通過WiFi對STC單片機程序下載和調試
簡介
本文設計了基于WiFi-UART的STC單片機下載調試模塊，這樣便于對嵌入式系統(tǒng)進行遠程調試開發(fā)，特別是在一些具有移動功能的平臺，強電平臺以及需要實時監(jiān)視和修改程序的應用場合。
本文相關的下載資源：
WiFi模塊下載STC程序設計文件[1]擴展32kRAM的信號采集版.zip-網絡攻防文檔類資源-CSDN下載[2]
文章目錄
簡介
電路設計
固件開發(fā)
上位機軟件
下載資源
電路設計
AD設計工程文件：
“D:\zhuoqing\AltiumDesigner\STC\Tools\Download\WiFIDownload8G1K.PcbDoc *
1. 原理圖
電路中的CPU部分包括有MCU、外部RAM、程序下載接口以及LED工作指示燈。
由于電路功能相對比較簡單，所以使用了STC8G1K08， SOP16封裝的單片機。由于內部只有1KByteRAM，擴充了一塊外部RAM。
STC8G1K08具有兩個UART，可以分別用于接收上位機和下位機進行通信。
其中外部RAM選用24LC1024,128KByteRAM，用于緩存下載程序數據。這是為了克服通過WiFi鏈路中的通訊速度不穩(wěn)定，會造成對單片機編程速度跳動。所以在下載程序之前，上位機先通過WiFi將程序發(fā)送到下位機，并存儲在23LC1024中。后面在啟動從單片機直接對下載STC單片機的下載過程。
在博文 單片機片外RAM，串行的[3]介紹了這種SPI接口RAM的實驗結果。
下圖是電路中的WiFi接口部分。這里選用的是 友人科技[4]的WiFi轉串口通信模塊 “USR-WiFi232-T”。該模塊的供電電壓為3.3V，在后面電源部分使用了一個5V-3.3V的穩(wěn)壓芯片。
控制被下載電路的電源是STC單片機下載的特點。之前在 STC單片機自動下載調試器設計[5]中使用了微型機械繼電器來控制電源，比較可靠，可以提供大的控制電流范圍。讀出增加可電路的體積。
在下面電源控制電路中使用的N溝道的MOS管來控制被調試電路的電源。驅動MOS管的高壓使用了博文 如何利用單片機IO口產生兩倍的電源電壓[6]中介紹的利用單片機IO口進行倍壓整流的方案。
電源中AS1117提供了5V轉3.3V，供WiFi-UART模塊使用。此外還有一個按年BT用于手工控制ISP電源開關。在對調試電路進行接口連接的時候，不必將整個電路板掉電，可以節(jié)省WiFi模塊重啟的時間。
2. PCB
實驗電路板采用單面PCB設計方式，可以使用 一分鐘制版法[7]完成實驗PCB的制作。
在 一分鐘制版之后[8]，焊接組裝實驗電路。
使用Keil C51編程，開發(fā)相應的下載程序。
下載模塊工作時，需要提供5V的工作電源。它通過四芯的ISP接口為下載程序的單片機核心電路提供工作電源。
固件開發(fā)
STC8G1K的固件開發(fā)目錄：
“D:\zhuoqing\window\C51\STC\Tools\STCDL\WiFiDL8G1K\WiFiDL8G1k.uvproj
1. STC單片機程序下載協議
對于STC單片進行ISP的相關協議并沒有得到公開的文檔，在博文 使用單片機對STC8G,8H,8A進行ISP下載程序[9]介紹了在單片機數據手冊中的一些實現情況。
基于范例程序，編寫STC單片機的ISP下載程序。
2. 固件的功能
功能1：完成STC單片機的ISP下載
這部分的實現可以參見博文： 使用單片機對STC8G,8H,8A進行ISP下載程序[10]中的實現。
功能2：接收上尉即發(fā)送的下載程序數據：
在對STC單片機進行ISP之前，將程序通過WiFI接收到片外ISP接口的RAM中進行緩存，然后再完成對ISP單片的程序下載。
功能3：建立被調試單片機與上位機通信
在程序下載完之后，建立起被調試單片機與上位機之間的通信聯系，也就是將UART1，UART2兩個串口之間完成數據的轉發(fā)。這樣就可以在上位機中實現對下位機的調試功能。
功能4：接收按鈕，實現手動控制下位機電源
在電路板上有一個按鈕，可以用于手工來控制下位機的電源。軟件通過讀取按鈕所在的端口的電平，來控制MOS的驅動電壓。
上位機軟件
上位機軟件是在原來的STM32單片機下載程序的基礎上，經過擴充功能只能實現對STC單片機下載的。這主要利用了原來程序對HEX文件的讀取，人機界面，串口以及UDP等編程的基礎功能
在原來程序的基礎上，增加了相應的兩個程序：STCDownload()、STCDownloadWiFi()，分別實現通過PC的串口以及UDP與下載板的通訊。使用WiFi功能下載的時候，就是通過UDP編程來講程序下載到調試單片機中。
使用該軟件時，需要在程序右上方選擇STC8H, STC8G ,STC8A單片機。這三類單片機，STC8H,8G下載協議是相同的。STC8A與前兩者之間有些區(qū)別。
然后在UDPDL頁中，設置IP地址與端口，它應該與USR-WiFi模塊的網絡UDP服務對應的接口一致。
在UDP File中指明被下載的單片機 HEX文件。按動UDP Dwn 便可以進行WiFI遠程程序下載了。
下載資源
本文所涉及到的電路設計、單片機程序以及上位機軟件都可以在CSDN中下載“WiFi-STC-DOWNLOADER.zip”中獲得。
參考資料
[1] WiFi模塊下載STC程序設計文件: https://download.csdn.net/download/zhuoqingjoking97298/12385119擴展32kRAM的信號采集版.zip-網絡攻防文檔類資源-CSDN下載: https://download.csdn.net/download/zhuoqingjoking97298/12372023單片機片外RAM，串行的: https://zhuoqing.blog.csdn.net/article/details/105891541友人科技: http://www.usr.cn/STC單片機自動下載調試器設計: https://zhuoqing.blog.csdn.net/article/details/105543574如何利用單片機IO口產生兩倍的電源電壓: https://zhuoqing.blog.csdn.net/article/details/105888159一分鐘制版法: https://zhuoqing.blog.csdn.net/article/details/104120559一分鐘制版之后: https://zhuoqing.blog.csdn.net/article/details/104133981使用單片機對STC8G,8H,8A進行ISP下載程序: https://zhuoqing.blog.csdn.net/article/details/105907433使用單片機對STC8G,8H,8A進行ISP下載程序: https://zhuoqing.blog.csdn.net/article/details/105907433
