AVR-atmega16 BOOTLoader 程序

本程序参照马潮mega128的编写。可支持485或232接口。变异软件ICCAVR，上位机软件应用超级终端或avrubd等，Xmodem，9600,8,1，n

#include

#include

#include

#define SPM_PAGESIZE 128     //M16的一个Flash页为128字节(64字),共128页 

#define BAUD 9600            //波特率采用9600bps 

#define CRYSTAL 14745600     //系统时钟 ?? M Hz

//计算和定义M16的波特率设置参数

#define BAUD_SETTING (unsigned char)((unsigned long)CRYSTAL/(16*(unsigned long)BAUD)-1)

#define BAUD_H (unsigned char)(BAUD_SETTING>>8)

#define BAUD_L (unsigned char)BAUD_SETTING

//定义Xmoden控制字符

#define XMODEM_NUL 0x00

#define XMODEM_SOH 0x01

#define XMODEM_STX 0x02

#define XMODEM_EOT 0x04

#define XMODEM_ACK 0x06

#define XMODEM_NAK 0x15

#define XMODEM_CAN 0x18

#define XMODEM_EOF 0x1A

#define XMODEM_RECIEVING_WAIT_CHAR 'C'

//定义接收缓冲区长度

#define DATA_BUFFER_SIZE SPM_PAGESIZE

//485使能

#define    USART_TX_ENABLE() {asm("sbi 0x12,2"); asm("nop");}  //485发送使能 D口 pin2

#define    USART_RX_ENABLE() {asm("cbi 0x12,2"); asm("nop");}  //485接收使能

//定义全局变量

const char startupString[]="\n\rType 'W' download, Others run application program.\n\r\0";

char data[DATA_BUFFER_SIZE];

unsigned int address = 0;

// //外部喂狗函数

// void Kick_Dog(void)

// {

    // asm("sbi 0x18,5");

    // asm("nop");

    // asm("nop");

    // asm("nop");

    // asm("nop");

    // asm("nop");

    // asm("cbi 0x18,5");

// }

//擦除(code=0x03)和写入(code=0x05)一个Flash页

void boot_page_ew(unsigned int p_address,char code)

{

    asm("mov r30,r16\n"

        "mov r31,r17\n");  //将页地址p_address放入Z（R31:R30）寄存器

    SPMCR = code;          //寄存器SPMCSR中为操作码

    asm("spm\n");          //对指定Flash页进行操作

}

//填充Flash缓冲页中的一个字

void boot_page_fill(unsigned int address,int data)

{

    asm("mov r30,r16\n"

        "mov r31,r17\n"  //Z寄存器中为填冲页内地址

        "mov r0,r18\n"

        "mov r1,r19\n"); //R1:R0 中为一个指令字

    SPMCR = 0x01;

    asm("spm\n");

}

//等待一个Flash页的写完成

void wait_page_rw_ok(void)

{

    while(SPMCR & 0x40)

    {

        while(SPMCR & 0x01);

        SPMCR = 0x11;

        asm("spm\n");

    }

}

//更新一个Flash页的完整处理

void write_one_page(void)

{

    int i;

    boot_page_ew(address,0x03);  //擦除一个Flash页

    wait_page_rw_ok();           //等待擦除完成

    for(i=0; i

    {

        boot_page_fill(i, ((int)data[i]+(((int)data[i+1])<<8)));

    }

    boot_page_ew(address,0x05); //将缓冲页数据写入一个Flash页

    wait_page_rw_ok();          //等待写入完成

}

//从串口发送一个字节

void uart_putchar(char c)

{

    while(!(UCSRA & 0x20));

    UDR = c;

}

//从串口接收一个字节

int uart_getchar(void)

{

    unsigned char status,res;

    if(!(UCSRA & 0x80)) return -1; //no data to be received

    status = UCSRA;

    res = UDR;

    if (status & 0x1c) return -1; // If error, return -1

    return res;

}

//等待从串口接收一个有效的字节

char uart_waitchar(void)

{

    int c;

    while((c = uart_getchar()) == -1);

    return (char)c;

}

//计算CRC

int calcrc(char *ptr, int count)

{

    int crc = 0;

    char i;

    while (--count >= 0)

    {

        crc = crc ^ (int) *ptr++ << 8;

        i = 8;

        do

        {

            if (crc & 0x8000)

            {

                crc = crc << 1 ^ 0x1021;

            }

            else

            {

                crc = crc << 1;

            }

        }

        while(--i);

    }

    return (crc);

}

//退出Bootloader程序，从0x0000处执行应用程序

void quit(void)

{

    USART_TX_ENABLE();

    uart_putchar(0x0d);

    uart_putchar(0x0a);

    uart_putchar('O');

    uart_putchar('K');

    uart_putchar(0x0d);

    uart_putchar(0x0a);

    while(!(UCSRA & 0x40)); //等待结束提示信息回送完成

    UCSRA |=0x40;

    USART_RX_ENABLE();

    MCUCR = 0x00;

GICR  = 0x00;

    asm("jmp 0x0000\n");     //跳转到Flash的0x0000处，执行用户的应用程序

}

// 端口初始化

void port_init(void)

{

    PORTA = 0x00;

    DDRA  = 0x00;

    PORTB = 0x00;

    DDRB  = 0x00;

    PORTC = 0x00; //m103 output only

    DDRC  = 0x00;

    PORTD = 0x00;

    DDRD  = 0x06;   //--pin3为485收发控制线------------------------------

}

//主程序

void main(void)

{

    int i = 0;

    char a ,b ;

    unsigned int timercount = 0;

    unsigned char packNO = 1;

    int bufferPoint = 0;

    unsigned int crc;

    //Kick_Dog(); //喂狗

    //初始化M16端口,确保端口状态确定

    port_init();

    //初始化M16的USART

    UCSRB = 0x00;

    UCSRA = 0x00;

    UCSRC = BIT(URSEL) | 0x06;

    UBRRH = BAUD_H;

    UBRRL = BAUD_L; //Set baud rate

    UCSRB = 0x18;   //Enable Receiver and Transmitter

    USART_RX_ENABLE(); //模块初始化为接收状态

    //初始化M16的T/C0

    //TIMER0 initialize - prescale:1024

// WGM: Normal

// desired value: 15mSec

// actual value: 14.976mSec (0.2%)

    TCCR0 = 0x00; //stop

    TCNT0 = 0x16; //set count

    OCR0  = 0xEA;  //set compare

    TCCR0 = 0x05; //start timer

    //Kick_Dog(); //喂狗

    //向PC机发送开始提示信息

    USART_TX_ENABLE();

    while(startupString[i] != '\0')

    {

        uart_putchar(startupString[i]);

        i++;

    }

    while(!(UCSRA & 0x40));

    UCSRA |=0x40;  //清位

    USART_RX_ENABLE();

    //Kick_Dog(); //喂狗

    //10秒种等待PC下发"W"，否则退出Bootloader程序，从0x0000处执行应用程序

    while(1)

    {

        //Kick_Dog(); //喂狗

        if((uart_getchar() == 'W')||(uart_getchar() == 'w')||(uart_getchar() == 'd')) // 'W'--‘w’-‘d’--------------------------------

        {

            break;

        }

        if (TIFR & 0x02) //timer0 over flow

        {

            if (++timercount > 667)

            {

                quit(); //667*15ms = 10s

            }

            TIFR = TIFR|0x02; //clear interrupt

        }

    }

    //每秒向PC机发送一个控制字符"C",等待控制字

    while(uart_getchar() != XMODEM_SOH) //receive the start of Xmodem

    {

        if(TIFR & 0x02) //timer0 over flow

        {

            //Kick_Dog(); //喂狗

            if(++timercount > 67) //wait about 1 second

            {

                USART_TX_ENABLE();

                uart_putchar(XMODEM_RECIEVING_WAIT_CHAR); //send a "C" , crc verify.

                while(!(UCSRA & 0x40));

                UCSRA |=0x40;

                USART_RX_ENABLE();

                timercount=0;

            }

            TIFR=TIFR | 0x02;

        }

    }

    //当接收到后，开始接收数据块

    do

    {

        //核对数据块编号正确

        if ((packNO == uart_waitchar()) && (packNO == (~uart_waitchar())))

        {

            //Kick_Dog(); //喂狗

            //接收128个字节数据

            for(i=0; i<128; i++)

            {

                data[bufferPoint]= uart_waitchar();

                bufferPoint++;

            }

            //接收2个字节的CRC效验字

            crc = (uart_waitchar()<<8);

            crc += uart_waitchar();

            //Kick_Dog(); //喂狗

            //CRC校验验证

            if(calcrc(&data[bufferPoint-128],128) == crc)  //正确接收128个字节数据  -----------------------

            {

                while(bufferPoint >= SPM_PAGESIZE)  //接收128个字节后，写入flash

                {

                    //Kick_Dog(); //喂狗

                    write_one_page();        //收到128字节写入一页Flash中

                    address += SPM_PAGESIZE; //Flash页加1

                    bufferPoint = 0;

                }

                USART_TX_ENABLE();

                uart_putchar(XMODEM_ACK); //send ack。正确收到一个数据块

                while(!(UCSRA & 0x40));

                UCSRA |=0x40;

                USART_RX_ENABLE();

                //Kick_Dog(); //喂狗

                packNO++;                 //数据块编号加1

            }

            else

            {

                USART_TX_ENABLE();

                uart_putchar(XMODEM_NAK); //要求重发数据块

                while(!(UCSRA & 0x40));

                UCSRA |=0x40;

                USART_RX_ENABLE();

            }

        }

        else

        {

            USART_TX_ENABLE();

            uart_putchar(XMODEM_NAK);     //要求重发数据块

            while(!(UCSRA & 0x40));

            UCSRA |=0x40;

            USART_RX_ENABLE();

        }

    }

    while(uart_waitchar() != XMODEM_EOT);  //循环接收，直到全部发完

    //通知PC机全部收到

    USART_TX_ENABLE();

    uart_putchar(XMODEM_ACK);

    while(!(UCSRA & 0x40));

    UCSRA |=0x40;

    USART_RX_ENABLE();

    //Kick_Dog(); //喂狗

    //把剩余的数据写入Flash中

    if(bufferPoint) write_one_page();

    //退出Bootloader程序,从0x0000处执行应用程序

    quit();

}