单片机的跳转功能支持不完善，BOOT和APP两级程序实现比较复杂。
技术实现思路
本技术为了解决现有技术的不足，提供一种基于单片机ISP实现IAP程序升级的电路，在单片机ISP功能基础上进行硬件电路和软件功能扩展，单片机复位后自动进入ISP状态，上位机利用ISP升级协议像IAP功能一样实现程序升级，节省了单片机的FLASH资源，减小BOOT、APP两级程序的开发难度，适用于具备电平控制ISP引脚的单片机。本技术提供一种基于单片机ISP实现IAP程序升级的电路，设有单片机、ISP暂态使能电路和定时长复位电路，单片机分别与ISP暂态使能电路和定时长复位电路连接，单片机内部设有FLASH区，FLASH区存放固件程序，ISP暂态使能电路驱动单片机重新启动进入ISP状态，升级FLASH区固件程序，定时长复位电路硬件复位单片机，正常运行FLASH区固件程序。优选地，单片机设有ISP引脚、RESET复位引脚、串口通讯引脚、和通用IO引脚，通用IO引脚设有GPIO1引脚和GPIO2引脚，通用IO引脚分别连接ISP暂态使能电路和定时长复位电路，GPIO1引脚和GPIO2引脚分别用于连接ISP暂态使能电路和定时长复位电路，程序升级指令通过GPIO1引脚驱动单片机，运行单片机内部固化的ISP程序从通讯串口下载固件程序。优选地，ISP引脚的高电平状态使单片机进入ISP使能功能，电平适配电路直接连接ISP引脚。优选地，ISP引脚的低电平状态使单片机进入ISP使能功能，电平适配电路中增加反相器连接ISP引脚。优选地，ISP暂态使能电路包含电容C1、电阻R1和ISP电平适配电路，电容C1为uF级储能电容，电容C1能够保持10毫秒以上电平阈值。优选地，定时长复位电路中包含看门狗U2TPL5010和复位时间设置电阻R2；单片机ISP串口与外部设备互联互通，单片机进入ISP状态后，使用ISP串口升级协议升级程序。本技术的有益效果是：(1)由于本技术升级接口完全通过上位机软件程序控制，操作方式与IAP升级过程完全一样，用户感知不到复杂的ISP控制方式，简单易操作。(2)由于本技术基于单片机出厂的ISP程序进行升级，用户不需要单独开发BOOT程序，大大减小了FLASH资源消耗和BOOT程序的开发难度。(3)由于本技术基于单片机的ISP串口，可以方便的扩展到RS232、RS485等本地升级或以太网、GPRS等远程升级，适用性较强。本技术提出基于单片机ISP实现IAP程序升级的电路，具备硬件完全自动实现ISP使能和复位重启的功能，用户不需要了解ISP控制方式，与普通IAP升级过程完全一样，简单易操作，同时不需要开发BOOT程序，大大减小了FLASH资源消耗和BOOT程序的开发难度，具有较强的适用性。附图说明图1是本技术的结构示意图。附图符号说明：1.ISP暂态使能电路；11.ISP电平适配电路；2.单片机；21.通信串口引脚；3.定时长复位电路。具体实施方式下面结合附图和实施例对可本技术做进一步说明，以使本技术所属
的技术人员能够容易实施本技术。实施例1：如图1所示，本技术设有硬件电路包括单片机2、ISP暂态使能电路1和定时长复位电路3，单片机2具备ISP引脚、RESET复位引脚、2个通用IO引脚为GPIO1和GPIO2外围电路控制引脚、通信串口引脚21，通信串口引脚21包括TX和RX串口通讯引脚；ISP暂态使能电路1包含电容C1、电阻R1和ISP电平适配电路11；定时长复位电路3包含看门狗U2和复位时间设置电阻R2。2个通用IO引脚GPIO1、GPIO2分别用于连接ISP暂态使能和定时长复位电路中看门狗定时喂狗。单片机2具有上电启动时通过专用ISP引脚的高电平或低电平状态进入ISP使能的功能，当ISP高电平使能时，ISP电平适配电路11无需器件，直接连接，当ISP低电平使能时，ISP电平适配电路中11增加反相器。ISP暂态使能电路1中储能电容C1为uF级电容，能够保持10毫秒以上电平阈值，确保单片机2复位后ISP引脚使能进入ISP状态，放电电阻R1与C1串联成放电回路，确保ISP引脚在单片机启动后快速恢复至禁止状态。单片机2应用程序运行时，通过GPIO2引脚定时喂狗，若U2超时未接收到喂狗信号，通过拉底RESET引脚复位单片机2，芯片设置的时间间隔由电阻R2的阻值确认，此值大于单片机2中的喂狗时间间隔并和单片机ISP升级所需时间。单片机2软件程序包括串口指令处理程序、ISP使能控制程序和复位程序。设备正常运行时，上位机通过串口下发程序升级指令，ISP使能控制程序设置GPIO1引脚输出高电平，给电容C1充电至少1秒，电平稳定后复位程序软件复位单片机2，复位时刻ISP引脚因电容C1充电保持在使能状态，单片机2进入ISP状态。单片机2出厂的ISP串口设计为与外部设备互联互通，单片机2进入ISP状态后，上位机使用该ISP串口升级协议升级程序。ISP程序升级完成后，单片机2仍处于ISP状态，直到定时长复位电路中看门狗超时后复位单片机2，单片机2重启后出于正常运行状态。单片机2与外部设备互通的串口应使用具有ISP功能的串口，不应使用普通串口，该串口可直接对外输出TTL电平，上位机通过TTL串口升级程序，也可以实现RS232、RS485、M-Bus等有线方式或红外本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于单片机ISP实现IAP程序升级的电路，其特征是，设有单片机、ISP暂态使能电路和定时长复位电路，所述单片机分别与所述ISP暂态使能电路和定时长复位电路连接，所述单片机内部设有FLASH区，所述FLASH区存放固件程序，所述ISP暂态使能电路驱动所述单片机重新启动进入ISP状态，升级所述FLASH区固件程序，所述定时长复位电路硬件复位所述单片机，正常运行所述FLASH区固件程序。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于单片机ISP实现IAP程序升级的电路，其特征是，设有单片机、ISP暂态使能电路和定时长复位电路，所述单片机分别与所述ISP暂态使能电路和定时长复位电路连接，所述单片机内部设有FLASH区，所述FLASH区存放固件程序，所述ISP暂态使能电路驱动所述单片机重新启动进入ISP状态，升级所述FLASH区固件程序，所述定时长复位电路硬件复位所述单片机，正常运行所述FLASH区固件程序。


2.根据权利要求1所述基于单片机ISP实现IAP程序升级的电路，其特征在于，所述单片机设有ISP引脚、RESET复位引脚、串口通讯引脚、和通用IO引脚，所述通用IO引脚设有GPIO1引脚和GPIO2引脚，所述通用IO引脚分别连接所述ISP暂态使能电路和所述定时长复位电路，所述GPIO1引脚和GPIO2引脚分别用于连接所述ISP暂态使能电路和所述定时长复位电路，所述ISP暂态使能电路设有ISP电平适配电路，程序升级指令通过GPIO1引脚驱动单片机，运行单片机内部固化的ISP程序从通讯串口下载固件...

【专利技术属性】
技术研发人员：付涛，王晓春，毕勇冠，
申请(专利权)人：威海市天罡仪表股份有限公司，
类型：新型
国别省市：山东;37