基于电话线的系统远程升级方案

　　随着片内 FLASH ROM 在MCU领域的广泛应用，ISP（In-system programmable）器件发展广泛，而受益于该技术，大量单片机系统在正常工作电压下，能实现软件更新程序存储空间，从而对系统进行升级地功能。智能仪表应用量的增加以及技术的进步，使得人们不断寻找操作人员不到现场就能升级智能仪表的方案。

　　目前大多数单片机系统智能仪器的远程升级解决方案，需要通过因特网和PC来实现，因特网传输数据，PC的串口作为烧录程序ISP的媒介，这种方案，相对而言，实现成本高，占地大。由于单片机智能仪器运行代码的数据量不大，并不一定需要通过因特网来进行数据传输。当网络内的大批量仪器需要经常进行升级时，这种应用不具优势。

　　考虑如上因素，如果经由固定电话线网络传输数据，单片机接收数据后，执行ISP自我更新功能步骤，远程升级系统就可以得到简化。智能仪表只需要包含电话线接口及单片机系统，就能完成远程升级的全部硬件架构，系统成本就能大幅下降。华邦新推出的8位MCU W925EP01在功能上能完全支持这种应用，仅MCU + Memory就能构成完整的运行系统的廉价解决方案，为大批量的远程升级系统提供了广阔前景。

　　W925EP01介绍

　　W925EP01是一款内核为标准8051，兼容所有的 8051指令，并集成了所有来话显示（CID）传送及接收所需要的硬件功能的8位的单片机。内含64KB具有ISP功能的Flash EPROM （APROM），用于存储装载程序的4KB辅助Flash EPROM （LDROM）。可外扩64KB程序空间，总共APROM （00000H~0FFFFH）和外扩ROM （10000H ~ 1FFFFH），用户可通过P5， P6， P7， A16和使用MOVC指令使用片外存储空间，及片外数据存储器。功耗低，省电模式下运行电流约为50uA，最低工作电流甚至可小于1uA。

　　所有的内建特性如下所示。

　　●CPU：内核与 8051系列相容的8位机。

　　●uC部份： 工作电压可选择范围2.4V至5.5V工作。ISP工作电压从3.3至5.5V。

　　●CID部分： CID接收 3.0 到 5.5V。

　　● 双时钟工作模式： 主振4MHz/8MHz时钟主要用在CID及DTMF功能。内建有一RC振荡电路，常用于省电模式下。辅振32768Hz时钟。主振和辅振都可由个别位来控制，达到起振或停止。

　　●I/O口： 64个 I/O 管脚。

　　● 电源模式： 一般模式；双时钟模式下辅振运行；闲置模式；停止模式：芯片所有动作都停止，此时功耗可低于1uA。

　　● 计数器： 2个 13/16-位计数器Timer0 ＆ 定时器1，或8-位可自动重载的计数器。

　　● 看门狗计数器（WDT）： WDT可被规划为系统的监测器。

　　● 中断： 总共 12 个中断源，可被分为两阶的优先级。

　　●分频器： 13/14 -位分频器， 时钟来源为辅振， 所以每0.25或0.5秒会设置DIVF标志。

　　● 比较器： 由VNEG管脚输入模拟信号，由VPOS管脚输入参考电压。

　　●串行口： 串口0： 一个全双工串行口（UART）。串口1：一个8位结构的串行口，经由SCLK & SDATA可收可发。

　　● CID规格兼容的协议有Bellcore TR-NWT-000030 & SR-TSV-002476，British Telecom（BT） SIN227， U.K. Cable Communication Association （CCA） specification。

　　FSK 调制/解调器：兼容于1200波特率 的Bell 202 and ITU-T V.23 FSK 协议。

　　CAS产生/检知器：兼容于 dual tones of Bellcore CAS and BT Idle State and Loop State Dual Tone Alert Signal （DTAS）。

　　DTMF产生器/接收器： DTMF接收器还可以被程序化为音频检知器（tone detector）。

　　Ring检知器：可检知line reversal for BT， ring burst for CCA 或 ring signal for Bellcore。

　　两个独立的OP 运放，可以调整其放大倍率。

　　W925EP01实现远程升级的原理

　　远程升级系统构

　　架远程升级整个系统包括主控端和终端，主控端负责发送数据；终端在接收数据后，通过ISP的方式自我更新程序存储空间。主控端由 W925EP01/W925E240/W925E625 搭建的系统，或其他带有CID发送的系统来完成。终端由W925EP01搭建。主控端和终端之间的通讯仅通过电话线完成，整个系统构架如下：

　　

　　基于W925EP01的终端系统构架

　　终端仅需要MCU+ Memory的架构，外部搭建简易的CID放大电路，就可以实现整个远程升级系统的运行。

　　如下图所示，MCU W925EP01的P5和P6作为地址总线，P7作为数据总线与外部RAM相连接，其余的P0至P4口与之前的W925全系列兼容。

　　

　　远程升级系统工作流程

　　主控端呼叫终端后，通过用户自定义的握手协议（Handshake Protocol）检验通讯是否连接，确认连接后，主控端发送升级程序的代码，终端接收，代码发送完毕且终端检验接收成功后，终端挂断与主控端的连接，进行ISP自我更新动作。

　　远程升级时主控端工作流程

　　需要远程升级时，主控端向终端发送更新命令，等待终端接收并回传允许发送信号，通过FSK发送终端更新程序的代码。

　　远程升级时终端工作流程

　　定义：W925EP01运行正常程序存储空间所在区域为APROM，运行ISP更新程序的程序存储空间为LDROM。

　　正常工作状态时，APROM运行工作程序。当有CID信号到来时，W925EP01首先检测是否为主控端发送的ISP升级命令（STEP 1），确认是后W925EP01转跳到LDROM区域运行（STEP 2），然后检测通讯是否成功连接，确认连接后，LDROM接收FSK数据，并将存储到片外的数据存储空间（STEP 3），检验数据接收和存储正确后，挂断与主控端的连接，将片外数据存储空间内的数据写入APROM中（STEP 4），烧写代码完成，W925EP01转跳回APROM工作，终端ISP自我更新工作完成。示图如下。

　　

　　本文小结

　　应用W925EP01构建的基于固定电话线的系统远程升级方案，升级流程控制简易，且成本远低于其他远程升级方案，适用于大批量的远程升级系统。作为一种廉价的解决方案，用于小区安防，家校通等各种基于固定电话线网络的系统，极具市场竞争力。