以前的芯片编程，通常是将芯片放在专用编程工具上进行，由于大部分都是插件封装，也还是比较方便的，但随着芯片集成度越来越高，芯片的体积也越来越小，贴片的小封装就不方便放在编程工具上，所以芯片直接焊在电路板上编程，在线编程功能随即流行起来。在线编程目前有ICP、ISP、IAP方式，各方式都是实现在线编程，但在本质上有区别，很多人对这几种方式也难以区分。

ICP : In Circuit Programing，在电路编程，专用编程器操作，外围电路不能上电，因为需要控制上电电压及顺序节奏来进入编程模式，编程对整个ROM区操作，这是常用的在线编程功能，逻辑过程为：PC接口》编程器》芯片存储器用户区。

ISP : In System Programing，在系统编程，单片机相当于固化Boot Loader，可以不使用专用编程器，编程也是针对整个ROM区操作，逻辑过程为：PC接口》芯片存储器用户区。

IAP : In applicating Programing，在应用编程，将单片机的存储区域分块，需要软件触发或硬件触发程序最终在哪一块运行，逻辑过程为：PC接口》芯片Boot Loader区》芯片存储器用户区

应用介绍

目前单片机基本上都支持ICP烧录，一般通过JTAG、I2C、单总线等接口方式在线刷新内部flash。比如：

1、中颖SinoWealth单片机，就是利用四线JTAG或单线SWE进行编程操作，编程时应用端不能上电，是典型的离线更新程序，并且是对芯片内部整片flash区编程操作。

2、晶宏STC单片机ISP功能，芯片内部集成了烧录功能，利用UART串口将数据下载给用户flash区，这种方式同样也是对芯片内部整片flash区编程操作。

3、SST89X52系列单片机，就是典型的IAP类型，内部flash分成几块，比如Block 0作为启动区，Block1作为用户区，单片机上电首先进入启动区，并判断进入Block 0运行还是跳入Block 1运行，这就需要一个软件或硬件触发，我们可以事先将Block 0编写一个烧录程序，进入Block 0运行时就可以对用户区进行程序更新，这就叫自编程，即区块0的程序改写区块1的程序。由于内部2个区块的flash相互独立，此时区块0对接电脑，就可以实现在线更新用户程序，若是在区块0写入无线对接程序，那么就能无线升级程序了。

综上几种在线烧录的方式，可以看到IAP的功能是最强大的，而且应用的灵活性很强，现在工程师写的软件或多或少都存在着BUG，产品售卖到用户手上不能升级程序，那是比较麻烦。智能化产品目前也都在这个方向上发展，一定要能实现无线在线更新程序，但是这一套系统成本较高，并且复杂，就像家庭里的普通家用电器，里面也就一个简单的单片机，成本控制得很低，难以实现这套功能。

比如烹饪器具，企业研究了一个新的菜谱，只要更改内部程序即可实现，若用户想使用就必须新换一台家电，给用户带来成本的压力，若是家电上带有无线升级程序的功能，就可以实时推送相关技术给用户，让用户享受到最新的科技，促进人类社会的进步。

普通单片机模拟IAP功能

难道普通的单片机就无法实现这个功能吗？经过我的分析并结合单片机目前的状况，普通单片机实现起来并不难。目前流行的单片机一般都是flash型，并带有自编程功能，即开放了指令，程序可以对内部扇区编程，这样做的目的是可以省去外部EEPROM，将需要掉电保存的数据存入内部flash，替代外部存储器。

上图为现代MC96F6432单片机的flash存储器结构，内部32K划分为512个扇区，每个扇区64个字节，即总空间ROM=512*64Byte=32KByte，因为flash型存储器都是按扇区操作的，内部扇区的编程是可以用开放的指令进行改写，所以我们可以利用这个特性，自行将存储器进行划分，比如前16个扇区（0~0x03ff）作为Boot Loader，剩下的扇区作为用户程序区。Boot Loader用于扇区编程，进行改写用户程序区，同时通过UART接口与电脑对接，这样程序就变成了两块，Boot Loader区程序设计时在Keil开发环境里设置如下：

设置起始ROM存放为0x0100，因为C51系列单片机0~0xff是中断矢量入口区，不要去占用它，经过这样设置后，Keil编译器就会将C语言代码存放在0x100~0x3ff范围里，就可以放心地写Boot Loader代码了。其实这里面最关键的是中断入口区的编写，若是用汇编的话就会简单很多，而用C编写就比较麻烦一点。

完成Boot区的程序后，用户程序区还需要设置一下，前面已经将前16扇区占用了，用户程序区还得告诉Keil编译器跳过此程序段，用户程序的环境设置如下：

此设置的意思就是告诉编译器程序放在0x400~0x7fff区域，经过这样设置后编译出来的程序，就可以通过Boot Loader代码接收PC电脑端的数据，然后用扇区自编程写入到0x400~0x7fff区域。这里还有一个关键的问题，那就是芯片本身的flash是一整体，划分后中断区是共用的，这还得处理，其实也很简单，我们只需要将0~0xff区域的内容映射到用户扇区即可，此部分内容在PC端的上位机处理就行了。

总结

经过以上设计，Boot Loader就能改写用户flash区，最简单的应用就是不借助编程器就可实现程序烧录，电脑通过串口将数据直接发给Boot区，Boot区再利用自编程刷新flash，现在PC已经很少有串口，一般需要一片USB转串口的芯片即可。当然，只要在Boot区写入无线模块的通信程序，那么也就实现无线在线更新用户程序了。是不是很简单？只要是开放flash操作指令的单片机，用此原理都可以实现在线更新程序。

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