關于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網站,和數碼之家,包括有一些熱心人的協助。以及一些前人開發的開源軟件,類似gSTC-ISP之類的軟件。才讓我完全的搞懂了STC的ISP協議。
本文以GPL v3條款發布。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。望宏晶包涵,畢竟你并未公開協議。導致我們使用Linux的人痛苦不堪。
現在先放出用Gambas寫的兩個ISP軟件。分別對應89系列和12系列。15系列正在分析。別的系列因為不常用暫無協議。
那么呢,我就先從STC89系列的講起。大同小異的。
STC89系列的單片機在上電的時候會執行在ISP FLASH的ISP程序。只要在串口上收到連續的0x7f,便會進入ISP模式。老姚選擇 0x7f的理由是里面沒有連續的低電平。這樣的話就可以讓單片機來調整自身UART的時鐘到計算機的時鐘,讓波特率同步。但是若頻率太高,則測不準。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打開關閉速度慢的芯片下載容易出問題的原因。
切入正題:
STC的數據包格式為:
包頭 2BYTE+標識 2BYTE +長度 1BYTE +包類型1 BYTE+數據 nnBYTE+校驗碼 1BYTE+包尾1BYTE。
包頭固定0×46,0xb9.(但是在信息幀中不包含包頭
標識來自單片機的是68 00
而來自計算機的是6A 00
包尾固定0×16.
至于我這里捕獲的標識,在89系列里大概有
0×00 ——信息(注意,這里沒有包頭)
0×00 ——數據(這個是切換波特率以后的
0x8F ——新波特率實驗
0x8E ——波特率正式更改
0×84 ——擦除芯片
0×80 ——校驗返回
0x8D ——設置選項并且結束編程
0×80 ——(結束時,上位機)結束編程,通知MCU復位。
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(發送完立馬要切換波特率到計算值) MCU
MCU =》確認波特率測試 =》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
PC=》未知
MCU=》確認
PC=》擦除
MCU =》 確認
PC=》寫入數據包
MCU =》確認
PC =》設置選項
MCU =》確認
PC=》退出編程
MCU =》返回。
校驗和的算法就是除了包頭,包尾,校驗和,其他統統加起來,取低八位(STC89)或者低16位(STC12)。
—————————–大致的通訊過程如上,現在從信息幀講起—————————-
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
其中數據部分的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=關閉,0=開啟
6=ALE腳,0=P4.5,1=ALE
8=停止看門狗,1=復位關,0=停電關
7=允許訪問內部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。因為在11.0592M的晶振下,居然能跑到115200的波特率。但是用傳統公式計算。最多就57600.
似乎是倍頻再倍頻,也就是原來是/16的現在/8了。實在是奇怪。
PUBLIC FUNCTION Calculate_load(Baud AS Integer, Crystal AS Long) AS String 'Crystal以HZ計單位 '12T函數 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現應該是*軟件模擬的。但是具體的實現的話。我還是不清楚。畢竟現在老姚學聰明了。MOVC讀FLASH以外的地方均會導致復位……所以具體實現方式實在弄不清楚。
波特率實驗幀的數據部分是
FF 重載值 00 00 06 等待回應值 ISP定時常數
重載值的上面已經貼出GAMBAS的計算方式。對于PL2303芯片這種打開和關閉速度比較慢的串口,等待回應值我喜歡用0xE0。因為可以在比較快的速度下不出錯。ISP定時常數推薦使用0×81。我測試到50M的外部時鐘都不出問題。
然后PC必須在規定的時間內切換到新的波特率上,等待MCU的回應。
MCU的回應PC的幀一模一樣,只是標識和校驗和有差別。
然后再次重復。只不過不發送ISP定時值。
接著一番交互以后:
1 |
Sent: 46 B9 6A 00 0C 80 02 00 36 01 F0 02 21 16 |
2 |
recv: 46 B9 68 00 06 80 EE 16 |
這一段代碼似乎是固定的。
PC就會向MCU發送擦除命令。很簡單,直接順序發出去即可:
1 |
46 B9 6A 00 0D 84 02 33 33 33 33 33 33 2F 16 |
然后接受到MCU的回應后。發送ROM數據包:
ROM數據包的格式很簡單
0×00(標識)+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)+數據
然后MCU的回應也比較簡單:
1 |
46 B9 68 00 07 80 79 68 16 |
0×80是標識。
至于0×79就是寫入的時候返回的校驗和了。算法就是把上一次發送的數據部分用一次加法校驗和。
循環到終點,就發送設置選項命令:
1 |
46 B9 6A 00 0A 8D FD FF F4 FF F0 16 |
其中的0xFD君就是選項信息了。參見信息幀的介紹章。
等待MCU回應后,發送退出幀讓MCU復位。執行用戶程序。
STC89系列的先介紹到這里。