基于CAN总线的软件IAP技术

摘要：CAN总线是一种使用CAN协议的串行通信网络。Silicon Laboratories公司的单片机C8051F040是完全集成的混合信号系统级芯片，而且内部集成了CAN控制器。文中详述了如何通过CAN总线实现对软件的升级，并给出具体的软件设计方案。
关键词：C8051F040；CAN；IAP

    CAN总线是低成本、高利用率的工业控制总线，在工业控制、汽车电子等方面有十分广泛的用途。
    C8051F040单片机内部集成的CAN控制器是Bosch全功能CAN模块的完全实现，完全符合CAN规范2．0 B，其内部还集成了64 kB系统编程用FLASH存储器，这就为软件的更新、升级提供了可能。当产品安装位置不方便拆卸或需要一次更新大量产品软件的时候，使用单片机JTAG接口来实现几乎是不可能的事情。本文提出一种系统升级的方法，也对单片机的产品设计具有重要的参考价值。

1 总体思路
    将C8051F040的64KB存储器分为三个区域：0x0000～0x5fff作为正常运行的程序存储区，0x6000～0xbfff作为从CAN总线接收到的需要更新程序的存储区，0xc000以上作为bootloader程序的存储区。
    正常运行的程序在接收到上位机的程序更新命令后(用户自定义通讯协议来实现)，接收数据，且将其按接收顺序写入到以0x6000开始的区域中，直到接收完毕，然后主程序判断接收数据是否完整、有效，如完整且有效则跳转到bootloader程序中，由bootloader程序完成更新程序的工作。

2 程序软件框图
    (1)bootloader程序
    新建立一个proiect，其中包含程序初始化、端口配置、FLASH读／写等函数。
    ①FLASH写框图(见图1)
    ②编译控制项
    在linker中，使用“CODE(0c000h，MAINRUN_3s(0c000h))”将程序编译完成后的代码放置到以0xc000开始的地址空间。

    (2)主程序
    主程序在确认更新程序的有效性后，需要跳转到bootloader程序中运行。由于主程序和bootloader程序是采用不用的项目进行编译的，故不能直接调用，必须采用绝对调用的方法。采用函数指针是一种可行的方式，如：
    void(*update_flash) 0=0xc000；
    ／／定义函数指针指向0Xc000
    (3)上位机软件
    由于本文中节点采用CAN总线连接到同一网络上，且采用CAN通讯的方式来更新程序内容，所以，上位机也必须带CAN控制器。
    将需要更新的程序的hex文件通过HEXBTN.EXE文件转换成BIN文件，然后再用BIN2C．EXE将生成的BIN文件转换成一字节数组，将其拷贝到上位机软件中，这就是需要更新的源程序。按自定义通讯协议，将其发送到目标CPU即可。

3 需要注意的事项
    (1)程序有效性的判断由自定义通讯协议完成
    (2)在写FLASH的过程中，需要关中断
    (3)在写FLASH的过程中，需要关中断

4 结束语
    文中的通过CAN总线实王见软件IAP技术的方法，完全可以使用，而且抗干扰能力较强，已成功应用于蓄电池检测系统中各个检测模块的程序更新。