CN100583961C - 一种可重复在线编程的电路装置和实现方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可重复在线编程的电路装置和实现方法，其用于一电视机电路板上，该装置还包括：一接口板电路，和一电视机控制芯片；所述接口板电路用于连接一通用计算机的9针串口和所述电视机控制芯片的数据输入、输出接脚，并包括一电平转换电路，用于将所述通用计算机9针串口中的电平转换为电视机控制芯片所需电平；所述通用计算机上设置有一在线编程更新程序，通过所述9针串口实现对所述电视机控制芯片的在线编程更新。本发明可重复在线编程的电路装置和实现方法由于采用了计算机的串口传输接口和对应软件控制，并通过电视机的对应接口进行数据传输，方便了电视机的在线编程，其实现结构和工艺简单，适合于大规模流水线作业。

Description

一种可重复在线编程的电路装置和实现方法

技术领域

本发明涉及一种电视机程序更新电路装置及方法，尤其涉及的是一种用以电视机软件编写、调试的可重复在线编程的实现装置和方法，通过计算机的串口和软硬件的配合直接对电视机实现在线编程及调试。

背景技术

随着技术的进步，越来越多的电视机功能的实现与画质的调整要依靠软硬件的配合来实现，然而目前很多电视机软件的修改和更新只能离线进行，需要将电路中的控制芯片拆解下来，通过烧写器进行软件的更新。现有技术的设置方式不便于设计师随时进行软件的调试以及参数的修改，而且将IC反复装卸很容易造成IC的损坏，从而增加设计成本，延长设计周期；现有的调试工具使用方法复杂而且成本昂贵，不利于设计、生产的快速顺利进行。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

发明内容

本发明的目的是提供一种可重复在线编程的电路装置和实现方法，通过计算机软硬件的配合设置，以及电视机控制芯片的设置，可通过计算机的9针串口数据传输，经过一接口板电路进行电平转换后输入到电视机的对应接口，发送到CPU进行数据的读取、更新，实现对电视机的在线编程处理。

本发明的技术方案包括：

一种可重复在线编程的电路装置，其用于一电视机电路板上，其特征在于，还包括：一接口板电路，和一电视机控制芯片；所述接口板电路用于连接一通用计算机的9针串口和所述电视机控制芯片的数据输入、输出接脚，并包括一电平转换电路，用于将所述通用计算机9针串口中的电平转换为电视机控制芯片所需电平；所述通用计算机上设置有一在线编程更新程序，通过所述9针串口实现对所述电视机控制芯片的在线编程更新。

所述的电路装置，其中，所述电视机控制芯片采用EnME0509芯片。

所述的电路装置，其中，所述电视机控制芯片的数据输入和数据输出接脚设置在该电视机的VGA接口上。

所述的电路装置，其中，所述电平转换电路包括从所述9针串口引脚连接的一5V稳压管。

一种可重复在线编程的实现方法，用于一可控制电视机控制芯片实现在线编程更新的计算机，其包括以下步骤：

A、在计算机的9针串口与所述电视机控制芯片之间设置一接口板电路，用于数据传输连接和电平转换；

B、由所述计算机端发送握手字串，当确认所述电视机控制芯片收到该握手字串后发送回车字符，并进入在线编程更新程序；所述电视机控制芯片在收到该回车字符后进入在线编程更新模式，等候所述计算机端的在线编程更新命令；

C、由计算机控制对所述电视机控制芯片的各页面数据进行在线编程更新，更新完毕后复位该电视机控制芯片。

所述的实现方法，其中，所述电视机控制芯片为EnME0509，并且其数据输入和数据输出接脚设置在所述电视机的VGA接口上。

所述的实现方法，其中，所述步骤A在所述计算机端发送握手字串之前还包括：

所述计算机端发送一初始请求字符，所述电视机控制芯片在收到该初始请求字符后回送一应答字符。

所述的实现方法，其中，所述初始请求字符和所述应答字符都是冒号。

所述的实现方法，其中，所述步骤C还包括：

由所述计算机发送控制指令，循环将所述电视机控制芯片中的每页存储数据进行删除和写入操作。

所述的实现方法，其中，所述删除和写入操作包括：

C1、所述计算机依次发送删除命令字符、待删除数据的页面、校验码、回车符，判断是否接收到电视机控制芯片的删除返回信息，并判断信息是否正确；如不正确，则重复预定次数，并结束在线编程更新过程；

C2、所述电视机控制芯片收到上述删除命令后，将对应的页面数据删除，并根据是否操作正确返回删除返回信息；如果删除不成功，则返回等待执行在线编程更新命令状态；

C3、所述计算机在收到删除信息正确后，依次发送数据写入命令字符、待写入的页码、待写入的数据、校验码，并判断是否接收到电视机控制芯片的写入返回信息，并判断信息是否正确；如果信息不正确，则重复写入操作预定次数后，结束在线编程更新过程；

C4、所述电视机控制芯片在收到上述写入命令后，将对应页面的数据更新写入，并校验，根据是否操作正确返回写入返回信息；如果写入不成功，则返回等待执行在线编程更新命令状态。

本发明所提供的一种可重复在线编程的电路装置和实现方法，由于采用了计算机的串口传输接口和对应软件控制，并通过电视机的对应接口进行数据传输，方便了电视机的在线编程，其实现结构和工艺简单，适合于大规模流水线作业。

附图说明

图1为本发明的可重复在线编程的电路装置的原理图；

图2a和图2b分别为本发明的可重复在线编程的实现方法的计算机端和电视机控制芯片端的握手协议流程图；

图3为本发明方法的ISP基本流程图；

图4为本发明方法的FLASH页面删除和写入流程示意图；

图5为本发明方法的电视机控制芯片执行流程示意图；

图6a和图6b为本发明方法电视机控制芯片的删除和写入操作流程示意图。

具体实施方式

以下结合附图，将对本发明的具体实施例进行更为充分的说明。

本发明可重复在线编程的电路装置和实现方法，如图1所示的，其系统包括一计算机，在该计算机上运行一操控程序；同时设置电视机的机芯数字电路控制芯片为一具有在线编程更新ISP(IN SYSTEM PROGRAM)功能的芯片，如EnME0509芯片，将该芯片的数据传输引脚RXD、TXD分别连接到电视机的外壳上，设置成为一预定接口，在本发明的较佳实施例中，该接口设置为了电视机的VGA接口。由于电视机的VGA接口较少使用，因此可以连接到VGA的空闲引脚上，当然实际上本发明完全可以设置一全新的接口。

要实现本发明方法，必须使本发明的电视主板电路所使用的CPU必须支持在线编程更新ISP(IN SYSTEM PROGRAM)；由于需要用一定的空间存放ISP程序，因此要求CPU的这一部分空间不能进行在线编程更新，即从芯片硬件需要保证有一定的ISP程序存储空间，这样才能保证ISP程序的安全，ISP程序不会被擦除、修改等。CPU通过串口与计算机通讯连接，它的串口通讯程序接收计算机的命令然后执行。计算机通过串口命令使CPU进入ISP模式后，再发出控制命令对的FLASH进行在线编程更新，每组命令包括删除、数据写入，最后发出ISP终止命令复位CPU。

之所以本发明利用计算机的串口，是因为目前电视用CPU的串口电平多为0V和5V，而计算机的串口电平是-12V和+12V，因此只需要通过接口电路进行电平转换即可，如图1所示的，在计算机串口与本发明电视机VGA接口之间的通讯线路上设置有一电平转换电路，通常设置在一接口电路板上。由于计算机9针串口的第3脚给出的串口信号是-12V和+12V，因而要通过一5V的稳压管D1转换成CPU所需的电压，通过稳压电路和倒相电路HC1后送到CPU的RXD脚。而CPU的TXD脚给出的串口信号经过倒相电路HC2倒相后送到9针串口。该电路中低电平是0V，而高电平由串口的第6脚和第7脚提供上拉电压，由于计算机串口的驱动能力较弱，高电平只能达到5到6V，经过上拉电压后达到串口能够识别的信号电压-12V和+12V。但是计算机的串口考虑到兼容问题，其电压适应范围都比较大，对于0V输入，将识别为底电平，等同于所需-12V，而5V输入识别为高电平等同于+12V，因此该电路可以完成电平的转换。

本发明接口电路板的倒相器HC1和HC2都可以采用74HC05型号，由串口输出提供电源，由5V稳压管稳定在5V。同样出于计算机串口的驱动能力较弱的原因，倒相器必须采用CMOS的74HC系列，不能采用74LS系列。而且在设置计算机串口时必须注意计算机9针串口相应的输出脚必须设置为+12V电压输出。

在本发明的接口板电路中，还需要设置一接口板电路的驱动电源，可以从所述计算机串口的第4脚和第8脚通过电平转换后供整个接口板电路驱动用，如图1所示的，通过一稳压管D2实现电平转换，将计算机串口的电压转换为接口板电路所需的电压。

本发明电视机电路中的控制芯片可采用EnME0509，它是一个标准的8051内核的8位控制器。除了标准8051的定时器和中断配备外，它还有1032Bytes的RAM，7个8Bit的PWM输出，4个6Bit的ADC；它内置了支持在线编程更新功能ISP的128K Bytes FLASH。

本发明EnME0509的ISP需要软件编程配合硬件来实现，128K的FLASH分为256个页，每页512个Byte。最后面的2个页用于存放ISP程序，因此要求芯片的这2页不能进行在线编程更新。EnME0509通过串口与计算机通讯，计算机通过串口命令使EnME0509进入ISP模式后，再发出254组命令对254页的FLASH进行在线编程更新，每组命令包括删除、数据写入，最后发出ISP终止命令复位EnME0509。

本发明所采用的电视机电路芯片EnME0509的ISP寄存器中有三个用于ISP功能，其包括：

1)CHPCON

设置为0x11使EnME0509进入ISP模式，但要注意进入ISP前必须关闭所有中断和看门狗。

设置为0x81复位EnME0509(退出ISP)。

2)ISP_ADDR

FLASH页地址选择，值是0到253。

3)ISP_CTRL

设置为0x91将选择的FLASH页的512Bytes的数据读入到XRAM中(地址是000到1FF)。

设置为0x92将XRAM的数据写入到选择的FLASH页。

设置为0x94将选择的FLASH页的数据删除。

EnME0509所有ISP的操作均通过以上三个寄存器完成：

1)进入ISP模式

EA＝0；WDTC＝0；CHPCON＝0x11；//EA＝0是关闭中断，

WDTC＝0是关闭看门狗

2)选择FLASH页

ISP_ADDR＝n；

3)FLASH数据删除

ISP_CTRL＝0x94；

4)FLASH页空检查

用ISP_CTRL＝0x91读出选择的FLASH页数据，检查这512个Byte数据是否都是FF。

5)数据写入FLASH

ISP_CTRL＝0x92；

6)FLASH数据校验

用ISP_CTRL＝0x91读出选择的FLASH页数据，计算这512个Byte数据的校验和，同正确的校验和数据进行比较

7)退出ISP模式(CPU将被复位)

CHPCON＝0x81；

5、EnME0509进入ISP模式的握手协议

由于本发明装置和方法的ISP功能操作具有破坏性，如果太容易进入ISP模式，一旦误动作进入ISP模式，可能会破坏正常的程序，使软件无法正常运行造成死机。为防止这种情况，设计了握手协议对进入ISP模式进行确认，如图2a和图2b所示的，由计算机端发送一个特定请求字符，如“冒号”，然后就等待应答字符；电视机的控制芯片端在收到请求字符时，就向计算机端发送应答字符，例如应答字符也是冒号；如果计算机端收到应答回送的冒号，即发送握手协议的握手字串，例如5个字符的字串Key1，电视机的控制芯片端收到该字串Key1后即回送应答字串Key2；计算机端接收到应答字串Key2后，即可发送一回车字符OxOD，表示ISP程序可以开始，并立即启动ISP过程。电视机的控制芯片端收到该回车字符后即进入ISP模式，并循环执行ISP命令将电视机控制芯片的相关存储空间，除ISP程序本身的存储空间外的相关空间予以更新。

本发明装置和方法中，计算机端软件在进入ISP过程后，其ISP在线编程更新的过程包括：从第0页到253页循环，对每页做删除和写入操作，并检查返回的操作正确与否信息，如果有错误，重复操作3次直到成功，连续三次错误则退出，流程步骤如图3所示，设置从第0页开始，删除电视机控制芯片当前页FLASH数据，并写入从计算机传输过来的当前页FLASH数据，并对页数计数器进行加一，直至判断该页数是否到达254页，终止循环，发送退出ISP模式的命令，并退出ISP过程。

在上述程序中，删除当前页FLASH数据和写入当前页FLASH数据的具体流程请参见图4所示，在实现如图2所示的握手协议后，由计算机端控制发送删除命令字符，并发送页码和校验码、回车符等删除指令，等待电视机的控制芯片端返回删除返回消息，如果在控制芯片上没能完成删除操作，则不能反馈正确的返回信息；计算机端没有返回正确的信息，就重复发送上述指令，重复预定次数如3次，如果不能接收到返回的正确信息，则终止ISP过程。

如果接收到返回的正确信息，则接着发送数据写入命令字符，发送页码、该页上的更新数据等写入指令，并发送校验码，然后等待电视机的控制芯片端反馈正确的写入返回信息；如果电视机控制芯片不能执行完毕写入操作，则不能反馈正确信息，计算机端重复上述写入数据的发送过程，达到预定次数如3次，则结束该ISP过程。如果电视机的控制芯片执行完写入操作，则向计算机端反馈返回信息，计算机端收到该返回的操作正确信息，继续开始对下一页的ISP过程。

本发明方法中的电视机控制芯片，如本实施例中的EnME0509芯片，在对应更新软件操作进入ISP命令执行循环后，接收计算机发来的命令字符，根据命令字符执行相应的操作，并检查操作结果，将操作结果信息发回给计算机，其执行过程如图5所示，如果执行完ISP更新过程，则退出ISP模式，并进行EnME0509复位过程。

其中，执行删除命令的具体流程如图6a所示，对应图4所示的过程，其包括：判断是否接收到了页码数据、校验码数据、回车符等，如果收到并进行验证正确，则根据收到的页码数据选择相应的FLASH页，将该页数据删除，并进行页空检查，如果空检查正确，则返回操作正确的删除返回信息，否则，返回操作错误的删除返回信息；最后返回ISP命令的执行循环。

本发明的电视机控制芯片执行写入命令的具体流程如图6b所示，参照图4所示过程，其具体包括：判断是否收到页码数据、对应该页的更新数据大小为512k、校验码，并校验是否正确，如果正确则根据收到的页码数据选择相应的FLASH页，将收到的对应更新数据写入该页，并对写入的FLASH数据进行校验，如果正确，则返回操作正确的写入返回信息，否则返回操作错误的写入返回信息；最后返回ISP命令执行循环。

须做说明的是，本发明的实施例中电视机控制芯片EnME0509在接收计算机端发来的字符时，可以等待0.5秒到1秒的时间，在这时间内收到字符则继续，否则认为没有接收到字符。为了使用方便，计算机端软件在读入程序数据文件时可以记录该文件的日期和时间，并在每次进行ISP操作前自动检查该文件是否已更新(例如已重新编译)，如果该文件已更新，自动重新读入该文件。

本发明方法为了加快ISP过程，在计算机端软件在进行每页FLASH写入操作时，可以检查该页数据是否全部为FF(程序量越小，这种情况越多，表示该页空白)，如果是，只要对该页FLASH直接执行删除操作即可，不需要再进行写入操作，如此也就节省了通过串口传送512个数据的时间。

本发明可重复在线编程的电路装置和实现方法合理使用了计算机串口输入电压识别范围宽的特性，只需要通过简单的电平转换和稳压设置就可以通过串口和VGA端子实现计算机与电视机主板CPU的通信。而且此方法对软件更改、调试没有限制，可以重复操作且对硬件没有任何损坏，这样也方便了产品后期软件的维护和升级。

同时，在计算机更新流程上设置了ISP模式的握手协议，由于ISP操作具有破坏性(一旦更新不能完成，容易造成芯片程序的损坏)，如果太容易进入ISP模式，一旦误动作进入ISP模式，可能破坏正常的程序，使软件无法正常运行造成死机。因此通过握手协议对进入ISP模式进行确认，就确保了不会对CPU的数据进行误操作，造成不必要的损失。

本发明可重复在线编程的电路装置和实现方法，应用于电视机技术中，由于采用了计算机的串口传输接口和对应软件控制，并通过电视机的对应接口进行数据传输，方便了电视机的在线编程，其实现结构和工艺简单，适合于大规模流水线作业。

应当理解的是，上述针对本发明较佳实施例的描述较为详细和具体，并不能因此而理解为对本发明专利保护范围的限制，本发明的专利保护范围应该以所附权利要求为准。

Claims (10)

1、一种可重复在线编程的电路装置，其用于一电视机电路板上，其特征在于，还包括：一接口板电路，和一电视机控制芯片；所述接口板电路用于连接一通用计算机的9针串口和所述电视机控制芯片的数据输入、输出接脚，并包括一电平转换电路，用于将所述通用计算机9针串口中的电平转换为电视机控制芯片所需电平；所述通用计算机上设置有一在线编程更新程序，通过所述9针串口实现对所述电视机控制芯片的在线编程更新。

2、根据权利要求1所述的电路装置，其特征在于，所述电视机控制芯片采用EnME0509芯片。

3、根据权利要求2所述的电路装置，其特征在于，所述电视机控制芯片的数据输入和数据输出接脚设置在该电视机的VGA接口上。

4、根据权利要求1所述的电路装置，其特征在于，所述电平转换电路包括从所述9针串口引脚连接的一5V稳压管。

5、一种可重复在线编程的实现方法，用于一可控制电视机控制芯片实现在线编程更新的计算机，其包括以下步骤：

A、在计算机的9针串口与所述电视机控制芯片之间设置一接口板电路，用于数据传输连接和电平转换；

B、由所述计算机端发送握手字串，当确认所述电视机控制芯片收到该握手字串后发送回车字符，并进入在线编程更新程序；所述电视机控制芯片在收到该回车字符后进入在线编程更新模式，等候所述计算机端的在线编程更新命令；

C、由计算机控制对所述电视机控制芯片的各页面数据进行在线编程更新，更新完毕后复位该电视机控制芯片。

6、根据权利要求5所述的实现方法，其特征在于，所述电视机控制芯片为EnME0509，并且其数据输入和数据输出接脚设置在所述电视机的VGA接口上。

7、根据权利要求5所述的实现方法，其特征在于，所述步骤A在所述计算机端发送握手字串之前还包括：

所述计算机端发送一初始请求字符，所述电视机控制芯片在收到该初始请求字符后回送一应答字符。

8、根据权利要求7所述的实现方法，其特征在于，所述初始请求字符和所述应答字符都是冒号。

9、根据权利要求5所述的实现方法，其特征在于，所述步骤C还包括：

由所述计算机发送控制指令，循环将所述电视机控制芯片中的每页存储数据进行删除和写入操作。

10、根据权利要求9所述的实现方法，其特征在于，所述删除和写入操作包括：

C1、所述计算机依次发送删除命令字符、待删除数据的页面、校验码、回车符，判断是否接收到电视机控制芯片的删除返回信息，并判断信息是否正确；如不正确，则重复预定次数，并结束在线编程更新过程；

C2、所述电视机控制芯片收到上述删除命令后，将对应的页面数据删除，并根据是否操作正确返回删除返回信息；如果删除不成功，则返回等待执行在线编程更新命令状态；

C3、所述计算机在收到删除信息正确后，依次发送数据写入命令字符、待写入的页码、待写入的数据、校验码，并判断是否接收到电视机控制芯片的写入返回信息，并判断信息是否正确；如果信息不正确，则重复写入操作预定次数后，结束在线编程更新过程；

C4、所述电视机控制芯片在收到上述写入命令后，将对应页面的数据更新写入，并校验，根据是否操作正确返回写入返回信息；如果写入不成功，则返回等待执行在线编程更新命令状态。

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