原标题：基于MC68HC908MR16数字化控制的不间断电源系统设计方案

基于Motorola MC68HC908LJ12单片机的FLASH在线编程技术实现方案

一、引言

随着嵌入式技术的不断发展，单片机在各类电子系统中的应用日益广泛。Motorola（现为NXP Semiconductors的一部分）的MC68HC908系列单片机以其高性能、低功耗和丰富的片内资源，在嵌入式领域占据了重要地位。其中，MC68HC908LJ12作为该系列中的一款八位单片机，凭借其内置的LCD驱动模块和FLASH存储器，成为众多应用场合的理想选择。本文将详细探讨基于MC68HC908LJ12单片机的FLASH在线编程技术实现方案，并介绍主控芯片型号在设计中的作用。

二、主控芯片型号介绍

MC68HC908LJ12单片机

MC68HC908LJ12是Motorola（现为NXP）推出的一款高性能八位单片机，旨在替代逐渐停产的MC68HC05L1、L5、L16等型号。该单片机集成了丰富的外设和功能模块，包括SCI（串行通信接口）、SPI（串行外设接口）、内置实时时钟模块（RTC）、512B RAM以及12KB的片内FLASH存储器。特别地，其内置的LCD驱动模块支持3×27或4×26段LCD显示，为界面设计提供了极大的便利。

MC68HC908LJ12单片机片内集成了电荷泵，能够在+5V工作电压下产生所需的FLASH编程电压，且FLASH擦写速度快、可靠性高，可擦写次数至少达到10万次以上。这一特性使得该单片机在需要频繁修改存储数据和代码的场合中表现出色。

三、FLASH在线编程技术概述

FLASH在线编程技术，即无需将单片机从目标系统中取下，即可对片内FLASH进行擦除和写入操作的技术。这种技术极大地提高了开发效率和灵活性，使得开发者能够在产品开发的各个阶段对程序进行快速迭代和优化。

MC68HC908LJ12单片机支持两种FLASH编程模式：监控模式（Monitor Mode）和用户模式（User Mode）。每种模式都有其特定的应用场景和优势。

四、监控模式下的FLASH在线编程

1. 进入监控模式

当MC68HC908LJ12单片机上电复位时，若检测到复位向量（FFFE FFFF）为空（即值为FFFF），或特定引脚（如IRQ）加上特定的电平，单片机将进入监控模式。在监控模式下，单片机运行固化在监控ROM中的代码，这些代码提供了与主机通信的接口，并允许主机通过串行通信口向单片机下载程序到RAM中，进而对FLASH进行擦除和写入操作。

2. 编程操作

在监控模式下，开发者可以利用仿真器或编程器对FLASH进行整体擦除、页擦除或写入操作。这些操作通过向单片机发送特定的命令和数据序列来完成。监控模式适合对新出厂的芯片进行编程写入，或对芯片的整体擦除和写入。

3. 编程流程

• 初始化：设置单片机的时钟频率、通信参数等。

• 进入监控模式：通过复位向量或特定引脚电平触发。

• 下载程序：主机通过串行通信口将程序下载到单片机的RAM中。

• 执行编程操作：利用监控ROM中的代码对FLASH进行擦除和写入。

• 验证：验证FLASH中的数据是否正确写入。

• 退出监控模式：完成编程后，单片机退出监控模式，进入正常工作状态。

五、用户模式下的FLASH在线编程

1. 进入用户模式

在单片机正常工作的过程中，程序可以在用户模式下对FLASH进行编程操作。此时，FLASH写入和擦除程序是用户程序代码的一部分，存储在无冲突的FLASH存储器中以便被调用。

2. 编程操作

在用户模式下，开发者需要在程序中嵌入FLASH编程操作例程。这些例程负责将需要写入或擦除的数据传输到FLASH中，并控制FLASH控制寄存器（FLCR）以执行相应的操作。由于FLASH编程过程中需要较高的电压，因此这些操作通常需要在RAM中执行，以避免对正在运行的程序造成干扰。

3. 编程流程

• 准备阶段：将FLASH编程操作例程复制到RAM中。

• 执行编程操作：在RAM中执行编程例程，对FLASH进行擦除和写入。

• 验证：验证FLASH中的数据是否正确写入。

• 恢复程序：将控制权交还给用户程序，继续执行后续操作。

六、主控芯片在设计中的作用

MC68HC908LJ12单片机作为主控芯片，在嵌入式系统设计中扮演着至关重要的角色。其丰富的功能特性和高效的FLASH在线编程能力，使得它在多个方面对系统设计产生深远影响。

1. 系统控制核心

MC68HC908LJ12作为系统的控制核心，负责协调和管理各个外设模块的工作。通过编程，可以实现对传感器数据的采集、处理，控制执行机构的动作，以及与其他设备或系统的通信。这种高度的集成性和灵活性，使得MC68HC908LJ12能够胜任从简单到复杂的各种嵌入式应用。

2. 数据存储与管理

内置的12KB FLASH存储器为系统提供了充足的存储空间，用于存储程序代码、数据表、配置信息等。通过FLASH在线编程技术，开发者可以在不更换硬件的情况下，对存储在FLASH中的数据进行更新和修改，从而实现对系统功能的快速迭代和优化。此外，FLASH存储器的高可靠性和长寿命，也保证了系统数据的稳定性和安全性。

3. 界面显示与交互

MC68HC908LJ12内置的LCD驱动模块，使得它在需要界面显示的应用场合中具有独特的优势。通过编程，可以轻松地实现文本、数字、图形等信息的显示，以及用户与系统的交互。这种直观的显示方式，不仅提高了系统的易用性，还增强了用户体验。

4. 通信接口与数据交换

MC68HC908LJ12提供了SCI和SPI等通信接口，使得系统能够与其他设备或系统进行数据交换。通过编程，可以实现与上位机、其他单片机、传感器、执行器等设备的通信，从而实现远程监控、数据采集、指令控制等功能。这种强大的通信能力，使得MC68HC908LJ12在物联网、工业自动化、智能家居等领域具有广泛的应用前景。

5. 功耗管理

MC68HC908LJ12单片机具有低功耗特性，支持多种低功耗模式。通过编程，可以根据系统的实际需求，灵活地在不同功耗模式之间进行切换，以实现节能降耗的目的。这种功耗管理能力，对于需要长时间运行且对功耗有严格要求的系统来说，具有非常重要的意义。

6. 加速产品开发周期

FLASH在线编程技术极大地加速了产品的开发周期。开发者无需在每次修改程序代码后都重新烧录芯片，而是可以直接在目标系统中进行在线调试和修改。这种即改即测的开发方式，不仅提高了开发效率，还降低了开发成本。

七、总结

基于Motorola MC68HC908LJ12单片机的FLASH在线编程技术实现方案，充分利用了单片机内置的FLASH存储器和监控模式/用户模式下的编程能力。通过详细的编程流程和主控芯片在设计中的重要作用分析，可以看出MC68HC908LJ12单片机在嵌入式系统设计中的独特优势和广泛应用前景。未来，随着技术的不断进步和应用的不断拓展，MC68HC908LJ12单片机及其FLASH在线编程技术将在更多领域发挥重要作用。