單片機燒錄教程：單片機ISP、IAP和ICP燒錄方式介紹
你是單片機的頂級玩家還是入門菜鳥呢？單片機燒錄的一下幾個專有名詞你都了解清楚嗎？筆者今天一一為你詳解。
ISP：In System Programing，在系統編程
IAP：In applicating Programing，在應用編程
ICP：In Circuit Programing，在電路編程
ISP是指可以在板級上進行編程，也就是不用拆芯片下來，寫的是整個程序，一般是通過ISP接口線來寫。
IAP雖然同樣也是在板級上進行編程，但是是自已對自已進行編程，在應用中進行編程，也即可以只是更改某一部分而不影響系統的其它部分，另外接口程序是自已寫的，這樣可以進行遠程升級而不影響應用。
打個比喻吧：
1、ISP是把房子拆了再重造一間，那么在造好之前當然是不能住人的啦!
2、IAP是在造好的房子里邊進行一些裝修，當然人可以繼續住啦!
ICP是在電路編程，是LPC芯片的編程方式，相當于ATMEL的ISP，而LPC的ISP就相當于ATMEL的IAP了。
ISP于IAP的區別
ISP：in system programming, 在系統編程
IAP: in applicatin programming 在應用編程
但兩者的操作方式,結果和應用場合有什么區別
什么是ISP:
用寫入器將code燒入,不過,芯片可以在目標板上,不用取出來,在設計目標板的時候就將接口設計在上面,所以叫"在系統編程",即不用脫離系統;
什么是IAP:
在應用編程,有芯片本身(或通過外圍的芯片)可以通過一系列操作將code寫入,比如一款支持Iap的單片機,內分3個程序區,1作引導程序區,2作運行程序區,3作下載區,芯片通過串口接收到下載命令,進入引導區運行引導程序,在引導程序下將new code內容下載到下載區,下載完畢并校驗通過后再將下載區內容復制到2區,運行復位程序,則Iap完成;
應用場合:
1,ISP 程序升級需要到現場解決,不過好一點的是不必拆機器了;
2,IAP 如果有網管系統的話,用網管下載一切搞定,人不用跑來跑去,
這可能是他們的優點或應用吧
在線編程目前有兩種實現方法：在系統編程(ISP)和在應用編程(IAP)。ISP一般是通過單片機專用的串行編程接口對單片機內部的Flash存儲器進行編程,而IAP技術是從結構上將Flash存儲器映射為兩個存儲體,當運行一個存儲體上的用戶程序時,可對另一個存儲體重新編程,之后將控制從一個存儲體轉向另一個。ISP的實現一般需要很少的外部電路輔助實現,而IAP的實現更加靈活,通常可利用單片機的串行口接到計算機的RS232口,通過專門設計的固件程序來編程內部存儲器。 ISP和IAP很相似，都是不需要把芯片從板子上拔出來，就達到了用PC-MCU的編程接口(JTAG、串口、雙絞線、SPI等)搞定新版本的升級的目的。MCU內部都是首先執行一段獨立的Boot代碼(這段Boot代碼一般是出廠預置，或使用編程器燒錄的，通常只有1k或4k，SST通常是占用一塊獨立的Block，Philips通常是讓BootROM地址與其他Flash重疊，以達到隱藏的效果)，Boot負責控制擦除程序存儲器及給程序存儲器編程的代碼(或是處理器外部提供的執行代碼)，然后通過某種與PC計算機的通信方式(如，ether網口)，將用戶指定的某個在PC上編譯完成的MCU可運行的二進制代碼文件編程入MCU內的程序存儲器。
ISP和IAP最大的不同是：由誰來觸發。
ISP有4種觸發方式：
1.由外部硬件電路：如VDD保持高電平，給RST連續3個脈沖;
2.檢測狀態位：如ISPEN，為0時PC指針從0000H開始執行;為1時，通過“引導向量”計算出“ISP代碼”的位置。每次復位后都會檢測該狀態位;
3.中止控制符信號觸發芯片復位：中止控制符信號就是指在異步串行口的接收腳上出現長 達一幀長度的低電平，這里一幀的長度與異步串行口的工作模式有關。
4.直接調用ISP：用戶程序也可以調用，但是很危險。
4種方式的目的是相同的——進入ISP子程序，比如Philips出廠的ISP子程序在1E00H-1FFFH，只要能引導PC指針指向1E00H就可以了。
而進入ISP代碼的目的是：進入BootROM。
IAP的觸發比較簡單一些，沒有外部觸發。通過一些指示位(SST為SC0/SC1、SFCF;Philips為一段IAP子程序，保存在FF00H～FFFFH地址空間中)，達到引導到BootROM的目的。
殊途同歸，ISP、IAP所進入的BootROM里面駐留的Boot代碼，才是最終目標。
最后一種：并行編程模式。不需要BootROM，直接設置芯片的多個引腳來讓芯片識別命令(如：擦除、寫入、驗證等)，從P口傳地址、數據，就可以寫入Flash
用LPC2000的IAP，你自己分配好FLASH空間，指定一個BLOCK用來存放你的數據，然后通過IAP進行寫操作。每次開機后，從這個BLOCK讀你的數據。
IAP的實現
通常在用戶需要實現IAP功能時，即用戶程序運行中作自身的更新操作，需要在設計固件程序時編寫兩個項目代碼，第一個項目程序不執行正常的功能操作，而只是通過某種通信管道(如USB、USART)接收程序或數據，執行對第二部分代碼的更新;第二個項目代碼才是真正的功能代碼。這兩部分項目代碼都同時燒錄在User Flash中，當芯片上電后，首先是第一個項目代碼開始運行，它作如下操作：
1)檢查是否需要對第二部分代碼進行更新
2)如果不需要更新則轉到4)
3)執行更新操作
4)跳轉到第二部分代碼執行
第一部分代碼必須通過其它手段，如JTAG或ISP燒入;第二部分代碼可以使用第一部分代碼IAP功能燒入，也可以和第一部分代碼一道燒入，以后需要程序更新是再通過第一部分IAP代碼更新。
對于STM32來說，因為它的中斷向量表位于程序存儲器的最低地址區，為了使第一部分代碼能夠正確地響應中斷，通常會安排第一部分代碼處于Flash的開始區域，而第二部分代碼緊隨其后。
在第二部分代碼開始執行時，首先需要把CPU的中斷向量表映像到自己的向量表，然后再執行其他的操作。
如果IAP程序被破壞，產品必須返廠才能重新燒寫程序，這是很麻煩并且非常耗費時間和金錢的。針對這樣的需求，STM32在對Flash區域實行讀保護的同時，自動地對用戶Flash區的開始4頁設置為寫保護，這樣可以有效地保證IAP程序(第一部分代碼)區域不會被意外地破壞。
ISP(In-System Programming)在系統可編程，指電路板上的空白器件可以編程寫入最終用戶代碼，而不需要從電路板上取下器件，已經編程的器件也可以用ISP方式擦除或再編程。IAP(In-Application Programming)指MCU可以在系統中獲取新代碼并對自己重新編程，即可用程序來改變程序。ISP和IAP技術是未來儀器儀表的發展方向。
1 ISP和IAP的工作原理
ISP的實現相對要簡單一些，一般通用做法是內部的存儲器可以由上位機的軟件通過串口來進行改寫。對于單片機來講可以通過SPI或其它的串行接口接收上位機傳來的數據并寫入存儲器中。所以即使我們將芯片焊接在電路板上，只要留出和上位機接口的這個串口，就可以實現芯片內部存儲器的改寫，而無須再取下芯片。
IAP的實現相對要復雜一些，在實現IAP功能時，單片機內部一定要有兩塊存儲區，一般一塊被稱為BOOT區，另外一塊被稱為存儲區。單片機上電運行在BOOT區，如果有外部改寫程序的條件滿足，則對存儲區的程序進行改寫操作。如果外部改寫程序的條件不滿足，程序指針跳到存儲區，開始執行放在存儲區的程序，這樣便實現了IAP功能。
2 ISP和IAP在單片機中的應用
2.1 傳統編程方法的不足
在一般的單片機的實驗或開發時，編程器是必不可少的裝置。仿真、調試完的程序需要借助編程器燒到單片機內部或外接的程序存儲器中。普通的編程器價格從幾百元到幾千元不等，對于一般的單片機用戶來說還是一筆不小的開支。另外，在開發過程中，程序每改動一次就要拔下電路板上的芯片編程后再插上，這樣不但麻煩也很容易對芯片和電路板造成損傷，另外在程序需要升級做改動時，必須將設備返廠或是技術人員到現場操作，既不方便也造成成本浪費。
2.2 ISP和IAP的優點
ISP技術的優勢是不需要編程器就可以進行單片機的實驗和開發，單片機芯片可以直接焊接到電路板上，調試結束即成成品，免去了調試時由于頻繁地插入取出芯片對芯片和電路板帶來的不便。
IAP技術是從結構上將Flash存儲器映射為兩個存儲體，當運行一個存儲體上的用戶程序時，可對另一個存儲體重新編程，之后將程序從一個存儲體轉向另一個。
ISP的實現一般需要很少的外部電路輔助實現，而IAP的實現更加靈活，通常可利用單片機的串行口接到計算機的RS232口，通過專門設計的固件程序來編程內部存儲器，可以通過現有的INTERNET或其它通訊方式很方便地實現遠程升級和維護。
2.3 產品分析
目前市場上不少的單片機具有ISP和IAP功能。
ST公司的μPSD32××系列單片機片內帶128KB/256KB的FLASH存儲器及32KB Boot ROM,通過JTAG串行口能很容易地實現ISP功能。IAP功能則可由用戶在應用中實現。
ATMEL公司的單片機AT89S8252，提供了一個SPI串行接口對內部程序存儲器編程(ISP)。SST公司的單片機SST89C54，其最大的特點內部有兩塊獨立的FLASH存儲器,具有IAP(應用中在線編程)功能，對于8052系列的其它公司的單片機(ATMEL、 WINBOND、ISSI)可以直接代換，軟硬件無須做任何改動。
PHILIPS公司的P89C51RX2xx系列是帶ISP/IAP的8位Flash單片機。PHILIPS公司為了使ISP技術和IAP技術得以推廣，在芯片上免費提供了Boot ROM固件，并且巧妙地解決了固件和FLASH的地址覆蓋問題及一些具體實現細節問題，使它們的實現變得簡單。
此外在外圍器件中ST公司的PSD系列產品片內帶大容量存儲器，支持ISP及IAP功能。
ISP，In System Programing
主要是指代芯片的燒寫方式，以往寫片子需要把片子拿下來，離開電路，用編程器燒，換句話說，芯片不能不脫離應用系統進行寫入。ISP 主要針對這個問題，使用JTAG或者串行口(MCU 內部有Boot Loader ，通過指定的方式激活之，它可以和PC或其它上位機通過串口聯系，不用使單片機離開應用系統而更新內部的程序/設置)進行程序的燒寫操作。
因此，具有ISP 功能的MCU 可以不使用編程器進行編程。當然，實現ISP 可能需要一些硬件電路支持，具體的在數據手冊中有說明。IAP，In Application Programing單片機內部具有一些可擦寫的非易失存儲器，如Flash。在單片機獨立運行時，不具備IAP 功能的單片機并不能對Flash的數據進行修改，比如，對自身的某一個模塊的代碼，數據進行修改。具備了IAP 功能的MCU ，能夠通過使用各自公司開發的技術，對于自身進行修改。
簡言之：ISP=>修改MCU 內部數據需要有外部介入;IAP=>修改MCU 內部數據可以不用外部介入。二者可以說是數據更新的一種實現機制。一般具備ISP 功能后，就不要編程器了，而是使用下載線進行編程工作。但是不是說他們就一定不支持編程器了，具體型號具體分析。是否需要仿真器進行仿真和是否具備ISP和IAP沒有必然的聯系。只不過具備了IAP功能，可以在MCU內寫入監控程序，模擬一個仿真器，當然，這個監控程序是要消耗資源的，和使用硬件的仿真器還有一定的差異。IAP的應用，在51上可能比較多，就是SST出的那個SoftICE功能。他的MCU 其實不具備ISP功能，需要使用編程器燒一個Boot Loader進去，然后，利用IAP功能，就可以通過串行口下載數據了。SST的那個，使用的是自己開發的一個SoftICE軟件，和Keil C的Mon51接口。看DataSheet上說，先要用編程器燒Boot Loader進去，然后，用串口燒SoftICE進去，然后就可以用了。
編輯：admin 最后修改時間：2017-11-15
