STC單片機(jī)的下載協(xié)議

   關(guān)于STC的下載在Linux平臺下面一直是一個老大難的問題。我最近一段時間去ourdev網(wǎng)站，和數(shù)碼之家，包括有一些熱心人的協(xié)助。以及一些前人開發(fā)的開源軟件，類似gSTC-ISP之類的軟件。才讓我完全的搞懂了STC的ISP協(xié)議。

本文以GPL v3條款發(fā)布。但是切勿胡亂傳播。影響宏晶的利益。這個逆向工程做的并不妥當(dāng)。望宏晶包涵，畢竟你并未公開協(xié)議。導(dǎo)致我們使用Linux的人痛苦不堪。

現(xiàn)在先放出用Gambas寫的兩個ISP軟件。分別對應(yīng)89系列和12系列。15系列正在分析。別的系列因?yàn)椴怀Ｓ脮簾o協(xié)議。

SerialPort  kSTC89-ISP

那么呢，我就先從STC89系列的講起。大同小異的。

STC89系列的單片機(jī)在上電的時候會執(zhí)行在ISP FLASH的ISP程序。只要在串口上收到連續(xù)的0x7f，便會進(jìn)入ISP模式。老姚選擇 0x7f的理由是里面沒有連續(xù)的低電平。這樣的話就可以讓單片機(jī)來調(diào)整自身UART的時鐘到計算機(jī)的時鐘，讓波特率同步。但是若頻率太高，則測不準(zhǔn)。所以啟動波特率要控制在9600以下為宜。

而且均有時間限制。如果不在超時時間內(nèi)連接MCU。MCU會自動斷開，跑用戶程序。這就是為什么某些芯片，類似PL2303打開關(guān)閉速度慢的芯片下載容易出問題的原因。

切入正題：

STC的數(shù)據(jù)包格式為：

包頭 2BYTE+標(biāo)識 2BYTE +長度 1BYTE +包類型1 BYTE+數(shù)據(jù) nnBYTE+校驗(yàn)碼 1BYTE+包尾1BYTE。

包頭固定0×46,0xb9.(但是在信息幀中不包含包頭

標(biāo)識來自單片機(jī)的是68 00

而來自計算機(jī)的是6A 00

包尾固定0×16.

至于我這里捕獲的標(biāo)識，在89系列里大概有

0×00 ——信息（注意，這里沒有包頭）

0×00 ——數(shù)據(jù)（這個是切換波特率以后的

0x8F ——新波特率實(shí)驗(yàn)

0x8E ——波特率正式更改

0×84 ——擦除芯片

0×80 ——校驗(yàn)返回

0x8D ——設(shè)置選項(xiàng)并且結(jié)束編程

0×80 ——（結(jié)束時，上位機(jī)）結(jié)束編程，通知MCU復(fù)位。

0×80 ——暫時未知（交互中的，不影響下載）

通訊的交互過程

PC =》開啟0x7f MCU

MCU=》信息 PC

PC=》計算重載值，波特率測試 MCU（發(fā)送完立馬要切換波特率到計算值） MCU

MCU =》確認(rèn)波特率測試 =》PC

PC=》（切換回原波特率）波特率正式改變 MCU

MCU =》（切換到計算值）確認(rèn)

PC=》未知

MCU=》確認(rèn)

PC=》擦除

MCU =》 確認(rèn)

PC=》寫入數(shù)據(jù)包

MCU =》確認(rèn)

PC =》設(shè)置選項(xiàng)

MCU =》確認(rèn)

PC=》退出編程

MCU =》返回。

校驗(yàn)和的算法就是除了包頭，包尾，校驗(yàn)和，其他統(tǒng)統(tǒng)加起來，取低八位（STC89）或者低16位（STC12）。

—————————–大致的通訊過程如上，現(xiàn)在從信息幀講起—————————-

信息幀是類似這個的信息（注意，沒有包頭）：

68 00 3B 00 14 DA 14 DA 14 DA 14 DA 14 DA 14 DA 14 DA 14 DA 43 43 FD F0 02 82 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 0A 16

其中數(shù)據(jù)部分的Byte 4 ~ 19均為測量PC的脈寬，而按照脈寬計算CPU的速度的公式為：

fOSC=脈寬 *波特率 * 12 /7，依次可以計算出MCU可以用的最高波特率。

后面的0×43 0×43代表MCU固件是4.3C.

緊跟的0xFD代表選項(xiàng)信息：

x x x x x x x x
8 7 6 5 4 3 2 1
3=需要短接P1.0/P1.1 才能下載 1=關(guān)閉,0=開啟
6=ALE腳,0=P4.5,1=ALE
8=停止看門狗,1=復(fù)位關(guān),0=停電關(guān)
7=允許訪問內(nèi)部AUX RAM,1=允許,0=不允許
4=下次下載擦DATAFLASH,0=開,1=管
5=時鐘增益,1=高,0=低
1=時鐘倍速,1=12T,0=6T

然后，PC需要計算出MCU最高可用波特率。但是這里STC89系列比較的奇怪。因?yàn)樵?1.0592M的晶振下，居然能跑到115200的波特率。但是用傳統(tǒng)公式計算。最多就57600.
似乎是倍頻再倍頻，也就是原來是/16的現(xiàn)在/8了。實(shí)在是奇怪。

PUBLIC FUNCTION Calculate_load(Baud AS Integer, Crystal AS Long) AS String
  'Crystal以HZ計單位
  '12T函數(shù)
  DIM reload AS Byte
  DIM Baud0 AS Integer
  DIM v AS Long
  '使用12T模式，加倍STC超級波特率
  v = Baud * 32
  reload = Int(256 - (crystal / v) + 0.5)
  baud0 = ((crystal / 2) / (256 - reload) / 16)
  TRY calc_error = Abs((Baud / baud0) - 1) * 10000
  RETURN Chr(reload)
END

看起來這個玩意的實(shí)現(xiàn)應(yīng)該是*軟件模擬的。但是具體的實(shí)現(xiàn)的話。我還是不清楚。畢竟現(xiàn)在老姚學(xué)聰明了。MOVC讀FLASH以外的地方均會導(dǎo)致復(fù)位……所以具體實(shí)現(xiàn)方式實(shí)在弄不清楚。

波特率實(shí)驗(yàn)幀的數(shù)據(jù)部分是

FF 重載值 00 00 06 等待回應(yīng)值 ISP定時常數(shù)

重載值的上面已經(jīng)貼出GAMBAS的計算方式。對于PL2303芯片這種打開和關(guān)閉速度比較慢的串口，等待回應(yīng)值我喜歡用0xE0。因?yàn)榭梢栽诒容^快的速度下不出錯。ISP定時常數(shù)推薦使用0×81。我測試到50M的外部時鐘都不出問題。

然后PC必須在規(guī)定的時間內(nèi)切換到新的波特率上，等待MCU的回應(yīng)。

MCU的回應(yīng)PC的幀一模一樣，只是標(biāo)識和校驗(yàn)和有差別。

然后再次重復(fù)。只不過不發(fā)送ISP定時值。

接著一番交互以后：

這一段代碼似乎是固定的。

PC就會向MCU發(fā)送擦除命令。很簡單，直接順序發(fā)出去即可：

然后接受到MCU的回應(yīng)后。發(fā)送ROM數(shù)據(jù)包：

ROM數(shù)據(jù)包的格式很簡單

0×00(標(biāo)識)+0×00 0×00(填充) +高八位地址+低八位地址+0×00+長度（一般固定0×80，后面填充就OK了）+數(shù)據(jù)

然后MCU的回應(yīng)也比較簡單：

0×80是標(biāo)識。

至于0×79就是寫入的時候返回的校驗(yàn)和了。算法就是把上一次發(fā)送的數(shù)據(jù)部分用一次加法校驗(yàn)和。

循環(huán)到終點(diǎn)，就發(fā)送設(shè)置選項(xiàng)命令：

其中的0xFD君就是選項(xiàng)信息了。參見信息幀的介紹章。

等待MCU回應(yīng)后，發(fā)送退出幀讓MCU復(fù)位。執(zhí)行用戶程序。

STC89系列的先介紹到這里。