您现在的位置：首页 > 技术方案 >通信与网络 > 基于LPC2124芯片和GPRS网络+AT45DB08081B实现终端系统程序的远程升级设计方案

基于LPC2124芯片和GPRS网络+AT45DB08081B实现终端系统程序的远程升级设计方案

来源： yibeiic

2022-07-27

类别：通信与网络

拍明芯城

原标题：基于LPC2124芯片和GPRS网络实现终端系统程序的远程升级设计方案

基于LPC2124芯片和GPRS网络+AT45DB08081B实现终端系统程序的远程升级设计方案

1. 引言

随着物联网（IoT）的快速发展，远程升级已经成为终端系统的一个重要功能。它不仅能显著降低维护成本，还能提高系统的灵活性和可用性。本文将介绍一种基于LPC2124微控制器、GPRS网络和AT45DB08081B闪存芯片实现远程程序升级的设计方案。

2. 系统概述

该系统的核心组件包括：

LPC2124微控制器：作为系统的主控单元，负责接收和处理远程升级数据。
GPRS模块：通过GPRS网络实现与远程服务器的通信。
AT45DB08081B闪存芯片：用于存储新的固件程序。

系统结构图如下所示：

+--------------------+        +-----------------+        +--------------------+
|                    |        |                 |        |                    |
|   远程服务器       |<------>|     GPRS模块    |<------>|    LPC2124微控制器  |
|                    |        |                 |        |                    |
+--------------------+        +-----------------+        +--------------------+
                                                           |
                                                           |
                                                           v
                                               +--------------------+
                                               |    AT45DB08081B   |
                                               |    闪存芯片        |
                                               +--------------------+

3. 硬件设计

3.1 LPC2124微控制器

LPC2124是NXP（原飞思卡尔）公司生产的一款基于ARM7TDMI-S核心的32位微控制器，具有以下主要特点：

高达60 MHz的工作频率。
128 KB的片内闪存和16 KB的片内SRAM。
多达46个GPIO端口，支持多种通信接口（如UART、SPI、I2C等）。
多种电源管理模式，适用于低功耗应用。

在本设计中，LPC2124的主要作用是：

通过UART接口与GPRS模块进行通信，接收远程服务器发送的升级数据。
通过SPI接口与AT45DB08081B闪存芯片通信，将接收到的新固件写入闪存。
在升级过程中，负责校验固件的完整性和正确性，并在升级完成后重新启动系统，加载新固件。

3.2 GPRS模块

GPRS模块用于实现远程数据通信。在本设计中，常用的GPRS模块型号有SIM800C、SIM900A等。其主要功能包括：

通过GPRS网络与远程服务器建立连接。
接收并转发远程服务器发送的固件数据。
通过AT命令与LPC2124进行通信。

3.3 AT45DB08081B闪存芯片

AT45DB08081B是Adesto Technologies公司生产的一款8 Mbit的闪存芯片，支持SPI接口通信。其主要特点包括：

高速读写操作，最大写入速度为33 MHz。
具备数据保护功能，防止数据在意外断电时丢失。
支持多种工作模式（如标准SPI模式、快速读取模式等）。

在本设计中，AT45DB08081B的主要作用是存储从远程服务器接收到的新固件。LPC2124通过SPI接口将新固件写入该芯片，并在系统重启时从该芯片读取新固件进行加载。

4. 软件设计

4.1 主控程序

主控程序运行在LPC2124微控制器上，其主要功能包括：

初始化UART和SPI接口，建立与GPRS模块和闪存芯片的通信。
接收来自GPRS模块的固件数据，并通过SPI接口写入AT45DB08081B闪存芯片。
校验固件数据的完整性，确保数据传输过程中没有出现错误。
在升级完成后重启系统，并从闪存芯片加载新固件。

以下是主控程序的简化流程图：

开始
|
V
初始化UART和SPI接口
|
V
通过UART与GPRS模块建立连接
|
V
接收固件数据并写入AT45DB08081B
|
V
校验固件数据完整性
|
V
固件校验通过？
|       
否        是
|         |
V         V
报告错误  重启系统
          |
          V
        从闪存芯片加载新固件
          |
          V
         结束

4.2 GPRS模块通信

GPRS模块通过AT命令与LPC2124微控制器进行通信。典型的通信过程如下：

初始化GPRS模块，设置工作模式。
通过AT命令与远程服务器建立TCP连接。
接收服务器发送的固件数据，并通过UART接口传递给LPC2124。

4.3 闪存操作

LPC2124通过SPI接口与AT45DB08081B进行通信，主要涉及以下操作：

写入数据：将接收到的固件数据写入闪存芯片的指定地址。
读取数据：在系统重启后，从闪存芯片读取固件数据进行加载。
校验数据：在写入数据后，读取并校验数据的完整性，确保数据传输过程中没有出现错误。

5. 远程升级流程

整个远程升级过程包括以下几个步骤：

固件准备：开发人员在远程服务器上准备好新固件，并生成固件校验码。
连接建立：LPC2124通过GPRS模块与远程服务器建立连接。
数据传输：远程服务器将固件数据发送到LPC2124，LPC2124将接收到的数据写入AT45DB08081B闪存芯片。
数据校验：LPC2124对写入的固件数据进行校验，确保数据传输的完整性。
系统重启：校验通过后，LPC2124重启系统，并从闪存芯片加载新固件。

6. 设计实现

6.1 硬件连接

硬件连接图如下所示：

+-------------------+     UART     +-------------+
|                   |<------------>|             |
|     LPC2124       |              |  GPRS模块   |
|                   |              |             |
+-------------------+              +-------------+
       |
       |
     SPI
       |
       |
+-------------------+
|                   |
|   AT45DB08081B    |
|                   |
+-------------------+

6.2 主控程序实现

主控程序的主要代码如下：

#include <LPC21xx.h>
#include "UART.h"
#include "SPI.h"
#include "Flash.h"

void main() {
    UART_Init();
    SPI_Init();
    Flash_Init();

    if (GPRS_Connect()) {
        while (GPRS_ReceiveData()) {
            Flash_WriteData();
        }

        if (Flash_VerifyData()) {
            System_Reset();
        } else {
            UART_SendError();
        }
    }
}