MC68HC908GP32 MCU的Flash存儲器在線編程技術(shù)

存儲器技術(shù)的發(fā)展對計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展起到了極大的推動作用。理想的存儲器應(yīng)該具備存取速度快、不易失、存儲密度高、價格低等特點(diǎn)。一般的存儲器具有這些特點(diǎn)中的一個或幾個。

近幾年Flash存儲器（閃速存儲器）技術(shù)趨于成熟，是目前比較理想的存儲器。閃速存儲器具有電可擦除、無需后備電源來保護(hù)數(shù)據(jù)、可在線編程、存儲密度高、低功耗、成本較低等特點(diǎn)。而這些特點(diǎn)，正式單片機(jī)所期望的，但早期引入片內(nèi)Flash技術(shù)的單片機(jī)，在可靠性和穩(wěn)定性方面仍有一些不足。隨著Flash技術(shù)的成熟，目前，許多單片機(jī)內(nèi)部集成了Flash存儲器。Motorola公司在Flash技術(shù)相當(dāng)成熟的時候推出了片內(nèi)集成Flash存儲器的8位單片機(jī)，該單片機(jī)的Flash存儲器具有以下特點(diǎn)：

1、編程速度快及可靠性高

Motorola M68HC08系列單片機(jī)的片內(nèi)Flash的整體擦除時間可以控制在5ms以內(nèi)，對單字節(jié)的編程時間在40ns以內(nèi)。片內(nèi)Flash的存儲數(shù)據(jù)可以保持10年以上，可擦寫次數(shù)在1萬次以上。

2、單一電源電壓供電

一般的Flash存儲器，在正常的只讀情況下，只需要用戶為其提供普通的工作電壓即可，而要對其寫入(編程)，則需要同時提供高于正常工作電壓的編程電壓。但是，Motorola M68HC08系列單片機(jī)通過在片內(nèi)集成電荷泵，可由單一工作電壓在片內(nèi)產(chǎn)生出編程電壓。這樣，可實(shí)現(xiàn)單一電源供電的在線編程，而不需要為Flash的編程在目標(biāo)板上增加多余的硬件模塊。正因為Flash的讀寫電壓要求不同，一些公司的內(nèi)置Flash存儲器便放棄了在線擦除寫入功能，而僅有通過編程器的寫入功能。

3、支持在線編程

Motorola M68HC08系列單片機(jī)的片內(nèi)Flash支持在線編程（In-Circuit Program），允許單片機(jī)內(nèi)部運(yùn)行的程序去改寫Flash存儲器內(nèi)容，這樣可以代替外部電可擦除存儲芯片，減少外圍部件，增加了嵌入式系統(tǒng)開發(fā)的方便性。
基于這些特點(diǎn)，掌握Motorola M68HC08系列單片機(jī)的Flash存儲器的編程技術(shù)，充分利用Motorola M68HC08系列單片機(jī)Flash存儲器的功能，對基于Motorola M68HC08系列單片機(jī)的嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)是十分必要的。但是，與一般程序相比，F(xiàn)lash存儲器的編程技術(shù)相對比較復(fù)雜，有一些特殊之處，本文在實(shí)際應(yīng)用基礎(chǔ)上，總結(jié)Motorola的 MC68HC908GP32單片機(jī)的Flash在線編程方法，給出編程實(shí)例，分析其中的技術(shù)難點(diǎn)。

二、MC68HC908GP32閃速存儲器在線編程要點(diǎn)

1、閃速存儲器的編程寄存器與編程步驟概述

在MC68HC908GP32單片機(jī)中，與Flash編程有關(guān)的寄存器有2個，它們是Flash控制寄存器（FLCR）和Flash塊保護(hù)寄存器（FLBPR）。FLCR 高4位未定義，低4位分別為HVEN位-高壓允許位（High-Voltage Enable Bit）、MASS位-整體擦除控制位（Mass -Erase Control Bit）、ERASE位-擦除控制位（Erase Control Bit）、PGM位-編程（寫入）控制位（Program Control Bit）。FLBPR的內(nèi)容為Flash保護(hù)區(qū)域的起始地址的14～7位,保護(hù)區(qū)域的起始地址的最高位始終為1，而保護(hù)區(qū)域的起始地址的低7位(位6～0)始終為0。這兩個寄存器的具體含義與用法，在參考文獻(xiàn)[1]～[3]均可查到。

在M68HC08系列單片機(jī)中，對Flash進(jìn)行擦除或?qū)懭氩僮餍枰裱欢ǖ臅r序和步驟。對于整個M68HC908系列的各個型號，這些步驟是一樣的，但時序要求可能略有不同，針對具體型號的Flash進(jìn)行編程時應(yīng)參考相應(yīng)的芯片手冊。同時需要注意的是，一些型號的監(jiān)控ROM內(nèi)含有Flash編程子程序，用戶可直接調(diào)用，例如MC68HC908JL3，有的型號則沒有，例如MC68HC908GP32，這種情況需自行編制子程序。這里以MC68HC908GP32的擦除一頁(128B)Flash為例說明基本操作過程。步驟如下：

⑴ $2→FLCR(1→ERASE位，0→MASS位):進(jìn)行頁面擦除；

⑵ 讀Flash塊保護(hù)寄存器FLBPR；

⑶ 向被擦除的Flash頁內(nèi)任意一個地址寫入任意值，為方便起見，一般向待擦除頁首地址寫入0；

⑷ 延時tnvs(>10μs)，；

⑸ $A→FLCR(1→HVEN位)；

⑹ 延時terase(>1ms)；

⑺ $8→FLCR(0→ERASE位)；

⑻ 延時tnvh(>5μs)；

⑼ $0→FLCR(0→HVEN位)；

⑽ 延時trcv(>1μs)，完成一頁的擦除操作。

另外，F(xiàn)lash編程的基本操作還有“整體擦除操作"、“寫入(編程)操作"。整體擦除操作用于擦除GP32的整個Flash區(qū)域， 寫入(編程)操作用于以行(64字節(jié))為單位對擦除過的Flash區(qū)域進(jìn)行寫入。鑒于Flash編程的兩個寄存器的具體含義與用法及基本編程步驟在參考文獻(xiàn)[1]～[3]均可查到，限于篇幅，本文略。下面給出可供讀者直接使用的MC68HC908GP32的Flash存儲器編程子程序。