OTPROM型单片机内内部存储器的使用研究

随着变频调速以及微机控制技术的发展，适应电机控制的intel 8xc196mc系列单片机应用越来越广泛。

与80c196mc相比，87c196mc单片机带有16 kb的otprom(one tline programmable read-only memory)，可以进行片内编程操作，而且可以增强加密功能。对于普通的控制系统来说，其存储容量足够大，不必再使用外部扩展存储器。然而87c196mc单片机的otprom存在一个缺点：不可擦除，也就是说只能编程一次，不能实现重复编程，不利于大量普及使用。

当程序从仿真器移植到单片机的otprom时，并不能保证程序的一次成功性，由于单片机的不可擦除性，若程序脱机一次就使用一片单片机，显然将造成巨大的资源浪费。另一方面，对于复杂系统，16kb的otprom容量如果不够，则需要采用扩展外部存储器，为了保证有效实现加密功能，应保留一部分程序在片内otprom，此时便涉及到单片机内、外存储器的衔接问题。

本文针对intel 87c196mc单片机内部存储器的不可擦除性，对两种情况下的使用问题提供了可以有效实现重复编程的方法，并可以推广至其他任何带有otprom的单片机系列的编程应用中。

1 87c196mc单片机内部存储器的编程方式

intel 87c196mc单片机支持三种编程方式：自动编程方式(使87c196mc单片机不用eprom编程器即可从外部eprom对自己编程)、从机编程方式(给外部eprom编程器提供了一个标准接口)和实时编程方式(运行中编程方式，可以在软件控制下实时对单个eprom单元编程)。和其他方式不同，实时编程可以在不进入全eprom编程方式下完成。

对于intel 87c196mc单片机的otprom只能编程，不能擦除，但在编程时可以验证是否已确实编程。对0tprom可以采用2种编程方法：在从机编程方式下或在专门的otprom编程方式下编程。otprom为87c196mc单片机提供了辅助的存储器保护手段，它可以禁止总线控制器执行外部取指周期，若企图把一个外部地址装载到pc寄存器，芯片将复位。这种自动复位功能对跑飞的代码也提供了一种额外的恢复手段。使用时应根据实际需要采取不同的编程方式。

2 87c196mc单片机内部存储器的重复编程方法

单片机87c196mc的ea引脚(外部访问允许端，87c196mc plcc84-36脚)用来控制访问内部存储器或外部存储器。当ea=o时，所有访问都是对片外存储器的；当ea=1时，对2000h～5fffh单元的访问都是对片内otprom／rom的。编程方式下，ea=12．5 v。由于复位时ea的电平被锁存，难以通过外部硬件电路来实现程序空间的选择。这里通过应用程序语句来控制程序地址范围，相当于ea的电平变化作用。本文主要应用了intel汇编语言的长跳转指令ump来实现控制访问内、外存储器的功能，下面介绍两种常用的方法。

2.1片内编程操作方法

所谓87c196mc单片机otprom的不可擦除性，实质上是不可实现从“0”到“1”的编程，而只能完成从“1”到“o”的编程。以下通过简单的程序实例来介绍这种方法。

ljmp nextl
cseg at 2600h
nextl:……

上述语句实际上代表的是ljmp2600h．其机器码为e79c04，当地址2600h变化时，得到一组对应的机器码，通过对这一组机器码进行分析，就可以得到该方法的原理，如表1所列。

机器码e79c04的后两个字节代表了汇编程序语句中的地址(04代表了2600h，14代表了3600h……)。当一个字节从4位全是“1”变成4位全是“o”，且每次只有一个“l”变为“0”时，可以有多种不同的变法，如表2所列。

由于87c196mc单片机的otprom只能完成从“1”到“o”的编程，而87c196mc单片机的程序从2000h开始执行，因此可以在程序从2000h执行一小段后进行跳转，例如首先跳至4100h(对应的机器码为e79c1f)再存储程序的其他部分。下一次使用时，把机器码e79c1f改为e79c1e(对应地址为4000h)，程序则跳至4000h开始执行，4100h以后的程序段不再执行。再下一次使用时，把机器码e79c1e改为e79c1c(对应地址为3a00h)，程序则跳至3a00h开始执行，4000h以后的程序段不再执行，以此类推(即机器码的最后一个字节变化为f→e→c，对应表2中第一组的变化)，即可以重复使用同一片单片机进行多次编程操作。

这种方法中，单片机87c196mc的引脚ea接高电平。它适用于程序简短且没有扩展外部存储器，只有内部存储器可用的情况。

2．2片内、外编程操作方法

如果内部存储器容量不够或因为其他方面需要，要求扩展外部存储器时，当然可以选择容量较大的外部存储器，而不使用内部存储器，但这样一来，程序的保密性将难以实现，而且浪费了单片机内部的存储器空间。使用内、外结合的方法既可以满足容量需求，叉能方便的实现加密操作。

鉴于87c196mc单片机的程序从2000h开始执行，将单片机87c196mc的引脚丽置“1”，那么单片机程序将从内部2000h开始执行。可以在程序从2000h执行一小段后(根据实际需要任意设定)进行跳转，此处与片内跳转的操作有所不同，它将直接跳出单片机87c196mc片内otprom的2000h~5fffh单元的范围。当命令被执行时，会自动转入外部存储器的地址范围内，例如：ljmp8000h，其中8000h是外部存储器的地址入口，这样就从片内存储器转入到外部存储器了。可以通过修改外部存储器(可重复擦写)的程序来进行程序的调试，非常方便。当然，如果需要从外部存储器转入内部存储器时，操作方法是类似的。

结 语

本文详细分析介绍了两种可以实现可重复编程的单片机的使用方法，而且这两种方法可以推广至其他任何带有0tprom的单片机编程，编程的思路完全相同，具体实验证实了这两种方法具有切实可行性。