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<html><head><title>FirmWare</title></head><body><p align="center"><font color="#FF0000"><b>MiniNurse（MN）固件源代码及其分析</b></font></p><blockquote> <blockquote><p><br>对于像c51这样简单的芯片，其固件就相当于操作系统，一个相当原始和粗糙的操作系统。下面是一个"Hello World"性质的固件片断（C for51），我做了一些注释：</p> <blockquote> <p>void main (void) <font color="#808080">/* 芯片加电后PC为0，转到这里执行。 */</font><br> {<br> <font color="#808080">/* 这里可能会有中断、定时器、等的初始化代码 */</font><br> while(1) { <font color="#808080">/* 注意！一个死循环，这正是固件成为操作系统的原因。 */</font><br> <font color="#808080">/* 如果没有这个循环执行完后面的代码后，芯片会处于空闲状态。只有重置才能唤醒它。 */</font><br> P1 ^0= 0x01; <font color="#808080">/* 这两行就是我们的示例代码，它们是唯一的“进程”，一直被执行。 */</font><br> printf ("Hello World\n"); <font color="#808080">/* printf()通常会从51的串口输出。*/</font><br> }<br> }</p> </blockquote><p>MN的固件要比这复杂。它的固件是分层的，这对固件的可理解性、可移植性以及健壮性都非常重要。比如，如果换用Motorola或者其它种类的单片机，只需要修改最底层的代码就可以了，这个工作量是非常小的。又如要扩展MN的功能，只要添加相应的厂商请求部分以及可能的主循环（mainloop.c）代码，这个工作量会因为扩展的功能而异，但如果不是分层，代码的维护将会是可怕的。<br> <br>MN的固件代码，分成以下几个层次：<a href="#硬件抽象层：base_io.c base_io.h">硬件抽象层</a>，<a href="#D12命令接口：D12_comm_if.c D12_comm_if.h">D12命令接口</a>，<a href="#中断服务例程:isr.c">中断服务例程</a>，<a href="#USB标准请求：usb_standard_request.c usb_standard_request.h">USB标准请求</a>、<a href="#USB厂商请求：usb_usr_request.c usb_usr_request.h">厂商请求</a>，<a href="#主循环：mainloop.c mainloop.h">主循环</a>等。</p> </blockquote></blockquote><p> </p><blockquote> <p><font color="#000080"><b><a name="硬件抽象层：base_io.c base_io.h">硬件抽象层：base_io.c base_io.h</a></b></font></p> <blockquote><p>该层定义了C51和D12通讯的方法。base_io.h中声明了两个函数（复用方式）：</p> <blockquote> <p> void outportb(unsigned int Addr,unsigned char Data);<br> unsigned char inportb(unsigned int Addr);</p> </blockquote><p>outportb()为发送信息到D12，inportb()相反。<br> <br>51和D12之间的信息有数据和地址之分。在51看来，它连接的是一个特殊的扩展RAM，这个RAM只有两个地址状态。这个两个地址状态对于D12来说则意味着下次到达的信息是数据还是对它的控制命令。D12的手册上说，偶数地址为数据，奇数地址为命令。参考outportb()的实现：</p> <blockquote> <p>void outportb(unsigned int Addr,unsigned char Data) {<br> *((unsigned char xdata *)Addr)=Data;<br> }</p> </blockquote><p>在base_io.h中，有如下两行：</p> <blockquote> <p>#define D12_Command 0xff03<br> #define D12_Data 0xff02</p> </blockquote><p>在更高层的代码中，会经常看到类似如下的调用：</p> <blockquote> <p>outportb(D12_Command, 0xFD);</p> </blockquote><p>这条语句说明0xFD是对D12的一个命令（该命令读取芯片ID）。实现中的xdata是C for 51的扩展，被这个关键词修饰的变量存储在外部RAM中，前面说过，D12就相当与51的一个扩展RAM，所以这里就是在D12中。C for 51还有其它的扩展，可以参阅具体的编译器文档，它们之间有细微差别，本文只在必要的时候做必要的解释。这里给出一种编译器的扩展规则，仅供参考：</p> </blockquote></blockquote><p align="center"><img border="0" src="../../Set%20of%20Docutments/FIRMWARE_Explicitly%20Declared%20Memory%20Types.png" width="648" height="276"><br>截取自C51</p><blockquote> <blockquote><p>inportb()的实现方法与outportb()绝类，只是方向相反。<br><br> D12除了支持上面使用的这种所谓“复用方式”外，还支持非复用方式。这种方式通过控制D12上的A0管脚区分指令和数据。具体的参看D12手册和硬件设计文档。这种方式下需要修改outportb()和inportb()的实现，代码和注释如下。不过这种方式并没有试验成功，目前还不确定是否是固件的问题，仅示意！语言顺序和那些看上去没有意义的语言成份都是试图符合D12的时序要求。</p> <blockquote> <p>void outportb(unsigned int Addr,unsigned char Data) //send to D12<br> {<br> switch (Addr) //in fact, 'Addr' should be described as 'Command or Data select word'<br> {<br> case D12_Command: //send command-byte to D12<br> A0c=D12_Command;<br> break;<br> case D12_Data: //send data-byte to D12<br> A0c=D12_Data;<br> break;<br> }<br> <br> WRc=0; //Write immediately<br> do {if (1+1==2);} while(0); //重复执行上行语句可能是更好的延时方法！<br> P0=Data;<br> do {if (1+1==2);} while(0); //重复执行上行语句可能是更好的延时方法！<br> WRc=1; //enclose<br> }<br> <br> unsigned char inportb(unsigned int Addr) //receive from D12<br> {<br> unsigned char tmpData;<br> switch (Addr) //in fact, 'Addr' should be described as 'Command or Data select word'<br> {<br> case D12_Command:<br> A0c=D12_Command;<br> break;<br> case D12_Data:<br> A0c=D12_Data;<br> break;<br> }<br> <br> RDc=0; //Read immediately<br> do {if (1+1==2);} while(0); //重复执行上行语句可能是更好的延时方法！<br> tmpData=P0;<br> do {if (1+1==2);} while(0); //重复执行上行语句可能是更好的延时方法！<br> RDc=1; //enclose<br> return tmpData;<br> }</p> </blockquote> <p align="center"><img border="0" src="../../Set%20of%20Docutments/FIRMWARE_D12_timing.PNG" width="743" height="468"><br> 截取自Philips PDIUSBD12手册</p> <p align="center"> </p> <p align="center"> </p> </blockquote> <p><b><font color="#000080"><a name="D12命令接口：D12_comm_if.c D12_comm_if.h">D12命令接口：D12_comm_if.c D12_comm_if.h</a></font></b></p> <blockquote><p>D12向外提供了十数条指令，芯片手册上有详细的列表和语法说明。D12_comm_if.h声明了它们中的大多数，因为有几条指令并没有多少用处。D12_comm_if.c中的实现完全根据芯片手册的定义而写，没有什么可以说的。仍以读芯片ID的例子做示范性说明，这个命令似乎也没有实际的用途，不过却可以知道D12是否正常工作。<br> <br>读芯片ID的命令号是0xFD，这个刚才看过了。该指令后跟两个八位数据，方向是D12-->51。在实现中，可以看到发送命令后，读了两次数据。第一次读到的是低位，第二次是高位，做了位操作后拼装成一个16位整型返回。（是的，16位。8位单片机还能怎样？）为了方便，将代码再列下：</p> <blockquote> <p>unsigned short D12_ReadChipID(void)<br> {<br> unsigned short tmpi,tmpj;<br> <br> if(bEPPflags.bits.in_isr == 0)<br> DISABLE;<br> <br> outportb(D12_Command, 0xFD);<br> tmpi=inportb(D12_Data);<br> tmpj=inportb(D12_Data);<br> tmpi += (tmpj<<8);<br> <br> if(bEPPflags.bits.in_isr == 0)<br> ENABLE;<br> return tmpi;<br> }</p> </blockquote> <p> </p> </blockquote>⌨️ 快捷键说明
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