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SMP是SiliconLabs MCU Programmer的簡(jiǎn)稱(chēng)，是深圳世強電訊有限公司為Silicon Laboratories公司的C8051F 系列單片機量身定制的一款手持編程器。 該編程器體積小，操作簡(jiǎn)單，編程速度快，非常適合于對C8051F系列單片機大批量編程。 詳細信息如下： 一種針對C8051F單片機的手持編程器（SMP） 美國Silicon Laboratories公司的C8051F單片機是高度集成的混合信號系統級芯片（SoC），具有與8051 兼容的高速CIP-51 內核，與MCS-51 指令集完全兼容，內置程序存儲器FLASH、數據存儲器RAM；片內集成了ADC、DAC 等常用的模擬外設及UART、SMBus、SPI 等數字外設。 C8051F單片機具有片內調試電路，通過(guò)4 腳的JTAG 接口或者2線(xiàn)的C2接口可以進(jìn)行非侵入式、全速的在系統調試及下載。 基于以上特點(diǎn)，C8051F單片機在工業(yè)控制、消費電子、通信等領(lǐng)域得到了廣泛應用。但是，用戶(hù)在生產(chǎn)過(guò)程中，希望一種方便快捷地對單片機編程，針對這種情況，深圳世強電訊有限公司設計開(kāi)發(fā)了一款手持編程器（以下簡(jiǎn)稱(chēng)：SMP）方便用戶(hù)編程。 一、 SMP 開(kāi)發(fā)背景 單片機編程是生產(chǎn)環(huán)節的一道重要工具，目前對單片機編程主要有兩種方式：離線(xiàn)編程和在線(xiàn)編程。 1、 離線(xiàn)編程 離線(xiàn)編程連接方式如圖1 所示： 圖1 離線(xiàn)編程方式連接示意圖 目前大多數51單片機都是采用的是離線(xiàn)編程方式，但是離線(xiàn)編程方式存在以下缺點(diǎn)：
2、 在線(xiàn)編程 目前C8051F單片機主要采用在線(xiàn)編程方式，連接方式如圖2 所示： 圖2 C8051F 單片機目前常用編程方式示意圖 用戶(hù)在使用這種方式時(shí)反饋如下問(wèn)題：
以上兩種目前常用的編程方式或多或少都會(huì )給用戶(hù)生產(chǎn)帶來(lái)不方便，針對這種情況，深圳世強電訊有限公司針對Silicon Laboratories公司的C8051F單片自主研發(fā)了一款方便、安全、易于操作的手持編程器（SPP），SPP的推出可以極大的方便用戶(hù)生產(chǎn)、現場(chǎng)編程。 二、 SMP 簡(jiǎn)介 SMP 是深圳世強結合Silabs C8051F 單片機高保密性、低功耗的特點(diǎn)，為方便用戶(hù)輕松編程而開(kāi)發(fā)的一款手持式編程器。此編程器專(zhuān)門(mén)針對C8051F單片機用戶(hù)，操作簡(jiǎn)單，PC機下載HEX文件到編程器不需專(zhuān)門(mén)的軟件，只需超級終端（Windows 系統都自帶）即可完成；在編程過(guò)程中不需PC 機的參與，操作人員只需簡(jiǎn)單按編程鍵或者插拔編程頭即可完成編程工作；另外，編程器被多重加密，很好保護用戶(hù)的知識產(chǎn)權不被侵犯。SMP外觀(guān)如圖3 所示： 圖3 SMP外觀(guān)示意圖 1、 編程器概貌
2、 對外接口
3、 操作開(kāi)關(guān)
4、 狀態(tài)指示
5、 主要配件 SMP提供的主要配件是一個(gè)編程手柄，編程手柄上的插針可以插拔以組成單排五針或三針的編程頭，用戶(hù)無(wú)需在PCB上安裝體積較大的標準插座，只需相應留出五個(gè)或三個(gè)編程孔，節約PCB空間和成本。 三、 SMP 功能及特點(diǎn) SPP是一款適合于在生產(chǎn)環(huán)境或者現場(chǎng)使用的在線(xiàn)編程器，它具備如下功能和特點(diǎn)： 1、 編程方式靈活 1） 編程接口可選 在所有C8051F 系列單片機中，編程口有四線(xiàn)制JTAG 方式和兩線(xiàn)制C2 方式。JTAG 是一種標準接口，有TDI，TDO，TMS，TCK 四個(gè)信號，在C8051F0XX，C8051F1XX，C8051F2XX系列單片機上具有這種接口；C2 接口是一種簡(jiǎn)單接口，遵循Silabs 自有的C2 協(xié)議，這種接口適合于小封裝的單片機上，它只有兩條信號線(xiàn)：C2CK（時(shí)鐘線(xiàn)）和C2D（數據線(xiàn)），在C8051F3XX、C8051F4XX、C8051F5XX上具有這種接口。 可以通過(guò)SMP初始化配置界面選擇編程接口。 2） 編程模式可選 通過(guò)SMP 初始化配置界面的簡(jiǎn)單設置，用戶(hù)可以選擇只擦除目標器件或者編程目標器件。另外，用戶(hù)可以通過(guò)SMP初始化配置界面選擇自動(dòng)編程或者手動(dòng)編程。當選擇自動(dòng)編程時(shí)，只要將編程頭插到目標板上編程自動(dòng)進(jìn)行；當選擇手動(dòng)編程，插上編程頭后，只需按下編程按鈕即可完成編程或者擦除操作。 3） 編程界面可選 ①聯(lián)機操作：用戶(hù)可以選擇在PC機上通過(guò)超級終端（Windows自帶）監視編程過(guò)程； ②脫機操作：編程過(guò)程中不需PC 機的參與，SMP 連到目標板后，只需按下編程按鈕即可對目標板編程，通過(guò)狀態(tài)指示燈和蜂鳴器監測編程過(guò)程。 2、提供靈活的編程手柄 在小封裝MCU的應用中，大多數用戶(hù)的PCB空間受限，要在用戶(hù)的PCB板上放置一個(gè)雙排十針的標準編程頭是不現實(shí)的，也是不經(jīng)濟的�？紤]到這種情況，SPP除了提供一個(gè)標準的十針編程頭外，還提供一個(gè)編程手柄。編程手柄一端連接到SPP上，另外一端即為用于連接目標板的編程頭。 編程頭上的插針可以插拔以組成兩種編程頭：?jiǎn)闻盼遽樉幊填^和單排三針編程頭。用戶(hù)可以根據PCB的大小，選擇不同的編程頭。當選用五針或三針編程頭時(shí)，用戶(hù)無(wú)需在PCB 上安裝一個(gè)體積較大的雙排十針插座，只需在其PCB 上留出五個(gè)或者三個(gè)編程用的插孔。另外，編程頭的插針為彈簧針的結構，用戶(hù)只需將編程頭壓在目標板的編程孔上即可完成自動(dòng)編程或者手動(dòng)編程。靈活的編程手柄充分考慮了用戶(hù)的利益，節約了用戶(hù)PCB空間和成本。 3、供電方式靈活
4、保密性能高 為保護用戶(hù)的知識產(chǎn)權和經(jīng)濟利益，SMP實(shí)現了高度加密。SMP加密分為兩個(gè)層次，SPP本身的內容實(shí)現完全加密、SPP的使用實(shí)現口令保護。 1） 編程器本身被完全加密 SMP 使用了Silabs 的MCU 作為主控芯片。Silabs 的MCU 提供了多種安全機制以保護Flash不被訪(fǎng)問(wèn)。Silabs MCU主要提供了如下安全機制：
SMP的主要功能是接收用戶(hù)的HEX 文件用于下載到目標板，保護用戶(hù)HEX 文件的安全是SMP 的職責。因此，在SMP 中主要采用了“防止程序被仿真器讀取”的安全機制。SMP被完全加密，仿真器無(wú)法讀取SMP Flash中的任何內容，甚至仿真器都不能連接到SMP，仿真器要訪(fǎng)問(wèn)SMP，必須首先將SMP的Flash全部擦除。因此，用戶(hù)的HEX裝入到SMP后不會(huì )被盜取，有效保護了用戶(hù)的知識產(chǎn)權不被侵犯。 2） 編程器實(shí)行口令保護 另外，SMP實(shí)行口令保護。每一臺SMP都有唯一編號，同時(shí)，世強會(huì )為每一臺SMP分配一個(gè)唯一的口令�？诹钆c編程數量相關(guān)，當編程數量達到預分配值時(shí)，編程口令會(huì )失效，用戶(hù)需要獲得新的口令才能對SMP進(jìn)行操作。只有授權用戶(hù)才能得到SMP口令，即使授權用戶(hù)的SMP 被非授權用戶(hù)獲得，非授權用戶(hù)在編程到一定量的時(shí)候編程器就無(wú)法被繼續使用，這樣可以充分保護授權用戶(hù)的利益。 5、 狀態(tài)指示明確 當PC機參與編程過(guò)程時(shí)，可以從PC的超級終端清晰看到編程器的配置、編程模式的設置、編程進(jìn)程、編程結果等等細節。 當SMP 脫機操作時(shí)，可以只通過(guò)狀態(tài)指示燈和蜂鳴器監測編程過(guò)程。在SMP 工作的每一個(gè)階段，狀態(tài)指示燈和蜂鳴器的指示都有明確的含義，根據編程的階段以及當前狀態(tài)指示燈和蜂鳴器的狀態(tài)，可以準確判斷當前SMP的工作狀態(tài)。 四、 SMP 操作流程 SMP操作分為初始化、編程操作、固件升級三個(gè)個(gè)部分 1、SMP初始化流程 SMP 在第一次使用時(shí)需要初始化，初始化包括輸入SMP 口令、選擇目標器件、設置編程接口和編程模式、擦除Flash空間、接收被下載HEX 文件等等。SMP初始化需要PC機的參與，利用Windows自帶的超級終端（HyperTerminal）軟件提供人機接口。操作流程如圖4所示： 圖4 SMP初始化流程圖 2、 SMP編程操作流程 當SPP 完成初始化工作后，就可以用來(lái)完成編程工作了。編程時(shí)可以不需要PC 機的參與，編程操作非常簡(jiǎn)單，操作流程如圖5 所示： 圖5 SMP編程操作流程圖 從以上看，SMP的操作非常簡(jiǎn)單，容易掌握。 3、 固件升級 為了方便用戶(hù)隨時(shí)得到最新的編程器服務(wù)，用戶(hù)可以在本地升級編程器的固件程序，固件程序可以從世強的網(wǎng)站下載或者直接聯(lián)系世強的相關(guān)人員。固件升級流程如下： 圖6 SMP固件升級流程圖 |
