基于電話線的系統(tǒng)遠程升級方案

　　隨著片內(nèi) FLASH ROM 在MCU領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，ISP（In-system programmable）器件發(fā)展廣泛，而受益于該技術(shù)，大量單片機系統(tǒng)在正常工作電壓下，能實現(xiàn)軟件更新程序存儲空間，從而對系統(tǒng)進行升級地功能。智能儀表應(yīng)用量的增加以及技術(shù)的進步，使得人們不斷尋找操作人員不到現(xiàn)場就能升級智能儀表的方案。

　　目前大多數(shù)單片機系統(tǒng)智能儀器的遠程升級解決方案，需要通過因特網(wǎng)和PC來實現(xiàn)，因特網(wǎng)傳輸數(shù)據(jù)，PC的串口作為燒錄程序ISP的媒介，這種方案，相對而言，實現(xiàn)成本高，占地大。由于單片機智能儀器運行代碼的數(shù)據(jù)量不大，并不一定需要通過因特網(wǎng)來進行數(shù)據(jù)傳輸。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的大批量儀器需要經(jīng)常進行升級時，這種應(yīng)用不具優(yōu)勢。

　　考慮如上因素，如果經(jīng)由固定電話線網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)，單片機接收數(shù)據(jù)后，執(zhí)行ISP自我更新功能步驟，遠程升級系統(tǒng)就可以得到簡化。智能儀表只需要包含電話線接口及單片機系統(tǒng)，就能完成遠程升級的全部硬件架構(gòu)，系統(tǒng)成本就能大幅下降。華邦新推出的8位MCU W925EP01在功能上能完全支持這種應(yīng)用，僅MCU + Memory就能構(gòu)成完整的運行系統(tǒng)的廉價解決方案，為大批量的遠程升級系統(tǒng)提供了廣闊前景。

　　W925EP01介紹

　　W925EP01是一款內(nèi)核為標準8051，兼容所有的 8051指令，并集成了所有來話顯示（CID）傳送及接收所需要的硬件功能的8位的單片機。內(nèi)含64KB具有ISP功能的Flash EPROM （APROM），用于存儲裝載程序的4KB輔助Flash EPROM （LDROM）?？赏鈹U64KB程序空間，總共APROM （00000H~0FFFFH）和外擴ROM （10000H ~ 1FFFFH），用戶可通過P5， P6， P7， A16和使用MOVC指令使用片外存儲空間，及片外數(shù)據(jù)存儲器。功耗低，省電模式下運行電流約為50uA，最低工作電流甚至可小于1uA。

　　所有的內(nèi)建特性如下所示。

　　●CPU：內(nèi)核與 8051系列相容的8位機。

　　●uC部份： 工作電壓可選擇范圍2.4V至5.5V工作。ISP工作電壓從3.3至5.5V。

　　●CID部分： CID接收 3.0 到 5.5V。

　　● 雙時鐘工作模式： 主振4MHz/8MHz時鐘主要用在CID及DTMF功能。內(nèi)建有一RC振蕩電路，常用于省電模式下。輔振32768Hz時鐘。主振和輔振都可由個別位來控制，達到起振或停止。

　　●I/O口： 64個 I/O 管腳。

　　● 電源模式： 一般模式；雙時鐘模式下輔振運行；閑置模式；停止模式：芯片所有動作都停止，此時功耗可低于1uA。

　　● 計數(shù)器： 2個 13/16-位計數(shù)器Timer0 ＆ 定時器1，或8-位可自動重載的計數(shù)器。

　　● 看門狗計數(shù)器（WDT）： WDT可被規(guī)劃為系統(tǒng)的監(jiān)測器。

　　● 中斷： 總共 12 個中斷源，可被分為兩階的優(yōu)先級。

　　●分頻器： 13/14 -位分頻器， 時鐘來源為輔振， 所以每0.25或0.5秒會設(shè)置DIVF標志。

　　● 比較器： 由VNEG管腳輸入模擬信號，由VPOS管腳輸入?yún)⒖茧妷骸?/p>

　　●串行口： 串口0： 一個全雙工串行口（UART）。串口1：一個8位結(jié)構(gòu)的串行口，經(jīng)由SCLK & SDATA可收可發(fā)。

　　● CID規(guī)格兼容的協(xié)議有Bellcore TR-NWT-000030 & SR-TSV-002476，British Telecom（BT） SIN227， U.K. Cable Communication Association （CCA） specification。

　　FSK 調(diào)制/解調(diào)器：兼容于1200波特率 的Bell 202 and ITU-T V.23 FSK 協(xié)議。

　　CAS產(chǎn)生/檢知器：兼容于 dual tones of Bellcore CAS and BT Idle State and Loop State Dual Tone Alert Signal （DTAS）。

　　DTMF產(chǎn)生器/接收器： DTMF接收器還可以被程序化為音頻檢知器（tone detector）。

　　Ring檢知器：可檢知line reversal for BT， ring burst for CCA 或 ring signal for Bellcore。

　　兩個獨立的OP 運放，可以調(diào)整其放大倍率。

　　W925EP01實現(xiàn)遠程升級的原理

　　遠程升級系統(tǒng)構(gòu)

　　架遠程升級整個系統(tǒng)包括主控端和終端，主控端負責(zé)發(fā)送數(shù)據(jù)；終端在接收數(shù)據(jù)后，通過ISP的方式自我更新程序存儲空間。主控端由 W925EP01/W925E240/W925E625 搭建的系統(tǒng)，或其他帶有CID發(fā)送的系統(tǒng)來完成。終端由W925EP01搭建。主控端和終端之間的通訊僅通過電話線完成，整個系統(tǒng)構(gòu)架如下：

　　基于W925EP01的終端系統(tǒng)構(gòu)架

　　終端僅需要MCU+ Memory的架構(gòu)，外部搭建簡易的CID放大電路，就可以實現(xiàn)整個遠程升級系統(tǒng)的運行。

　　如下圖所示，MCU W925EP01的P5和P6作為地址總線，P7作為數(shù)據(jù)總線與外部RAM相連接，其余的P0至P4口與之前的W925全系列兼容。

　　遠程升級系統(tǒng)工作流程

　　主控端呼叫終端后，通過用戶自定義的握手協(xié)議（Handshake Protocol）檢驗通訊是否連接，確認連接后，主控端發(fā)送升級程序的代碼，終端接收，代碼發(fā)送完畢且終端檢驗接收成功后，終端掛斷與主控端的連接，進行ISP自我更新動作。

　　遠程升級時主控端工作流程

　　需要遠程升級時，主控端向終端發(fā)送更新命令，等待終端接收并回傳允許發(fā)送信號，通過FSK發(fā)送終端更新程序的代碼。

　　遠程升級時終端工作流程

　　定義：W925EP01運行正常程序存儲空間所在區(qū)域為APROM，運行ISP更新程序的程序存儲空間為LDROM。

　　正常工作狀態(tài)時，APROM運行工作程序。當(dāng)有CID信號到來時，W925EP01首先檢測是否為主控端發(fā)送的ISP升級命令（STEP 1），確認是后W925EP01轉(zhuǎn)跳到LDROM區(qū)域運行（STEP 2），然后檢測通訊是否成功連接，確認連接后，LDROM接收FSK數(shù)據(jù)，并將存儲到片外的數(shù)據(jù)存儲空間（STEP 3），檢驗數(shù)據(jù)接收和存儲正確后，掛斷與主控端的連接，將片外數(shù)據(jù)存儲空間內(nèi)的數(shù)據(jù)寫入APROM中（STEP 4），燒寫代碼完成，W925EP01轉(zhuǎn)跳回APROM工作，終端ISP自我更新工作完成。示圖如下。

　　本文小結(jié)

　　應(yīng)用W925EP01構(gòu)建的基于固定電話線的系統(tǒng)遠程升級方案，升級流程控制簡易，且成本遠低于其他遠程升級方案，適用于大批量的遠程升級系統(tǒng)。作為一種廉價的解決方案，用于小區(qū)安防，家校通等各種基于固定電話線網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)，極具市場競爭力。