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****      AVR BootLoader應用范例              ***
****  	                                     ***
**** 作者：  HJJourAVR                        ***
**** 編譯器：WINAVR20050214                   ***
****                                         ***
****  	www.OurAVR.com	 2005.10.17          ***
***********************************************/
//程序參考 馬潮老師的M128 Boot_load應用的實例,ICCAVR版本

/*
本程序簡單的示范了AVR ATMEGA16的IAP應用，實現智能升級
		Boot Loader
		XMODEM-CRC傳輸協議
		CRC16校驗
		
出于簡化程序考慮，各種數據沒有對外輸出，學習時建議使用JTAG ICE硬件仿真器。
熔絲位設置
 BOOTSZ1=0
 BOOTSZ0=0  Boot區為1K字(2K字節)大小。
 BOOTRST=0  復位向量位于Boot區。
 
makefile中的程序基地址偏移
 LDFLAGS += -Wl,--section-start=.text=0x3800   //0x3800字節=0x1C00字
 
移植程序時，可根據實際大小設定Boot區，但要注意更改makefile和更改BootAdd常數，以及頁寫的大小分配;

采用115200bps的通訊速率，升級14KB程序需要耗時約5秒[上位機是WINDOWS 2000的超級終端]

疑問:
  1 用HEX文件燒錄工作正常，但elf仿真有問題。
    用AVRstudio仿真elf(熔絲設定BOOTRST=0，程序基地址偏移=0x3800)時，所有SRAM變量丟失初始化，
  	表現為put_s()的都是亂碼或不可見字符。
    但如果改成應用程序(熔絲設定BOOTRST=1，沒有程序基地址偏移)，則put_s()可以正常顯示
  
  2 XMODEM的結束應答(EOT/CAN)后需加 delay_ms(500)的延時(程序優化，統一寫在跳轉到用戶程序前)，
    否則在下面的情況將會無法正常結束XMODEM的傳輸，但其實程序已經升級成功
    特殊情況:用戶程序里面使用了串口，而且波特率較低(如9600bps)且開機即發送大量數據
 
*/

#include <avr/io.h>
#include <avr/delay.h>
//時鐘定為外部晶體7.3728MHz,F_CPU=7372800 使用USART,115200bps
#include <avr/boot.h>
/*
boot_page_erase ( address )
	擦除FLASH 指定頁,其中address 是以字節為單位的FLASH 地址
boot_page_fill ( address, data )
	填充BootLoader 緩沖頁，address 為以字節為單位的緩沖頁地址（對mega16 ：0~128），
	而data 是長度為兩個字節的字數據，因此調用前address 的增量應為2。 
	此時data 的高字節寫入到高地址，低字節寫入到低地址。
boot_page_write ( address )
	boot_page_write 執行一次的SPM 指令，將緩沖頁數據寫入到FLASH 指定頁。
boot_rww_enable ( )
	RWW 區讀使能
	
	根據自編程的同時是否允許讀FLASH 存儲器，FLASH 存儲器可分為兩種類型：
可同時讀寫區（ RWW Read-While-Write ） 和 非同時讀寫區（ NRWW NotRead-While-Write）。
對于MEGA16 RWW 為前14K 字節 NRWW 為后2K 字節。
引導加載程序對RWW 區編程時MCU 仍可以從NRWW 區讀取指令并執行，而對NRWW 區編程時MCU 處于掛起暫停狀態。
在對RWW 區自編程（頁寫入或頁擦除）時,由硬件鎖定RWW 區 , RWW 區的讀操作被禁止
在對RWW 區的編程結束后應當調用boot_rww_enable() 使RWW 區開放。
*/
#include <avr/crc16.h>
/*
GCCAVR內置函數，可以不用頭痛CRC16了
關于CRC的詳細說明，可以查看一下網站: 
http://www.nongnu.org/avr-libc/user-manual/group__avr__crc.html 
函數原形
static __inline__ uint16_t _crc16_update(uint16_t __crc, uint8_t __data)；
	多項式Polynomial: x^16 + x^15 + x^2 + 1 (0xa001)
	crc初始值Initial value: 0xffff
    通常用于磁盤控制器(disk-drive controllers)
static __inline__ uint16_t _crc_xmodem_update(uint16_t __crc, uint8_t __data)；
	多項式Polynomial: x^16 + x^12 + x^5 + 1 (0x1021)
	crc初始值Initial value: 0x0
 	專用于XMODEM通訊協議，等效于C寫的
 	uint16_t crc_xmodem_update (uint16_t crc, uint8_t data)
    {
        int i;
        crc = crc ^ ((uint16_t)data << 8);
        for (i=0; i<8; i++)
        {
            if (crc & 0x8000)
                crc = (crc << 1) ^ 0x1021;
            else
                crc <<= 1;
        }
        return crc;
    }
static __inline__ uint16_t _crc_ccitt_update (uint16_t __crc, uint8_t __data)
	多項式Polynomial: x^16 + x^12 + x^5 + 1 (0x8408)
	crc初始值Initial value: 0xffff
    專用于PPP和IrDA通訊協議
*/

//管腳定義
#define PIN_RXD				0	//PD0
#define PIN_TXD				1	//PD1

//常數定義
#define SPM_PAGESIZE 		128				//M16的一個Flash頁為128字節(64字)
#define DATA_BUFFER_SIZE 	SPM_PAGESIZE	//定義接收緩沖區長度
#define BAUDRATE			115200			//波特率采用115200bps
//#define F_CPU				7372800			//系統時鐘7.3728MHz

//定義Xmoden控制字符
#define XMODEM_NUL 			0x00
#define XMODEM_SOH 			0x01
#define XMODEM_STX 			0x02
#define XMODEM_EOT 			0x04
#define XMODEM_ACK 			0x06
#define XMODEM_NAK 			0x15
#define XMODEM_CAN 			0x18
#define XMODEM_EOF 			0x1A
#define XMODEM_WAIT_CHAR 	'C'

//定義全局變量
struct str_XMODEM
{
    unsigned char SOH;						//起始字節
    unsigned char BlockNo;					//數據塊編號
    unsigned char nBlockNo;					//數據塊編號反碼
    unsigned char Xdata[128];				//數據128字節
    unsigned char CRC16hi;					//CRC16校驗數據高位
    unsigned char CRC16lo;					//CRC16校驗數據低位
}
strXMODEM;									//XMODEM的接收數據結構

unsigned long FlashAddress;					//FLASH地址
#define  BootAdd 			0x3800			//Boot區的首地址(應用區的最高地址)
/*	GCC里面地址使用32位長度，適應所有AVR的容量*/

unsigned char BlockCount;					//數據塊累計(僅8位，無須考慮溢出)

unsigned char STATUS;						//運行狀態
#define ST_WAIT_START 		0x00			//等待啟動
#define ST_BLOCK_OK 		0x01			//接收一個數據塊成功
#define ST_BLOCK_FAIL 		0x02			//接收一個數據塊失敗
#define ST_OK 				0x03			//完成


//長延時 max 65536ms
void delay_ms(unsigned int t)
{
    while(t--)
    {
        _delay_ms(1);
    }
}

//更新一個Flash頁的完整處理
void write_one_page(void)
{
    unsigned char i;
    unsigned char *buf;
    unsigned int  w;
    boot_page_erase(FlashAddress);				//擦除一個Flash頁
    boot_spm_busy_wait();						//等待頁擦除完成
    buf=&strXMODEM.Xdata[0];
    for(i=0;i<SPM_PAGESIZE;i+=2)				//將數據填入Flash緩沖頁中
    {
        w =*buf++;
        w+=(*buf++)<<8;
        //boot_page_fill(FlashAddress+i, w);	//原句
        boot_page_fill(i, w);					//只是低7位(128字節/頁)有效
    }
    boot_page_write(FlashAddress);				//將緩沖頁數據寫入一個Flash頁
    boot_spm_busy_wait();						//等待頁編程完成
}

//發送采用查詢方式
void put_c(unsigned char c) //發送采用查詢方式
{
    loop_until_bit_is_set(UCSRA,UDRE);
    UDR=c;
}

//發送字符串
void put_s(unsigned char *ptr)
{
    while (*ptr)
    {
        put_c(*ptr++);
    }
    put_c(0x0D);
    put_c(0x0A);  //結尾發送回車換行
}


//接收指定字節數據(帶超時控制,Timer0的1ms時基)
//	*ptr		數據緩沖區
//	len			數據長度
//	timeout		超時設定，最長65.536S
//  返回值		已接收字節數目
unsigned char get_data(unsigned char *ptr,unsigned char len,unsigned int timeout)
{
    unsigned count=0;
    do
    {
        if (UCSRA & (1<<RXC))
        {
            *ptr++=UDR;				//如果接收到數據，讀出
            count++;
            if (count>=len)
            {
                break;				//夠了？退出
            }
        }
        if(TIFR & (1<<OCF0))		//T0溢出 1ms