ATmega128 Bootloader设计与Xmodem协议解析

"这篇文章主要介绍了ATMEGA128微控制器的bootloader设计与实现，特别是结合了ICC编译环境的使用。ATMEGA128具有内置的Bootloader支持，允许用户通过In-System Programming (ISP)进行程序的自编程更新。文中详细解释了bootloader的功能、IAP（In-Application Programming）的概念，以及如何利用Xmodem通信协议通过RS232接口进行远程更新。" 在深入讲解之前，先了解一下ATMEGA128的基本特性。ATMEGA128是一款基于AVR微控制器架构的芯片，拥有128KB的闪存程序存储器和一系列外设接口，如USART，这使得它非常适合于需要现场编程和更新的嵌入式应用。 Bootloader程序是嵌入在MCU的非易失性存储器中的一小段代码，它的主要任务是在系统启动时执行，为用户提供一个途径来更新或替换主应用程序。在ATMEGA128中，bootloader支持ISPBYP（In-System Programming by On-chip Boot Program）功能，允许在不使用外部编程设备的情况下，通过特定的通信接口进行程序的更新。 IAP（In-Application Programming）是一种技术，允许MCU在运行中更新自身的程序代码，而无需外部编程器。Bootloader程序是实现IAP的核心，它通常驻留在Flash的特定区域，负责接收和验证通过通信接口传输的数据，并将其写入到用户应用程序的存储空间。 在本文给出的示例中，bootloader使用了ATMEGA128的USART（通用同步/异步收发传输器）接口，构建了一个简单的RS232三线通信链路，用于与PC进行交互。RS232是一种常见的串行通信标准，用于连接计算机和其他设备。Xmodem协议则是RS232通信中的一种文件传输协议，它以128字节为单位传输数据，并且每传一个块都会计算校验和以检查数据完整性。 Xmodem协议的工作流程如下： 1. 发送方将128字节的数据分块并附加一个奇偶校验字节。 2. 接收方接收到数据块后计算校验和并与发送方的校验和比较。 3. 如果校验和匹配，接收方发送一个确认字节；否则，请求重新发送该块。 4. 发送方收到确认后，继续发送下一个数据块。 Bootloader程序的设计考虑了代码的可读性和可移植性，采用C语言与AVR汇编混合编程的方式。完成用户程序的更新后，bootloader会跳转到用户程序的入口地址，从而开始执行用户代码。 ATMEGA128的bootloader设计涉及了ISP、IAP、USART通信、Xmodem协议等多个方面，是实现MCU远程固件更新的关键组件。通过理解这些知识点，开发者可以创建自己的bootloader，以满足特定项目的需求，实现高效、可靠的程序更新机制。