采用PSD913F2 扩展 8031程序空间的方法

8031系列单片机是应用非常广泛的MCU,但是随着控制领域的不断智能化、复杂化,程序长度可能远远大于8031的64KB限制。可以采用PSD913F2作为8031的外部存储器,其程序空间最大可达256KB,用KeilC51的BlankSwitch技术可使8位MCU运行256KB的应用程序。

　　PSD913F2内置256KB闪存,分为8个页面,每页空间16KB,内置可选的32KB启动存储器、2KB的SRAM、27个I/O端口、电源管理单元、40个可编程逻辑宏单元CPLD,通过串口在线配置FPGA所有代码,适用于8031、MC68HC11、Dallas、Z80等20余种单片机。

8031与PSD913F硬件设计
　　在多数应用中,MCU与外部存储器之间连接时都必须用74LS373作为地址锁存器。但PSD913F2内含地址锁存器,因此PSD913F2的引脚可直接与8031相连,如图1所示。

8031与PSD913F软件设计
　　KeilC51语言源程序经过C51编译器编译后,生成浮动地址的目标代码文件。这种浮动地址的目标代码是不能直接装入8051运行的,必须经过连接定位器BL51的连接和定位,生成具有绝对地址的目标代码。同时BL51支持分组连接定位,允许生成代码大于64KB的目标程序,可以在具有适当硬件扩展逻辑的8051系统中进行代码组之间的切换,以达到正常运行的目的。BL51可以管理最多32个代码组,每个代码组最大为64KB。BL51连接定位器生成的OMF51格式的绝对目标文件,可装入dScope51或Intel兼容的仿真器进行调试,也可通过符号转换器OH51转换成Intel Hex文件以便于EPROM编程。

　　在采用BL51对目标程序进行分组连接定位时,要求8051系统具有相应的硬件分组扩展逻辑。默认的分组方式是采用8051的P1端口作硬件扩展地址线。采用1条P1口线时,分组数为2,采用5条P1口线时,最多可分为32个代码组,剩余的P1口线也可用于其他用途。也可采用外部数据存储器XDATA空间地址单元来进行分组,与采用8051的P1端口作为分组地址线不同的是,对于一个指定用于分组地址的XDATA端口字节中的剩余位,不能再用于其他目的。采用的分组方式、组数和地址在L51_BANK.A51中进行配置。

　　下面介绍一下应用BankSwitch的步骤。
　　1．建一个KeilC51的新工程如Psdos,在菜单Project选择中选择Option for Target “Target 1”选择项,按图2所示进行项目配置。

　　设置如下。
　　● 由于PSD913F2中有两块FLASH,从FLASH为32KB。故在off-chip code memory-Eprom设为0x0000～0x7fff。
　　● 在PSD913F2的PSDSoft Express已配置2KB的SRAM,地址范围为0x2000～0x27ff,故在off-chip Xdata memory-Ram设为0x2000,长度为0x0800。
　　● 在PSD913F2的主FLASH为128KB,共分为8个物理页,已在PSDSoft Express软件中定义地址为0x8000～0xbfff,因此在KeilC51中如图2所示分为4个Banks,地址范围为0x8000～0xbfff。

　　2．在KeilC51的安装目录KeilC51C51 EXAMPLESBank_EX1中,把L51_Bank.A51文件的拷贝并加入到新工程。在L51_BANK.A51文件中需改以下代码。

　　A?B_NBANKS EQU 4 //定义最大分组(0～32),可为2、4、8、16和32。
　　?B_MODE EQU 1 //0：通过8051单片机的I/O口进行分组切换,1：通过XDATA存储器单元进行分组切换。
　　?B_XDATAPORT EQU 01E0H //如果?B_MODE被定义为1,就通过XDATA口定义XDATA口引脚地址/位来映射开关定义XDATA口地址01E0H。

　　3．新建主程序和各bank文件。

　　4．设置文件的属性。选择主文件,选择Options for File,设置Code Bank为“Common”,设置Stop on Exit为“Not Specified”,对Init.c、PsdOper.c也进行同样的设置。

　　5．设置文件的属性。如图3所示右击文件PSD_bank.c,选择Options for File "PSD_bank0.c",设置为Bank #0。同样对PSD_bank1.c设置为Bank #1、PSD_bank2.c设置为Bank #2、PSD_bank3.c设置为Bank #3。

　　6．设置好后,进行编译。

　　7．进行编程。打开PSDSoft Express软件,在Merge MCU Firmware with PSD模块中设置各个FLASH页面的地址和文件名,如图4所示。
　　● 主FLASH第0页(FS0),地址：0x8000-0xbfff,文件名：psdos.hoo
　　● 主FLASH第1页(FS1),地址：0x8000-0xbfff,文件名：psdos.ho1
　　● 主FLASH第2页(FS2),地址：0x8000-0xbfff,文件名：psdos.ho2
　　● 主FLASH第3页(FS3),地址：0x8000-0xbfff,文件名：psdos.ho3
　　● 次FLASH(csboost 0),地址：0x8000-0xbfff,文件名：psdos.hoo

　　8．通过FlashLink便可将文件下载到PSD913F2中,实现BankSwitch功能,使8031的程序空间大于64KB。
　　用Keil C51的BankSwitch必须注意以下几点。
　　● 下面的一些代码必须放在公共区域内,复位和中断向量、代码常数、C51中断函数、组切跳转表、库函数。
　　● 代码组切换需要大约50个机器周期和2字节的堆栈空间。因此应当仔细安排程序结构以尽量减少代码之间的切换。

结束语
　　采用BankSwitch扩展8031程序空间,在不对硬件作任何修改的情况下,8031便可实现运行大于64KB的程序,充分发挥8031和KeilC51的优异功能。