C8051Fxxx程序丢失问题的分析

　　1 C8051Fxxx单片机简单介绍和Flash结构

　　C8051Fxxx系列器件是Silicon Labs推出的一个高速单片机系列。这款单片机是完全集成的混合信号片上系统型MCU 芯片。

　　具有高速、流水线结构的8051 兼容的CIP51内核;70%的指令的执行时间为1个或2个系统时钟周期;片上有丰富的片内外设，根据型号的不同，包括ADC、DAC、UART、捕捉/比较模块的可编程计数器/定时器阵列、SPI、SMBus等。

　　C8051Fxxx单片机有大容量的Flash存储器，用于程序代码和非易失性数据存储，可在系统编程。Flash的结构是以扇区为单位组织的(128 KB系列以1 024字节为1个扇区，64 KB系列以512字节为1个扇区)。非易失性Flash可以用来存储系统的参数，如软件版本、生产日期等。Flash可以使用编程器擦写，也可以在程序中使用MOVX指令来修改，从而使Flash 存储器具有在系统重新编程能力，允许现场更新8051 固件程序。Flash的写和擦除操作由硬件自动定时，以保证操作正确通过。C8051Fxxx的Flash保存下载的程序，在系统上电后，单片机从Flash读出代码数据到RAM，之后程序开始运行。

　　2 程序丢失问题的出现和原因

　　在一些实际应用中，系统重新上电后会出现程序不能正常运行的问题，常表现为“程序丢失”。通常是由于程序代码被损坏或被修改造成的。

　　造成程序丢失问题的原因很多，可以归结到一个基本原因，即对Flash的访问失败而造成Flash保存的代码出现错误。对于所有包含有Flash写/擦除子程序的系统，当CPU工作在规定的VDD、温度、系统时钟频率范围之外时，对Flash进行写/擦除操作，都有可能出现Flash数据错误的现象。

　　2.1 Flash数据错误的硬件原因

　　C8051Fxxx单片机的Flash操作由硬件控制，所以硬件上的不稳定可能造成Flash操作错误。硬件原因主要是能影响CPU正常运行的因素，以及能影响Flash操作环境的因素。这些因素包括操作电压、温度以及外部干扰脉冲等，具体如下：

　　① 能影响CPU运行可靠性的参数有系统时钟源。如果系统时钟由外部晶振提供，外部的电磁干扰引起尖脉冲，并耦合到系统时钟上，则会导致不可预知的操作。

　　② 系统在单片机的工作电压没有稳定(VDD上升时间低于规定的1 ms)时就已经完成复位，由于系统复位时需要从Flash读出代码数据，Flash电压不稳定会出现不可预测的错误。

　　③ 在对Flash的操作过程中，如果温度、电压不稳定，也可能造成Flash数据错误。

　　2.2 Flash数据错误的软件原因

　　代码设计的缺陷是程序丢失的主要原因，因为单片机的Flash是由硬件来控制的，不能由软件来控制操作的细节，所以程序的不完善可能造成Flash的访问出错，从而使Flash数据出现错误。 这些操作包括： 在PSWE位(PSCTL.0)置1时CPU执行中断服务程序中的MOVX写操作，该中断服务程序要使用xdata 或pdata 的易失性存储区单元，这样可能导致向xdata 或pdata存储区写的数据写到Flash中了，从而出现问题。另外，如果使用外部晶振作系统时钟，在时钟没有稳定时就对Flash进行写操作，也可能造成程序丢失。