本发明涉及一种生产厂商没有提供内置在线下载功能的8031系列MCU在线下载模块及实现方法，属于处理器应用开发领域。
背景技术：
在嵌入式系统中，在线下载技术应用越来越广。在应用程序开发、调试、修改及产品生产、更新等过程中，需频繁将程序写入器件。传统的8031系列MCU没有提供内置在线下载/编程功能。传统的做法是将程序存储器解焊拿到编程器上烧写，操作繁琐复杂，不仅增加了人工和时间成本，尤其对于贴片封装以及解焊极易出现损伤的器件来说，更是容易造成物力财力的浪费，特别是针对当前系统微型化趋势，传统的8031系列MCU程序下载方法，阻碍了产品的微型化发展和批量产品的在线升级。
技术实现要素：
本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供一种8031系列MCU在线下载模块及实现方法，操作简单有效，可避免程序存储器件的损伤，降低成本，有利于产品的微型化和批量产品的在线升级。
本发明的技术解决方案是：一种8031系列MCU在线下载模块，包括ISP接口配置模块、数据存储器和程序存储器；
8031系列MCU通过总线与数据存储器和程序存储器连接；
所述ISP接口配置模块包括非门N1、非门N2、或门OR1、或门OR2以及一个与门AND；其中非门N1的输出端与8031系列MCU的EA管脚连接，非门N1的输入端与外部电平连接；8031系列MCU的管脚同时与数据存储器的管脚以及或门OR1的一个输入端连接，8031系列MCU的管脚同时与数据存储器的管脚以及或门OR2的一个输入端连接，或门OR1的另一个输入端以及或门OR2的另一个输入端同时与非门N1的输入端连接，或门OR1的输出端与程序存储器的管脚连接，或门OR2的输出端与与门AND的一个输入端连接，与门AND的另一个输入端与8031系列MCU的PSEN管脚连接，与门AND的输出端与程序存储器的管脚连接；非门N1的输入端与非门N2的输入端连接，非门N2的输出端与数据存储器的管脚连接。
所述数据存储器和程序存储器的存储空间均不大于64K。
利用所述在线下载模块实现8031系列MCU在线下载的方法，包括如下步骤：
(1)外部电平向非门N1的输入端输入低电平，使数据存储器无效，程序存储器读管脚和写管脚有效；
(2)使用烧写器将驻留监控模块预先存储在程序存储空间中；
(3)8031系列MCU通过串口接收PC机发送的待下载程序，通过总线转发给驻留监控模块，驻留监控模块接收并解析待下载程序，将解析后的程序存储在程序存储器相应的地址；
(4)外部电平向非门N1的输入端输入高电平，使数据存储器有效，完成8031系列MCU的在线下载。
所述步骤(3)中驻留监控模块对解析后的待下载程序进行校验，如果校验结果有误，则不存储该程序且向8031系列MCU返回错误信号，8031系列MCU接收错误信号后，向驻留监控模块重新发送该程序；否则，向8031系列MCU返回正确信号，将解析后的程序存储在程序存储器相应的地址。
所述驻留监控模块包括主控制子模块、输入输出接口子模块、HEX文件处理子模块以及编程子模块；
所述主控制子模块负责进行驻留监控模块初始化，设置8031系列MCU和PC机之间的串行口工作方式；
输入输出接口子模块采用Xmodem串口通信协议接收8031系列MCU转发的程序，将来自HEX文件监视模块的正确信号或错误信号返回给8031系列MCU；
HEX文件处理模块包括HEX文件监视模块和HEX文件解码模块，HEX文件解码模块对接收到的程序进行解包，得到数据长度和待下载程序数据，将待下载程序数据按字节转换为十六进制或二进制文件，将数据长度发送给HEX文件监视模块，将十六进制或二进制文件发送给编程子模块；
HEX文件监视模块统计HEX文件接收缓冲区接收到的数据长度，与来自HEX文件解码模块的数据长度对比，如果两者一致，则向输入输出接口子模块发送正确信号；如果两者不一致，则向输入输出接口子模块发送错误信号；编程子模块在每次下载前，对程序存储器的存储单元进行擦除，然后将来自HEX文件处理模块的十六进制或二进制文件写入程序存储器的存储单元。
本发明与现有技术相比的优点在于：本发明突破8031系列MCU生产厂商没有提供内置在线下载功能，以及该系列芯片内部资源过少的瓶颈，引入了ISP接口配置模块和驻留监控模块，实现在线下载，与传统8031系列MCU需要将存储器件解焊拿到编程器上烧写相比，本发明操作简单有效，可避免存储器件的损伤，降低成本，有利于产品的微型化和批量产品的在线升级。
附图说明
图1为本发明在线下载模块示意图。
具体实施方式
如图1所示，本发明提出一种8031系列MCU在线下载模块，包括ISP接口配置模块、数据存储器和程序存储器。8031系列MCU通过总线与数据存储器和程序存储器连接。ISP接口配置模块包括非门N1、非门N2、或门OR1、或门OR2以及一个与门AND，其中非门N1的输出端与8031系列MCU的EA管脚连接，非门N1的输入端与外部电平连接，8031系列MCU的管脚同时与数据存储器的管脚以及或门OR1的一个输入端连接，8031系列MCU的管脚同时与数据存储器的管脚以及或门OR2的一个输入端连接，或门OR1的另一个输入端以及或门OR2的另一个输入端同时与非门N1的输入端连接，或门OR1的输出端与程序存储器的管脚连接，或门OR2的输出端与与门AND的一个输入端连接，与门AND的另一个输入端与8031系列MCU的PSEN管脚连接，与门AND的输出端与程序存储器的管脚连接；非门N1的输入端与非门N2的输入端连接，非门N2的输出端与数据存储器的管脚连接。
程序存储器(EEPROM或FLASH)的存储空间不大于64K，数据存储器(SRAM)的存储空间不大于64K。
本发明通过ISP接口配置模块实现在线下载模式和用户运行模式的有效切换，通过对数据存储器的控制端电平进行控制，禁止对其进行操作，实现在线下载模式，外部程序存储器被映射到外部数据存储空间，从而使程序存储器在驻留监控模块的控制下接收来自MCU的新代码或数据。在线下载完毕后，通过改变程序存储器和数据存储器的控制电平，将程序存储器恢复映射到程序存储空间，进入用户运行模式。
本发明实现在线下载的方法如下：
(1)外部电平向非门N1的输入端输入低电平，使数据存储器无效，程序存储器读管脚和写管脚有效。
(2)使用烧写器将驻留监控模块预先存储在程序存储空间中。
驻留监控模块包括主控制子模块、输入输出接口子模块、HEX文件处理子模块以及编程子模块。主控制子模块负责进行驻留监控模块初始化，设置8031系列MCU和PC机之间的串行口工作方式，包括波特率、数据位、校验方式、串口号(如波特率115200bps、数据位为把8位、奇校验、串口号为1)。输入输出接口子模块采用Xmodem串口通信协议接收8031系列MCU转发的程序，将来自HEX文件监视模块的正确信号或错误信号返回给8031系列MCU。
HEX文件处理模块包括HEX文件监视模块和HEX文件解码模块，HEX文件解码模块对接收到的程序进行解包，得到当前待下载程序的数据长度和待下载程序数据，将待下载程序数据按字节转换为十六进制或二进制文件，将数据长度发送给HEX文件监视模块，将十六进制或二进制文件发送给编程子模块。
HEX文件监视模块在当前程序传送结束时，统计HEX文件接收缓冲区接收到的数据长度，与来自HEX文件解码模块的数据长度对比，如果两者一致，则向输入输出接口子模块发送正确信号；如果两者不一致，则向输入输出接口子模块发送错误信号。
具体算法：识别文件的数据起始标志后，对接收到的HEX文件进行长度累加统计，记为CK_L，直到文件结束；来自HEX文件解码模块的数据长度为文件中记录的有效数据长度。二者进行比较，返回正确或错误信息。
编程子模块在每次下载前，对程序存储器的存储单元进行擦除，然后将来自HEX文件处理模块的十六进制或二进制文件写入程序存储器的存储单元。
(3)8031系列MCU在驻留监控模块作用下通过串口接收PC机发送的待下载程序，通过总线转发给驻留监控模块，驻留监控模块接收并解析待下载程序，对解析后的待下载程序进行校验，如果校验结果有误，则不存储该程序且向8031系列MCU返回错误信号，8031系列MCU接收错误信号后，向驻留监控模块重新发送该程序；否则，向8031系列MCU返回正确信号，将解析后的程序存储在程序存储器相应的地址。
(4)外部电平向非门N1的输入端输入高电平，使数据存储器有效，完成8031系列MCU的在线下载，进入用户运行模式(MCU向数据存储器发送数据，进行程序计算等操作)。
本发明能够实现程序直接下载，操作简单有效，可避免程序存储器件的损伤，可有效节省人力、物力、时间成本，能够有效提高生产率，有利于产品的微型化和批量产品的在线升级。
本发明未详细阐述部分属于本领域公知技术。