单片机监控程序的实现

发布时间：2010-9-11 13:22 发布者：techshare

1　引　言　　

在调试单片机应用系统时，需要反复地修改用户程序，为了避免频繁地使用编程器写存储芯片，可以编制单片机监控程序，单片机的监控程序接收来自PC机的用户程序，PC机向单片机发送用户程序。

2　用户程序格式　　

用户将单片机源程序（．asm文件）汇编后形成．hex格式的文件，该文件即为发送至单片机的十六进制可执行文件。该文件的结构是：由多行构成，行头为起始符（：），然后是该行有效数据字节数（满行时该数为10，即十进数16），接下来为两字节地址及00，接着是有效数据，行尾是校验码及换行符。为了简化单片机监控程序，仅向单片机发送行字节数和有效数据，可用下面的简单C语句从．hex文件中提取字节数和有效数据：

fscanf（fp，＂：％2x％4x00＂，＆TranBytes，＆Address）；

fscanf（fp，＂％2x＂，＆TranChar）；

3　单片机监控程序的实现

单片机监控程序实现的功能为：接收来自PC机的用户程序，将用户程序放置在用户程序段，当用户程序接收完毕后，跳转至用户程序段首地址以执行用户程序。接收采用单字节方式，即每次只接收一个字节。

为了保证单片机接收用户程序的准确性，在接收用户程序之前需要进行握手。笔者所用的握手协议为：PC机发0x55，单片机收0x55后发回0x55给PC机，上位PC机收0x55后再发0xaa，单片机收0xaa后发回，PC机收0xaa后握手成功，转为发用户程序，单片机转为接收用户程序。

为了防止单片机监控程序被破坏，需将其固化在EPROM里。笔者所用的80C196系统，将地址2000H－7FFFFH固化，监控程序从2080开始。这样一来又涉及到如何使用中断向量的问题。可以这样解决：在中断向量地址中放入8000之后的地址，举例说明，在串行中断向量地址放入8030H，当要使用串行中断时，在8030中PUSHF和LJMP指令，在8032中放入跳转字节数。

利用串行中断，单片机接收用户程序为逐行接收（见前叙．hex文件的结构）。先接收本行要接收的字节个数，然后才将接受的有效数据写入用户程序段，当接受的有效数据数等于该行要接收的字节个数时，准备接收下一行，如此反复，如果某行要接收的字节数为0，则表明用户程序已经传完，将用户程序段首址压入堆栈再弹出（改变中断返回地址技术），以执行用户程序，如图1所示。

4　Win98平台串行通信的实现　　

现在PC机的应用程序绝大多数都是基于Win98，在进行串行通信时可以通过调用API函数来实现。API函数提供了对串口的各种操作。串口通信时通过CreateFile，GetCommState，SetCommState，WriteFile，ReadFile，CloseHandle以及超时函数GetCommTimeouts，SetCommTimeouts来实现。

利用CreateFile函数打开串口，获取串口句柄，CloseHandle关闭串口句柄，利用GetComm-State和SetCommState对通信参数进行设置，WriteFile及ReadFile可对串口进行读写。在TC环境下，对串口的操作方式有两种：查询方式和中断方式。在VC环境下，对串口的操作方式可有多种：查询方式，同步I／O方式，异步I／O方式，以及事件驱动I／O方式。笔者采用的是异步I／O方式，它可以让串口操作在后台执行。让读写串口操作有足够的时间在后台执行。使用异步I／O方式时，采用如下方式打开串口：

HANDLE m＿hCom＝CreateFile（＂COM2＂，GENERIC＿READ｜GENERIC＿WRITE，0，NULL，OPEN＿EXISTING，FILE＿FLAG＿OVERLAPPED，NULL）；

FILE＿FLAG＿OVERLAPPED指明串口为异步方式打开。此时可以分别在WriteFile和ReadFile的最后一个参数中指定一个OVERLAPPED结构，如下所示：

OVERLAPPED m＿OverlappedWrite，　
m＿OverLappedRead；
m＿OverlappedWrite．hEvent＝CreateEvent（NULL，TRUE，FALSE，NULL）；　　
m＿OverlappedRead．hEvent＝CreateEvent（NULL，TRUE，FALSE，NULL）；

CreateEvent函数创建一个有名或无名的事件对象，第一个参数为保密属性，设为NULL，第二个参数为TRUE，指明要用ResetEvent函数将事件设为无信号，若为FALSE，则在一个等待该事件的线程被释放后系统自动将其设置为无信号，第三个参数设事件初始为无信号，第四个参数设事件名为NULL。在读写操作中使用事件：

WriteFile（m＿hCom，＆WriteBuffer，nByteToWrite，＆nByteWritten，＆m＿OverlappedWrite）

ReadFile（m＿hCom，＆ReadBuffer，nByteToRead，＆nByteRead，＆m＿OverlappedRead）

当WriteFile接手控制时m＿OverlappedWrite．hEvent为无信号，读操作完成后，m＿OverlappedWrite．hEvent变为发信号状态，写操作完成类似。在使用ReadFile和WriteFile对串口进行读写时需要注意的是，这两个函数均为立即返回型函数，亦即，可能在实际的读写操作还没有完成时函数就返回，操作转入后台，但这并不表明实际的操作失败。如果返回错误代码为ERROR＿IO＿PENDING（通过调用GetLastError获取），说明读写操作仍在进行，这时事件仍然为无信号，为了显式地限定前台等待操作的时间，可以进行延时处理，调用GetTickCount，GetTickCount（）函数获取系统当前时间，类似于C中的biostime（）函数。可以通过调用GetOverlappedResult获取后台的操作情况，该函数报告最近一次OVERLAPPED操作的结果，函数原型如下：