AVR BootLoader工作原理及C语言实现

"这篇文章主要介绍了AVR BootLoader的工作原理、设计思想和一个具体的BootLoader程序实例，特别是如何通过Xmodem协议和RS232接口更新用户应用程序。" AVR BootLoader是微控制器ATmega128的一个特性，它允许在系统编程（In-System Programming, ISP），即在不脱离应用环境的情况下更新MCU的程序代码。这种功能是通过读/写同时进行的“Read-While-Write”机制实现的，使得MCU能够自动下载并更新自身的程序。BootLoader程序是实现这一功能的核心，它通常驻留在Flash的一个特定区域，该区域的大小可以通过芯片的熔丝位设置，并且可以设置不同的锁定位来保护。 IAP（In-Application Programming）是指在应用运行期间，通过BootLoader更新用户应用程序的能力。BootLoader程序设计的灵活性很高，它可以通过各种数据接口和通信协议来接收和写入代码。在AVR BootLoader的设计中，可能包括以下步骤： 1. 采用USART口与PC进行RS232通信：在ATmega128的例子中，BootLoader使用USART（通用同步/异步收发传输器）接口实现与PC的简单RS232三线通信，这是一种串行通信方式。 2. 使用Xmodem协议进行数据交换：Xmodem协议是一种常见的文件传输协议，它以128字节的块为单位进行数据传输，并且每个块都有一个校验和用于错误检测。如果接收端接收到的数据块校验和正确，就会发送一个确认字节给发送端。 3. 用户程序更新完成后自动跳转：BootLoader接收完整的新用户程序后，会将其写入到用户程序区，并在完成更新后自动跳转到用户程序的入口点开始执行。 4. BootLoader程序的编写：为了便于理解和移植，BootLoader通常使用C语言内嵌AVR汇编的方式编写，这样可以保持代码的简洁性和高效性，同时确保在不同AVR设备上的可移植性。 BootLoader程序的大小通常是有限制的，例如在本例中，BootLoader的代码量小于1K字，以确保不影响用户应用程序的空间需求。通过这样的BootLoader，开发者可以在不拆卸硬件的情况下，通过RS232接口和Xmodem协议远程升级MCU的固件，这对于产品的维护和更新非常便利。 AVR BootLoader是实现MCU程序在线更新的关键，通过精心设计的BootLoader和适当的通信协议，可以有效地提高产品维护效率，减少硬件更换成本，同时提供了更高的系统灵活性。