Microcontrolador 8051: Gravação da Flash do AT89S51

Vamos examinar neste post como gravar um programa na memória Flash do AT89S51. O que vamos ver aqui é específico para este modelo (e com pequenas alterações se aplica a outros microcontroladores da linha AT89 da Atmel). Microcontroladores de outros fabricantes podem ter processos de gravação diferentes, mesmo sendo baseados na mesma arquitetura do 8051.

A base para o que vou falar é o datasheet do AT89S51. Existem duas formas de gravação da Flash:

• A paralela, que é para ser usada com o chip fora do circuito. Requer uma tensão de 12V e utiliza vários pinos, mas é mais rápida que a outra opção.
• A serial (SPI) que requer menos pinos e pode, com certos cuidados, ser usada com o chip no circuito,

Uma ausência no AT89S51 é a "auto programação", onde o firmware consegue alterar a Flash. Sem este recurso não é possível criar um bootloader que atualize o conteúdo da Flash a partir de dados recebidos por uma serial (ou outro caminho).

O processo de gravação de firmware normalmente requer não apenas ser capaz de gravar na Flash, mas também verificar o que foi grava e, em alguns casos, ser capaz de ler o conteúdo da Flash,

Fuses

Uma preocupação de muitos projetistas é impedir que o firmware possa ser regravado (para evitar adulterações) ou lido (para proteger o código ou valores na Flash). No AT89S51 isto é controlado por três memory lock bits (também chamados de fuses).

Identificação do Chip

O AT89S51, como outros microntroladores, possui três bytes de identificação que podem ser lidos pelo programador para confirmar que é o chip correto (ou para selecionar o programa a carregar).

Programação Paralela

A figura abaixo, extraída do datasheet, mostra as ligações necessárias.

Basicamente um endereço é colocado em certos pinos e vários sinais de controle são usados para selecionar a operação. Nas gravações, o valor a gravar deve ser colocados nos pinos apropriados e o sinal Vpp deve ser colocado em 12V. Nas leituras o sinal Vpp deve ficar nos 5V e o dado lido ficará disponível nos pinos de dados.

Programação Serial

A ligação a ser feita é bem mais simples:

A programação serial está disponível quando o sinal de reset está alto. A comunicação segue o padrão SPI onde um clock (SCK) comanda o deslocamento dos sinais seriais de dados (MISO e MOSI), Para selecionar a operação deve ser enviando um byte de comando.

Um cuidado é que a frequência de SCK não pode ultrapassar /16 da frequência do cristal.

No próximo post vamos brincar com a programação serial do AT89S51.