CN103838591B - 一种基于串行总线的多单片机升级方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于串行总线的多单片机升级方法及装置，属于单片机在线升级技术领域。方法包括：主设备与各单片机从设备采用串行总线互连；主设备向各单片机从设备发送需要升级的单片机从设备升级命令；需要升级的单片机从设备向主设备发送要求进行密码验证命令；主设备向需要升级的单片机从设备发送应答密码；需要升级的单片机从设备验证应答密码；主设备向需要升级的单片机从设备发送升级程序；需要升级的单片机从设备接收升级程序，完成升级。本发明技术方案克服了一个个手工为多个单片机智能设备升级不同的应用程序的缺点，同时升级过程不需要主单片机，减少了硬件复杂度，并且在升级部分加入密码验证程序，实现了对单片机的安全性保护。

Description

一种基于串行总线的多单片机升级方法及装置

技术领域

本发明涉及单片机在线升级技术领域，尤其涉及一种基于串行总线的多单片机升级方法及装置。

背景技术

目前以单片机为主设计的电子智能设备越来越被广泛的应用在智能家庭中，单片机主要通过运行其内部存储的应用程序来实现各种智能设备功能。智能设备中单片机应用程序一般在出厂前被进行烧写，程序到了用户手中不能再次更改。在用户购买使用智能设备中，通常厂家还要对产品进行升级和维护，以修正智能设备中单片机应用程序所存在的缺陷或者需要对智能设备增加新的功能，故需要智能家庭用户对单片机应用程序进行在线升级。

现有的单片机程序在线升级技术通常具有通用性差、技术风险高的缺点，且智能家庭用户在对多设备中的多个单片机程序进行升级时，只能一个一个手工进行。公开日期为2010年3月17日的中国专利“一种升级多个单片机程序的方法”提出了一种对多个单片机进行程序在线升级的技术，该技术实现了对单一单片机或多个单片机的升级维护，利用主单片机与外部计算机之间的串口连接线将升级程序下载到主单片机或每一个从单片机。但是该技术具有一定局限性，具体表现如下：

1、升级的对象是一个智能设备中的多个单片机，对多个智能设备不能一次性进行升级；

2、智能设备中必须有主单片机；

3、升级时没有进行安全验证。

发明内容

本发明提供一种多单片机在线升级方法及装置,以克服现有技术存在的通用性差、技术风险高、只能一个一个手工为多个智能设备升级不同的应用程序、升级时没有安全验证的缺点，并且升级时不需要主单片机，减小了硬件复杂度。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种基于串行总线的多单片机升级方法，主设备与各单片机从设备之间采用串行总线互连，所述方法包括：

步骤1：所述主设备向所述各单片机从设备发送需要升级的单片机从设备升级命令；

步骤2：需要升级的单片机从设备向所述主设备发送升级设备标识信息，并要求对所述主设备进行密码验证；

步骤3：所述主设备向所述需要升级的单片机从设备发送对应的应答密码；

步骤4：所述需要升级的单片机从设备验证所述应答密码，如果所述应答密码正确，向所述主设备发送允许升级命令；

步骤5：所述主设备向所述需要升级的单片机从设备发送对应的升级程序；

步骤6：所述需要升级的单片机从设备接收所述升级程序完成升级。

进一步地，所述步骤2之前还包括：所述各单片机从设备根据所述升级命令判断本机此次是否需要升级，不需要升级的单片机从设备不进行此次升级，继续等待下一次来自所述串行总线的升级命令。

进一步地，所述步骤3具体包括：

所述主设备根据所述升级设备标识信息、所述主设备预设的需要升级的单片机从设备密码，生成所述需要升级的单片机从设备的应答密码；

所述主设备向所述需要升级的单片机从设备发送所述应答密码。

进一步地，所述主设备向所述需要升级的单片机从设备发送对应的应答密码，具体包括：

所述主设备根据所述升级设备标识信息、所述主设备预设的需要升级的单片机从设备密码，生成所述需要升级的单片机从设备的应答密码；

所述主设备向所述需要升级的单片机从设备发送所述应答密码。

进一步地，所述需要升级的单片机从设备验证所述应答密码包括：

所述需要升级的单片机从设备接收所述应答密码，根据所述升级设备标识信息与所述需要升级的单片机从设备存储的本机密码，生成验证密码；

所述需要升级的单片机从设备比较所述验证密码与所述应答密码是否一致；如果所述验证密码与所述应答密码不一致，则所述应答密码错误，所述需要升级的单片机从设备结束此次升级，继续等待下一次来自所述串行总线的升级命令；如果所述验证密码与所述应答密码一致，则所述应答密码正确。

进一步地，所述主设备向所述需要升级的单片机从设备发送对应的升级程序包括：

所述主设备根据所述升级设备标识信息选择所述需要升级的单片机从设备的升级程序；

所述主设备向所述需要升级的单片机从设备发送所述升级程序。

本发明还提供了一种基于串行总线的多单片机升级装置，所述装置包括：主设备、各单片机从设备、串行总线，所述主设备与所述各单片机从设备间采用所述串行总线互连；

所述主设备包括：主命令发送单元、密码生成单元、程序选择单元；所述各单片机从设备包括：从命令发送单元、密码验证单元、升级单元；

所述主命令发送单元，用于向所述串行总线发送需要升级的单片机从设备升级命令；

所述从命令发送单元，用于向所述串行总线发送升级设备标识信息及要求对所述主设备进行密码验证命令；

所述密码生成单元，用于生成与所述需要升级的单片机从设备相应的应答密码，向所述串行总线发送所述应答密码；

所述密码验证单元，用于接收并验证来自所述串行总线的所述应答密码，如果所述应答密码正确，向所述串行总线发送允许升级命令；

所述程序选择单元，用于接收来自所述串行总线的允许升级命令，选择与所述需要升级的单片机从设备相应的升级程序，向所述串行总线发送所述升级程序；

所述升级单元，用于接收来自所述串行总线的所述升级程序，完成对本单片机从设备的升级。

进一步地，所述各单片机从设备还包括判断单元，用于接收所述主命令发送单元的所述升级命令，判断本单片机从设备此次是否需要升级，不需要升级的单片机从设备不进行此次升级，继续等待下一次来自所述串行总线的升级命令。

进一步地，所述密码生成单元用于生成与所述需要升级的单片机从设备相应的应答密码包括：

所述密码生成单元接收所述升级设备标识信息，并将其与所述密码生成单元预设的需要升级的单片机从设备密码组合处理，生成相应的应答密码。

进一步地，所述密码验证单元用于接收并验证来自所述串行总线的所述应答密码包括：

所述密码验证单元接收所述应答密码，根据所述升级设备标识信息与所述密码验证单元存储的本机密码，生成验证密码；

如果所述验证密码与所述应答密码不一致，则所述应答密码错误，所述需要升级的单片机从设备结束此次升级，继续等待下一次来自所述串行总线的升级命令；如果所述验证密码与所述应答密码一致，则所述应答密码正确。

进一步地，所述程序选择单元选择与所述需要升级的单片机从设备相应的升级程序包括：所述程序选择单元根据所述升级设备标识信息，选择所述需要升级的单片机从设备的升级程序。

本发明的技术方案采用多单片机共享串行总线，由临时设备充当主设备，对多个单片机从设备进行升级，升级过程还包括单片机从设备对主设备进行密码验证。本发明提出的技术方案可一次性对多个设备进行升级，并不局限于一个设备，并且克服了现有的单片机程序在线升级技术通常具有通用性差、技术风险高的缺点。与现有技术相比，本发明技术方案的益处包括：

1、在升级部分加入验证程序，以验证本次升级是否合法，是否允许升级，实现了对单片机的安全性保护；

2、采用多单片机共享串行总线，升级过程不需要主单片机，减少了硬件复杂度，克服了只能一个一个手工为多个智能设备升级不同的应用程序的缺点。

附图说明

图1是本发明具体实施例一提供的一种基于串行总线的多单片机升级方法流程图；

图2是本发明具体实施例二提供的一种基于串行总线的多单片机升级装置示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

本发明实现对多个设备进行程序升级，且每个设备中只包含一个需要升级的单片机程序，多个设备间采用串行总线连接。串行总线可以选择422总线、485总线。422总线采用全双工工作方式，是一种点到多点的连接，485总线采用半双工工作方式，是一种多点到多点的连接,在本发明各实施例中串行总线采用485总线。升级方案采用主从式，需要升级的各个单片机均为从设备。当需要升级时，将存有升级程序的设备对接到串行总线上作为主设备，主设备可以是PC机、服务器、手机等各种设备，本发明各实施例主设备选用一台PC机，该设备通过USB转485接口连接到485总线上。

实施例一

参见图1，展示了一种基于串行总线的多单片机升级方法，主设备PC机对从设备1的升级方法具体步骤如下：

步骤101：PC机通过串行总线向各从设备发送从设备1升级命令；

步骤102：各从设备根据接收的从设备1升级命令，判断自己此次是否进行升级，从设备1判定为是，执行步骤103，其它从设备判断为否，不进行此次升级，继续等待下一次PC机发送的升级命令；

步骤103：从设备1向PC机发送本机升级设备标识信息密码验证命令，并要求对PC机进行密码验证，其中升级设备标识信息可以采用设备类型、程序版本号及挑战码，设备类型用于PC机对单片机从设备的识别，程序版本号用于为PC机选择与单片机从设备对应的升级程序，挑战码用于对单片机从设备的密码验证；

步骤104：PC机处理从设备1的升级设备标识信息，生成应答密码，向从设备1发送应答密码，应答密码由升级设备标识信息中的设备类型及挑战码、PC机预设的从设备1密码组合处理得到，组合方式为设备类型+挑战码+从设备1密码；

步骤105：从设备1生成验证密码，比较验证密码与应答密码是否一致，如果一致，应答密码正确，则密码验证通过，执行步骤107，否则密码验证失败，执行步骤106，其中验证密码由本机升级设备标识信息中的挑战码、设备类型及从设备1存储的本机密码组合生成，组合方式为设备类型+挑战码+本机密码；

步骤106：PC机对从设备1的本次升级失败，结束此次升级，继续等待下一次PC机发送的升级命令；

步骤107：从设备1向PC机发送允许升级命令；

步骤108：PC机根据从设备1的升级设备标识信息向从设备1发送相应的升级程序，其中升级程序的选择是根据升级设备标识信息的设备类型及程序版本号，从PC机存储的各单片机从设备升级程序中，选择与从设备1对应的升级程序。

步骤109：从设备1升级完成，向PC机发送从设备1升级完成指令。

PC机对其它单片机从设备的升级方法，与对从设备1的升级方法类似，这里不再赘述。

本实施例实现了一次性对多个设备进行升级，无需一个一个手工为多个智能设备升级不同的应用程序，在升级过程中加入密码验证程序，以验证本次升级是否合法，是否允许升级，实现了对单片机的安全性保护，克服了现有的单片机程序在线升级技术通常具有通用性差、技术风险高的缺点，并且不需要利用主单片机来对其它单片机进行升级，减小了硬件复杂度。

实施例二

参见图2，一种基于串行总线的多单片机升级装置示意图。该装置包括：主设备、各从设备、串行总线。各从设备为从设备1、从设备2……从设备N。主设备与各单片机从设备间采用串行总线互连。

主设备包括：主命令发送单元11、密码生成单元12、程序选择单元13；所述各单片机从设备，以从设备1为例，包括：从命令发送单元21、密码验证单元22、升级单元23；

主设备PC机对从设备1进行升级时，装置中的各单元工作如下：

1、主命令发送单元11，用于向串行总线发送从设备1升级命令。

2、从命令发送单元21，用于向串行总线发送本机升级设备标识信息及要求对PC机进行密码验证命令。

3、密码生成单元12，用于生成与从设备1相应的应答密码，向串行总线发送应答密码。

4、密码验证单元22，用于接收并验证来自串行总线的应答密码。其验证过程为：密码验证单元22首先生成验证密码，然后比较验证密码与应答密码是否一致，如果验证密码与应答密码一致，应答密码正确，向串行总线发送允许升级命令，如果验证密码与应答密码不一致，应答密码错误，从设备1结束此次升级，继续等待下一次来自串行总线的升级命令。

5、程序选择单元13，用于接收来自串行总线的允许升级命令，选择与从设备1相应的升级程序，向串行总线发送升级程序；

6、所述升级单元23，用于接收来自串行总线的升级程序，完成对本单片机从设备1的升级。

7、从设备1还包括判断单元24，用于接收主命令发送单元11的升级命令，判断本机此次是否需要升级，不需要升级的单片机从设备不进行此次升级，继续等待下一次来自所述串行总线的升级命令。在PC机对从设备1进行升级时，除从设备1外的其它各单片机从设备继续等待下一次来自所述串行总线的升级命令。

上述升级设备标识信息优选的采用设备类型、程序版本号及挑战码。其中设备类型用于PC机对单片机从设备的识别，程序版本号用于为PC机选择与单片机从设备对应的升级程序，挑战码用于对单片机从设备的密码验证。

密码生成单元12相应的应答密码是将接收的升级设备标识信息中设备类型、挑战码，与密码生成单元12预设的从设备1密码组合处理得到的，组合方式为设备类型+挑战码+从设备1密码。

密码验证单元22的验证密码是根据升级设备标识信息中设备类型、挑战码，与密码验证单元22存储的本机密码组合处理得到的，组合方式为设备类型+挑战码+本机密码。

程序选择单元13在选择与从设备1相应的升级程序时是根据升级设备标识信息的设备类型及程序版本号，从PC机存储的各单片机从设备升级程序中，选择与从设备1对应的升级程序。

在该装置中，PC机对其它从设备的升级过程，与PC机对从设备1的升级过程类似，这里不再赘述。

本实施例提供的基于串行总线的多单片机升级装置与普通的升级装置相比，增加了密码生成单元12、密码验证单元22，以验证本次升级是否合法，是否允许升级，实现了对单片机的安全性保护，并且多单片机共享串行总线，升级过程不需要主单片机，减少了硬件复杂度，实现了能够一次性对多个设备进行升级，无需一个个手工为多个智能设备升级不同的应用程序。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种基于串行总线的多单片机升级方法，主设备与各单片机从设备之间采用串行总线互连，其特征在于，所述方法包括：

步骤1：所述主设备向所述各单片机从设备发送需要升级的单片机从设备升级命令；

步骤2：需要升级的单片机从设备向所述主设备发送升级设备标识信息，并要求对所述主设备进行密码验证；

步骤3：所述主设备向所述需要升级的单片机从设备发送对应的应答密码；

步骤4：所述需要升级的单片机从设备验证所述应答密码，如果所述应答密码正确，向所述主设备发送允许升级命令；

步骤5：所述主设备向所述需要升级的单片机从设备发送对应的升级程序；

步骤6：所述需要升级的单片机从设备接收所述升级程序完成升级；

其中，所述步骤3具体包括：

所述主设备根据所述升级设备标识信息、所述主设备预设的需要升级的单片机从设备密码，生成所述需要升级的单片机从设备的应答密码；

所述主设备向所述需要升级的单片机从设备发送所述应答密码。

2.根据权利要求1所述的基于串行总线的多单片机升级方法，其特征在于，所述步骤2之前还包括：所述各单片机从设备根据所述升级命令判断本机此次是否需要升级，不需要升级的单片机从设备不进行此次升级，继续等待下一次来自所述串行总线的升级命令。

3.根据权利要求1所述的基于串行总线的多单片机升级方法，其特征在于，所述需要升级的单片机从设备验证所述应答密码包括：

所述需要升级的单片机从设备接收所述应答密码，根据所述升级设备标识信息与所述需要升级的单片机从设备存储的本机密码，生成验证密码；

所述需要升级的单片机从设备比较所述验证密码与所述应答密码是否一致；如果所述验证密码与所述应答密码不一致，则所述应答密码错误，所述需要升级的单片机从设备结束此次升级，继续等待下一次来自所述串行总线的升级命令；如果所述验证密码与所述应答密码一致，则所述应答密码正确。

4.根据权利要求1所述的基于串行总线的多单片机升级方法，其特征在于，所述主设备向所述需要升级的单片机从设备发送对应的升级程序包括：

所述主设备根据所述升级设备标识信息选择所述需要升级的单片机从设备的升级程序；

所述主设备向所述需要升级的单片机从设备发送所述升级程序。

5.一种基于串行总线的多单片机升级装置，其特征在于，

所述装置包括：主设备、各单片机从设备、串行总线，所述主设备与所述各单片机从设备间采用所述串行总线互连；

所述主设备包括：主命令发送单元、密码生成单元、程序选择单元；所述各单片机从设备包括：从命令发送单元、密码验证单元、升级单元；

所述主命令发送单元，用于向所述串行总线发送需要升级的单片机从设备升级命令；

所述从命令发送单元，用于向所述串行总线发送升级设备标识信息及要求对所述主设备进行密码验证命令；

所述密码生成单元，用于生成与所述需要升级的单片机从设备相应的应答密码，向所述串行总线发送所述应答密码；

所述密码验证单元，用于接收并验证来自所述串行总线的所述应答密码，如果所述应答密码正确，向所述串行总线发送允许升级命令；

所述程序选择单元，用于接收来自所述串行总线的允许升级命令，选择与所述需要升级的单片机从设备相应的升级程序，向所述串行总线发送所述升级程序；

所述升级单元，用于接收来自所述串行总线的所述升级程序，完成对本单片机从设备的升级；

其中，所述密码生成单元用于生成与所述需要升级的单片机从设备相应的应答密码包括：

所述密码生成单元接收所述升级设备标识信息，并将其与所述密码生成单元预设的需要升级的单片机从设备密码组合处理，生成相应的应答密码。

6.根据权利要求5所述的一种基于串行总线的多单片机升级装置，其特征在于，所述各单片机从设备还包括判断单元，用于接收所述主命令发送单元的所述升级命令，判断本单片机从设备此次是否需要升级，不需要升级的单片机从设备不进行此次升级，继续等待下一次来自所述串行总线的升级命令。

7.根据权利要求5所述的基于串行总线的多单片机升级装置，其特征在于，所述密码验证单元用于接收并验证来自所述串行总线的所述应答密码包括：

所述密码验证单元接收所述应答密码，根据所述升级设备标识信息与所述密码验证单元存储的本机密码，生成验证密码；

如果所述验证密码与所述应答密码不一致，则所述应答密码错误，所述需要升级的单片机从设备结束此次升级，继续等待下一次来自所述串行总线的升级命令；如果所述验证密码与所述应答密码一致，则所述应答密码正确。

8.根据权利要求5所述的基于串行总线的多单片机升级装置，其特征在于，所述程序选择单元选择与所述需要升级的单片机从设备相应的升级程序包括：所述程序选择单元根据所述升级设备标识信息，选择所述需要升级的单片机从设备的升级程序。