MSP430单片机的BSL编程工具设计与应用

摘要：为了对烧断熔丝的MSP430系列单片机进行程序更新，采用USB转串口芯片PL2303和VB6.0编程语言设计出了一款高性价比的BSL编程工具，给出了该编程工具的硬件和软件设计的具体方案，并论述了设计中的要点。该BSL编程工具使用方便、操作简单、成本低廉，投入使用以后获得了较好的效果。

引言

美国德州仪器公司的MSP430系列单片机在智能仪器仪表、医疗电子、消费电子等领域有着非常广泛的应用。大部分MSP430系列单片机都具有非易失性Flash存储器，用户调试或更新Flash中程序的方式一般有两种方法：JTAG和Bootstrap Loader(引导装载程序，简称BSL)。

MSP430系列单片机内部集成了JTAG仿真调试模块，并口转换器就可以作为一个低成本的JTAG硬件仿真调试工具，然而，为了保护用户程序代码，往往产品开发完成之后必须要烧断MSP430单片机内部的熔丝，这就使得MSP430单片机无法再通过JTAG接口访问CPU或者更新Flash中的用户程序了，要想再次访问或者更新Flash中的用户程序就需要使用BSL接口。BSL接口也是对烧断熔丝后的MSP430单片机进行程序升级的唯一方法。

MSP430系列单片机出厂时在特定的内存空间固化了一段引导代码，即BSL，通过在单片机特定引脚上加一个特定的时序就可进入这段引导代码，用户就可以通过标准的异步串行口访问单片机的内部资源，如Flash、RAM等(读操作需要验证密码)，这就为嵌入式应用提供了方便的升级和维护方式。

采用USB转串口芯片和VB6.0编程语言设计并实现了一种成本低廉、使用方便、操作简单的BSL编程工具，可以通过串口实现对MSP430系列单片机进行擦除、编程、自动下载文件、声音提示以及自动运行代码等功能。系统总体设计框图如图1所示。

1 系统硬件设计

该BSL编程工具的硬件是使用USB转串口芯片PL2303设计的，具有使用方便、设计成本低等优点。PL2303是Prolific公司生产的USB总线转接芯片，具有全部调制解调器控制信号，如TXD、RXD、DTR、RTS等，可实现USB转3.3 V或5 V全双工串口TTL电平。

PL2303芯片接入PC机后会产生一个虚拟的串口设备，使用VB6.0提供的MSComm串口控件进行编程，即可控制TXD、RXD、DTR、RTS产生所需要的时序信号。尽管使用PC机的物理串口也可以实现同样的功能，但并不是每台PC机都有物理串口，USB转串口芯片使得该编程工具省去了物理串口的限制，并可为MSP430单片机提供电源，因此，PL2303是移动系统和嵌入式系统的理想选择，其小封装能够嵌入到任何连接件和手持设备中。

该编程工具将PL2303芯片的DTR、RTS引脚分别连接到MSP430系列单片机的RST、TCK(或者TEST)引脚，如果是带有TEST引脚的MSP430单片机，则应用TEST引脚替换TCK引脚。TX D、RXD是串口发送、接收引脚，需要连接MSP430单片机对应的BSL引脚，不同的单片机对应的接收和发送引脚不完全一样。PL2303芯片的第4个引脚VDD 325是用来决定控制信号逻辑电平的，MSP430系列单片机都是3.3 V工作电压，因此，VDD_325应该接3.3 V，以便于TXD、RXD、DTR和RTS产生3.3 V逻辑电平。AMS1117是用来将5 V电压转换为3.3 V电压，除了给VDD_325提供电压，也可以给外部的MSP430单片机提供3.3 V电源。系统硬件设计原理图如图2所示。

2 系统软件设计

BSL编程工具的软件设计采用VB6.0来实现，尽管使用VC++、Delphi等编程工具都可以实现该软件的设计，但选择VB6.0具有更多的优势，因为VB是一种比较简单的事件驱动编程语言，对初学者的要求较低。VB拥有图形用户界面和快速应用程序开发系统，使用其提供的组件完全可以完成该软件的设计。

2.1 MSP430单片机BSL时序介绍

要使MSP430单片机进入BSL复位向量，需要在单片机的RST和TCK(或者TEST)引脚施加一个特定的时序，MSP430单片机接到这个特定时序后，CPU的程序指针(PC)指向0x 0C00地址处，这是一段1 KB的ROM区(0x 0C00～0x 1000)。

在BSL程序开始执行时，TCK引脚已收到至少两个负跳变，并且当RST由低向高跳变时TCK保持低电平，此时，MSP430单片机进入BSL状态;如果是带有TEST引脚的MSP430单片机，则应用TEST引脚替换TCK引脚，并且TEST引脚接收的到是至少两个正跳变，并且当RST由低向高跳变时 TEST保持高电平。MSP430单片机BSL启动时序如图3所示。

2. 2 BSL的串口通信协议

MSP430单片机利用内部定时器实现在特定的引脚模拟串口通信时序，大多数MSP430单片机的P1.1引脚作为BSL的发送端(即TXD)，P2.2引脚作为BSL的接收端(即RXD)，不同型号的单片机会有所不同。

MSP430单片机的串口协议默认采用：9 600的波特率，半双工模式，1位起始位，8位数据位(最低位在前