nuvoTon（新唐）8bit 8051 微控制器開發環境建置 [3]－離線和 ISP（UART）燒錄

網頁最後修改時間：2020/08/15

從這篇網頁開始，將會說明如何在 Keil µVision 5 建立 nuvoTon（新唐） 8-bit 8051 MCU（微控制器）的韌體開發環境，主要分為：

1. Keil C51 開發環境建置所需軟體安裝；
   主要說明建置開發環境時所需要的軟體的下載和安裝。
2. 如何建立一個全新的 Keil 專案檔（以新唐 N76E003 晶片為例）；
   包含樣本檔的建立、一鍵燒錄設定和除錯設置等...。
3. 離線和 ISP（UART）燒錄；
   NuMicro ICP Programming Tool 燒錄 .hex 檔的說明，和使用 ISP（UART）燒錄韌體的方法。

這一篇是這系列的第三篇，主要說明韌體離線燒錄的方法，以及如何像 Arduino 一樣使用 UART 下載程式。

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有購買商品的使用者，網頁中所需相關資料已放置於雲端硬碟，請自行下載使用！
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網頁所用到的開發板與燒錄模擬器：

• 新唐 N76E003（1T 8051）系統板學習套件（含燒錄模擬器）

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本篇分為下面幾個小節作為說明：

• Nuvoton NuMicro ICP Programming Tool；
• ICP Programming Tool 安裝；
• ICP Programming Tool 燒錄說明；
• 燒錄模擬器韌體更新；
• ISP（UART）燒錄方式說明；
• 燒錄 N76E003 Bootloader；
• Nuvoton NuMicro ISP Programming Tool 燒錄測試；
• Keil µVision 專案設定 Hex to Bin；

【Nuvoton NuMicro ICP Programming Tool 】

請直接上 nuvoTon 官網下載頁 下載最新版的軟體，下面只是撰寫網頁時擷取的畫面，官網會不時的更新。

ICP Programming Tool 下載頁

/*--*//**---/*///**---*-*////***--*/*///***----*///--*/*///**--*/*//**--**/*//
* ICP Programming Tool 安裝：

下載後，點擊（NuMicro ICP Programming Tool **版本號**.exe）兩下開啟 ICP Programming Tool 安裝畫面。

 選擇 繁體中文 作為安裝語言，按 "確定" 進入到下一個畫面。

ICP Programming Tool Installation - 01

按 "下一步(N)" 進入到下一個畫面。

ICP Programming Tool Installation - 02

 勾選 我同意(A)，按 "下一步(N)" 進入到下一個畫面。

ICP Programming Tool Installation - 03

選擇軟體安裝的目錄。

若沒有特殊需求就維持預設值，然後按 "下一步(N)" 進入到下一個畫面。

ICP Programming Tool Installation - 04

一般不需要做修改，直接按 "下一步(N)" 進入到下一個畫面。

ICP Programming Tool Installation - 05

 按 "安裝(I)" 開始安裝。

ICP Programming Tool Installation - 06

 安裝需要一些時間，就耐心等一下！

ICP Programming Tool Installation - 07

到這邊就完成了 ICP Programming Tool 的安裝工作。

由於第一篇已經安裝過了 Nu-Link USB 驅動程式，所以下面的選項就不需要再次選擇了；請取消勾選 [ ]安裝 Nu-Link USB Driver 1.6 (選擇性)，按 "完成(F)" 結束 ICP Programming Tool 的安裝。

ICP Programming Tool Installation - 08

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* ICP Programming Tool 燒錄說明：

開啟剛剛安裝好的 "ICP Programming Tools"，選擇目標晶片: 8051 1T系列。

將燒錄模擬器接上 N76E003 系統板，並接至電腦。

燒錄模擬器與 N76E003 系統板接線示意圖

按 "繼續>>" 進入到主畫面。

ICP Programming Tool 燒錄說明 - 01

在 ICP Programming Tool 主畫面的左上角，按 "連接" 開始與燒錄模擬器和系統板連線。

ICP Programming Tool 燒錄說明 - 02

開啟 ICP Programming Tool 的當下，軟體同時也會檢測燒錄模擬器的韌體版本。

若是韌體版本符合 ICP Programming Tool 的需求，就會直接進入到軟體的主畫面。

若一但發現燒錄模擬器的韌體版本小於 ICP Programming Tool 需要的燒錄模擬器的韌體版本，就會出現警告對話方塊，提醒用戶需要更新燒錄模擬器的韌體。

下一節我們就來看看，若是發生提示需要更新燒錄模擬器韌體的時候，實際的操作步驟為何？

** 燒錄模擬器韌體更新：

一但軟體偵測到燒錄模擬器的韌體版本過低，就會出現提示用戶要更新燒錄模擬器韌體的警告對話視窗。

在該對話視窗中按 "是(Y)" ，開始更新韌體。

Nu-Link Firmware Upgrade - 01

韌體更新很快，等待一會兒就好了！

Nu-Link Firmware Upgrade - 02

韌體更新的過程中，完成更新時，會需要用戶重新插拔燒錄模擬器使其生效並重新被檢測；請照著畫面中的提示，拔下 USB 再重新插入。

Nu-Link Firmware Upgrade - 03

如果沒有出現任何問題，就會提示 已經成功更新韌體！

按 "確定" 關閉對話方塊，回到主畫面。

Nu-Link Firmware Upgrade - 04

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若不需要更新燒錄模擬器的韌體，則繼續上面 ICP Programming Tool 韌體燒錄的說明。

按 "連接" 與燒錄模擬器和 N76E003 系統板連線。

ICP Programming Tool 燒錄說明 - 03

成功連線後，燒錄模擬器和系統板的晶片型號都會出現在按鈕右邊的欄位中。

ICP Programming Tool 燒錄說明 - 04

按 "APROM" 載入 .hex 韌體檔案。

ICP Programming Tool 燒錄說明 - 05

選擇第二篇網頁裡專案所產生的 N76E003_Template.hex 檔案。

ICP Programming Tool 燒錄說明 - 06

按 "選項" 開啟燒錄選項的設定。

ICP Programming Tool 燒錄說明 - 07

"編程選項" 頁面，中勾選 [v]驗證，然後按 "確定" 儲存後離開回到主畫面。

ICP Programming Tool 燒錄說明 - 08

勾選 編程 裡的 [v] APROM 和 [v] 配置區 後，按 "開始" 進行燒錄。

ICP Programming Tool 燒錄說明 - 09

出現警告視窗，別管它！

按 "確定" 關閉視窗。

ICP Programming Tool 燒錄說明 - 10

接著出現另一個詢問視窗，詢問是否要做批次燒錄？因為只做一次，因此按 "否(N)" 關閉視窗並開始做燒錄的工作。

ICP Programming Tool 燒錄說明 - 11

到此，就完成燒錄韌體到 APROM 的工作。

按 "確定" 完成燒錄的工作並離開回到主畫面。

ICP Programming Tool 燒錄說明 - 12

上面就是使用 ICP Programming Tool 燒錄專案編譯之後 .hex 檔的方法，完成後系統板就會開始運作。

下面介紹另一種燒錄韌體的方式：ISP（UART）燒錄，它就像是 Arduino 燒錄韌體的方法。使用前，也是需要先燒錄 Bootloaderder，但不同的是，是要燒錄到 N76E003 的 LDROM 去，而不是 APROM。

接下來，就來看看要怎麼做！

【ISP（UART）燒錄方式說明】

N76E003 支援透過 UART 的方式進行韌體的燒錄，主要是透過預先在其 LDROM 燒錄一段更新用的程式碼（稱作為 Bootloader），透過讀取 UART 傳進來的資料，將這些資料轉存到 APROM 進行更新，這種方式類似於 Arduino 使用 UART 燒錄的方式。

開啟並解壓縮套件雲端資料夾 {新唐 N76E003（1T 8051）系統板學習套件} \ 程式碼  的檔案 ISP_UART燒錄_2020-08-14.zip。

N76E003 ISP（UART）燒錄需要的檔案

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* 燒錄 N76E003 Bootloader：

開啟 ICP Programming Tool 並進入到主畫面。

在主畫面左上角，按 "連接" 連線燒錄模擬器和 N76E003 系統板。

燒錄 N76E003 Bootloader - 01

成功連線後，燒錄模擬器和系統板的晶片型號都會出現在按鈕右邊的欄位中。

因為要燒錄 ISP（UART）韌體，所以這裡要選擇載入到記憶體 LDROM。

請按下 "LDROM" 開啟檔案總管。

燒錄 N76E003 Bootloader - 02

從剛剛 ISP_UART燒錄_2020-08-14.zip 解壓縮的目錄中，選定 Bootloader 文件 N76E003_ISP_UART0.hex 後，按 "開啟(O)" 打開檔案。

燒錄 N76E003 Bootloader - 03

載入 Bootloader 文件後，看一下檔案大小（1990 Bytes < 2K），這個檔案跟等一下設定 LDROM 的大小有關。

按 配置位 的 "設定"，打開晶片配置位的選項設定視窗。

燒錄 N76E003 Bootloader - 04

請依照下面說明進行相關設定（或依下圖紅框標示做設定）：

• 啟動選擇：LDROM；
• LDROM區域選擇：LDROM為2KB；
  這裡的選擇必須大於剛剛載入的 Bootloader。
• 看門狗時鐘WDT選擇：WDT 禁用；

按 "確定" 儲存設定後，離開到主畫面。

燒錄 N76E003 Bootloader - 05

設定好的 配置位 的值，就如下畫面中所示。

接著按下 "選項"，開啟 "編程選項" 視窗。

燒錄 N76E003 Bootloader - 06

勾選如下畫面，紅框中的設定。

完成後，按 "確定" 儲存選項設定後，離開到主畫面。

燒錄 N76E003 Bootloader - 07

回到主畫面後，勾選 編程 裡的 [v] LDROM 和 [v] 配置區，按 "開始" 開始進行燒錄。

燒錄 N76E003 Bootloader - 08

出現警告視窗，別管它！

按 "確定" 關閉視窗。

燒錄 N76E003 Bootloader - 09

接著出現另一個詢問視窗，詢問是否要做批次燒錄？

因為只做一次，因此按 "否(N)" 關閉視窗並開始做燒錄的工作。

燒錄 N76E003 Bootloader - 10

燒錄完成會出現燒錄結果的對話視窗，按 "確定" 完成燒錄並回到主畫面。

燒錄 N76E003 Bootloader - 11

按主畫面左上角的 "斷開"，斷開與燒錄模擬器和 N76E003 系統板的連線。

燒錄 N76E003 Bootloader - 12

到此，就完成使用 ICP Progrimming Tool 燒錄 N76E003 Bootloader 韌體的工作。

接下來，可以試試用 UART 來燒錄韌體程式到 N76E003 （APROM）了！

燒錄 N76E003 Bootloader - 13

/*--*//**---/*///**---*-*////***--*/*///***----*///--*/*///**--*/*//**--**/*//
* Nuvoton NuMicro ISP Programming Tool 燒錄測試：

有了 Bootloader 之後，用戶可以利用 UART 進行韌體程式的燒錄。這時燒錄使用的工具就不再是 ICP Programming Tool，而是 (Nuvoton NuMicro) ISP Programming Tool。

開始之前，請先準備 USB 轉 TTL 模組與 N76E003 進行下面的接線：

USB 轉 TTL 模組	N76E003 系統板
RXD	TX
TXD	RX
+5V	VDD
GND	GND

開啟 "ISP Programming Tool"，在 Connection Interface 下拉選單中，選擇 UART。

ISP Programming Tool 燒錄 - 01

點選一次 UART 下拉選單下面的下拉選單中的 Scan Port 一次（這會讓軟體再去抓取一次系統中的 COM Port 列表），之後再按一次就有 COM Port 可以選擇。

ISP Programming Tool 燒錄 - 02

按 "Connect" 與 N76E003 進行連線。

ISP Programming Tool 燒錄 - 03

成功連線時，原按鈕的右方就會出現 Connected（如下圖所示）；如果沒有成功，請按一下系統板上面的 RESET 就能成功連線，或是再次檢查硬體連線。

ISP Programming Tool 只能燒錄附檔名是 bin 的檔案，所以 Keil 專案所輸出的 hex 需要做轉檔後才能用；這部份下面會另外再做說明，這裡只做簡單描述。

按 "APROM" 開啟檔案總管，選擇 ISP_UART燒錄_2020-08-14.zip 壓縮檔裡的 N76E003_Template.bin，按 "開啟(O)" 離開回到主畫面。

ISP Programming Tool 燒錄 - 04

ISP Programming Tool 燒錄 - 05

勾選 Programming 的 [v] APROM，然後按 "Start" 開始燒錄程式。

ISP Programming Tool 燒錄 - 06

燒錄的時間很短，一下子就完成了！

按 "確定" 完成燒錄的工作，回到主畫面。

ISP Programming Tool 燒錄 - 07

ISP Programming Tool 燒錄 - 08

完成燒錄之後，直接就能看到系統板上面的 <D2> LED 燈開始做亮滅的動作。

不過，只有在按下系統板的 RESET 做重置，重置之後 <D2> LED 燈也同樣開始做亮滅的動作，這樣才算是真的燒錄成功。

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* Keil µVision 專案設定 Hex to Bin：

要用 ISP（UART）的方式燒錄韌體，首先就是要在編譯後生成 .bin 檔。最簡單的方式就是直接在專案編譯時就產生，方法很簡單，請看下面的說明。

開啟前一篇建立的 N76E003_Template 專案檔，然後進行下面的設定。

首先複製  ISP_UART燒錄_2020-08-14.zip 壓縮檔裡的 hex2bin.exe，然後將它複製到 {N76E003_Template}\Project\Objects 目錄下。

滑鼠左擊 N76E003_Template，下拉選單選擇 "Options for Target 'N76E003_Template'..."。

點選 "User" 頁籤，勾選 After Build/Rebuil 下的 [v] Run #1，然後在右方的 User Command 欄位中填入

.\Objects\hex2bin.exe .\Objects\@L.hex

完成後按 "OK"，離開到主畫面。

Keil Project, Hex to Bin - 01

按 "Rebuild" 重新編譯專案後，可以看到 User command #1... 成功輸出的訊息。

Keil Project, Hex to Bin - 02

這時查看專案輸出的 Objects 資料夾，就可以看到 N76E003_Template.hex 轉換之後的 BIN 檔 N76E003_Template.bin。

Keil Project, Hex to Bin - 03

經由上面的設定，就能很方便地在編譯專案的時候，同時輸出 .hex 和 .bin 同一檔名不同類型的兩個輸出檔。

** 關於 NuvoTon NuMicro ICP Programming Tool 更詳細的使用說明，請參考安裝資料夾裡的 PDF 文件，這裡不再贅述！

【結論】

總結一下這一篇的重點：

• 燒錄模擬器的韌體更新，會在開啟 ICP Programming Tool 自動檢測，有更新版本會自動提供升級選項，讓用戶選擇是否要進行韌體更新的動作；
• 要用 ISP（UART） 來燒錄 N76E003 的韌體，必須先使用 ICP Programming Tool 燒錄 Bootloader 到 LDROM 中，再將專案編譯輸出 .hex 轉換為 .bin 檔給 ISP Programming Tool 做為韌體燒錄到 APROM 中。

當可以使用燒錄模擬器燒錄韌體時，其實並不用要用 ISP（UART） 的方式燒錄韌體。但是使用這個方法卻是可以省下燒錄模擬器，只需要有 USB 轉 TTL 模組就可以進行韌體燒錄，這對於不方便取得燒錄模擬器的地方，是個可考慮的解決方案。

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