（安徽省消防电子工程技术研究中心 蚌埠依爱消防电子有限责任公司 安徽蚌埠 233000）
摘要：针对NXP系列单片机，在生产过程中需要添加产品序列号的问题，对LPC1788单片机在ISP模式下烧录过程进行了分析，并通过编写上位机软件，实现了在烧写过程中添加产品序列号的功能，本文详细介绍了LPC1788单片机程序烧录过程，以及数据采集过程。
关键词：ISP(在系统编程)；烧录；采集
LPC17XX系列单片机提供多种程序烧录方案，引导代码可以通过对空片进行初始编程、对事先已编程的芯片进行擦除和再编程，或者通过运行系统中的应用程序对Flash存储器进行编程。本文主要介绍通过引导加载器软件和UART0串口对片上Flash存储器进行编程或再编程的方法，既ISP在系统编程。通过本文的一些经验描述，希望为以后进行相关软件编写的人员提供一些参考建议，以减少工作量。
1、数据获取
想要分析出软件烧录过程，必须想办法获取烧录过程中收、发数据信息，这里提供一种简单的方法获取数据，我们可以通过portmon串口监视或ComSpyApp监视软件进行COM口数据监视，烧程序软件为Magic Flash。这样，整个烧录过程就在我们掌握之中了。如下图1所示：
图1 串口监视软件
2、协议分析
获取了数据后，这里我们就需要对获取的数据进行分析，由于串口监视的数据量比较大，大概有100多万行的指令，这样分析起来就比较困难。我们可以查看LPC17XX系列单片机datasheet，NXP公司提供了自己的通讯协议规范，我们可以通过提供的指令操作进行相应的数据分析，例如主机发送一个同步字符“？”（0X3F）并等待响应，这时单片机会给主机返回一个同步字符“？”，同时还向主机发送一个ASCII字符串“Synchronized<CR><LF>”作为响应，如此类推，我们按照datasheet上给我们的指令表，并结合自己获取的监控数据，就可以翻译出相应的信息。软件流程图如下图2所示：
由于手册有些地方介绍不是很详细，这里给大家分享一点自己的经验：
1、所有ISP命令都已单个ASCII字符串形式发送，发送完的数据都应以回车（CR）和/或换行（LF）控制字符作为结束符，这点手册上是有提及的。
2、通过监控数据进行分析，可以看到写进Flash的的地址由高到低，因此写入的程序也应从尾部到首端。
3、每次发送写512字节到RAM后会进行检验，校验方式为求和校验，校验和为UU编码过程之前512字节数据校验和。
4、其中UU编码原则为3个字节变为4个字节，但512字节不够配对，因此每512个字节应补一个字节变为513个字节。便于UU编码后成为684个字节发送，但实际发送写RAM字节数为UU编码前512个字节，这点比较重要，为监控数据分析得来。实际上一次可以发送更多数据，UU编码中有简单介绍，这里我只按照监控数据的512个字节数据来处理。
5、程序用软件烧进去但液晶不能正常工作，用监控数据和原Hex文件比对，发现一处异常，原Hex文件第28到33个字节处数据正常转码过后数据应该是60 60 60 60 60 60 60 60，而实际为60 28 38 32 5F 5E 5C 60，于是将自己程序的这个地址数据按照监控数据改变后，烧录正常，程序烧录完成后，液晶工作，不太清楚原因。
图2 烧录过程流程图
6、编程结束校验部分暂未验证，只是提供作为参考。
下图3为烧录过程界面：
图3 软件界面
3、UU编码
当我们进一步分析获取数据时，会发现一个奇怪现象，获取的数据中会出现很多0X60这一数据，我们可能会误以为这就是NXP公司提供的相应指令数据，只需要翻译就可以继续进行下面的处理，实际上不然，NXP公司为了加强出现在读写时的安全性，采用了UU编码的形式对数据就行加密，这就给我们的破解工作带来了一定困难，这里我们需要了解相应的UU编码知识对其破解，简单的说UU编码算法就是将3个字节二进制数据转换成4字节可打印的ASCII字符集，发送器在发送20个UU编码行之后发送检验和，任何UU编码行的长度都不应超过61个字符（字节），也就是可以保持45个数据字节，接收器应当将该校验和与接收数据的校验和进行比较，如果匹配，接收器相应“OK<CR><LF>”，并等待下一次发送，如果不匹配，接收器响应“RESEND<CR><LF>”作为响应，并重新发送字节。下图三为具体实现过程
4. 结束语
通过调试分析，NXP系列单片机ISP模式烧录程序相对还是比较复杂，需要结合数据手册进行分析，对数据的采集分析也至关重要，本文没有介绍校验功能解析过程，读者可参考写入功能进行完善。
论文作者:胡晓林
论文发表刊物:《电力设备》2018年第2期
论文发表时间:2018/5/28
标签：数据论文; 字节论文; 烧录论文; 单片机论文; 过程论文; 程序论文; 软件论文; 《电力设备》2018年第2期论文;