自己用C语言写单片机PIC16 serial bootloader

　　为什么自己写bootloader

　　我的第一款自己的serial bootloader是为Microchip PIC16单片机写的UART bootloader，我命其名为HyperBootloader_PIC16. 为什么取这个名字，下面会讲。很多朋友可能会问为什么要自己写bootloader, 百度上一搜，有不少下载下来直接就可以用。比如ds30_Loader 就很不错，免费，还支持Microchip很多系列的单片机。是没错，但是网上搜到的bootloader用C语言写的少得可怜，或者不能用，或者不是用XC8编译的(Microchip 的C编译器)。它们绝大多数都是用汇编写的，包括ds30_Loader。对于不怎么用汇编的我感觉很头疼，这些bootloader也不太好修改，比如增加个自己需要的功能都比较困难。所以我决定自己用C语言写PIC16 serial bootloader。说干就干，本来以为是小菜一碟，没想到写一个稳定好用又节省空间的bootloader也不简单，这是后话。在讲如何实现自己的PIC16 serial bootloader之前，我先讲下serial bootloader的基础知识。如果不需要了解的，请跳过这部分。

　　Serial bootloader之ABC

　　Serial bootloader是一种非常方便使用并且低成本的程序烧写的方法。一般情况，每次烧写Microchip单片机我们都需要将烧录器PICKit3或ICD3接上目标板，然后在电脑上使用Microchip IPE或MPLAB X就可以直接烧写Hex文件到目标板中。使用serial bootloader 就可以不需要插拔烧录器，对开发工程师来讲非常的方便。Serial bootloader需要用到单片机的串口，所以单片机端需要如下硬件电路，其中DB9串口是和电脑的串口相连。

　　Serial bootloader 和应用程序一样也是烧录到程序存储器中，serial bootloader 和应用程序在程序存储器中需要分开放置。所以serial bootloader一般有两种放置方式，一种是放置在程序存储器头部，另一种是放置在程序存储器底部，如下图所示。

　　Serial bootloader 可以使用烧录器PICkit3或ICD3烧到目标板上，之后更新应用程序就不需要烧录器了。目标板和电脑通过串口相连，电脑上运行一个串口通信程序，将应用程序的Hex文件通过串口传给serial bootloader, serial bootloader 再将接收到的Hex数据烧录到程序存储器的正确的位置上。接下来就是讲今天的主角HyperBootloader_PIC16——我自己写的第一款PIC16单片机C语言 serial bootloader。

　　HyperBootloader_PIC16

　　HyperBootloader_PIC16我是模仿HI-TECH的PICC bootloader，由于我是用XC8的编译器的，所以有很多改动。上面有提到bootloader在程序存储器中要么是在头部要么是在底部，而HyperBootloader_PIC16 是在程序存储器的底部。与它通信的电脑端的串口通信程序是超级终端——HyperTerminal. 这也是它命名的由来。

　　主要代码段

　　HyerBootloader_PIC16是一款用C语言写的只占很少空间的serial bootloader。不到0x200程序字空间. 实现逻辑也很简单，主要代码段如下。

/*receiveahexfileviatheserialportandwriteittoprogrammemory*/for(;;)//loopuntilendoffile{typedefunion{unsignedintword;unsignedcharbyte[2];}wordbyte;staticpersistentunsignedcharinx;staticpersistentBANKXwordbyteaddr;while(comms_getch()!=':');//waitforstartofhexfilelinewords2write=cksum=bytecount=getXbyte();words2write>>=1;//convertbytecounttowordcountaddr.byte[1]=getXbyte();//getthehighbyteofaddressaddr.byte[0]=getXbyte();//getthelowbyteoftheaddressaddr.word>>=1;//convertbyteaddresstowordaddressEEADR=addr.byte[0];EEADRH=addr.byte[1];if(addr.byte[1]==0x21)//unlessthiscase,EEPGD=0;//whenEEPROMshouldbeselectedelse{EEPGD=1;//elsedestinationisflashmemory//ignorecodethatoverlapsloaderordatasuchasCONF/IDLOC#ifdef_BANK_ALIGNEDif(addr.byte[1]>=(BOOT_START>>8)){#elseif(addr.word>=(BOOT_START)){#endifwhile(!TRMT);TXREG='r';while(!TRMT);TXREG='n';continue;}}rectype=getXbyte();//gettherecordtypeinx=0;while(bytecount--){databuff[inx++]=getXbyte();//readallbytesinthisrecord}checksum();//testthechecksumofthisrecordif(rectype==1){//ifthiswasanENDrecord:preparetorunnewprogramcomms_puts("rnDonern");#asmGOTOrun_program#endasm}//else...INHX8Mdatarecordix=0;isStartup=0;//Initiateawritetomemory-EEADRhasalreadybeenloadedif(((tmpadrh=addr.byte[1])|(addr.byte[0]&0xFC))==0){//isthisaddress<0004h?EEADRH=BOOT_START>>8;#ifndef_BANK_ALIGNEDtmpadr=EEADR;EEADR=((BOOT_START&0xFF));#endifisStartup=1;//Yes-thisistheresetvectorcodeofnewapp}#ifdef_WRITE_4_WORDSprewrite=EEADR&_FWMASK;EEADR&=~_FWMASK;//tostartofflash-writeboundarydo{if(prewrite){prewrite--;RD=1;NOP();NOP();}else{EEDATA=databuff[ix++];EEDATH=databuff[ix++];if(words2write==0){prewrite=((~EEADR)&_FWMASK);}}#elsedo{EEDATA=databuff[ix++];EEDATH=databuff[ix++];#endifwhile(WR);WREN=1;//committhiswordtoflashEECON2=0x55;EECON2=0xAA;WR=1;//initiatethewriteNOP();NOP();while(WR);WREN=0;#ifdef_BANK_ALIGNEDif(isStartup&&(EEADR==3)){#elseif(isStartup&&((EEADR&3)==3)){#endifisStartup=0;EEADRH=tmpadrh;//swapbacktheaddress#ifndef_BANK_ALIGNEDEEADR=(tmpadr|3);#endif}if(++EEADR==0)EEADRH++;#ifdef_WRITE_4_WORDS}while((prewrite)||words2write--);#else}while(words2write--);#endif}