李祖明，唐 輝

（清遠職業(yè)技術學院機電工程學院，廣東 清遠 511500）

AT89S系列單片機ISP下載線設計

李祖明，唐 輝

（清遠職業(yè)技術學院機電工程學院，廣東 清遠 511500）

目前，單片機技術廣泛應用于弱電控制領域，從事單片機系統(tǒng)開發(fā)的技術人員也越來越多。然而，單片機系統(tǒng)開發(fā)的前提需要建立系統(tǒng)開發(fā)平臺，包括仿真器、編程器、相關編譯軟件等。市場上的仿真器、編程器大多價格較高，這給技術人員進入單片機系統(tǒng)開發(fā)行業(yè)提高了門檻，同時也提高了從事單片機系統(tǒng)開發(fā)企業(yè)的研發(fā)成本?；谶@種情況，文章提出了一種能取代傳統(tǒng)編程器、仿真器的ISP下載線設計方案，根據該方案設計的下載線基于USB接口，能對AT89S系列單片機進行在線系統(tǒng)編程。文章對設計方案的工作原理進行了充分論述，對其實現(xiàn)的方法進行了詳細說明。該下載線設計具有成本低、性能穩(wěn)定、使用方便等特點。

單片機；ISP；USB；下載線；編程器

1 引言

隨著單片機日益廣泛的應用，為了降低單片機系統(tǒng)開發(fā)的成本和難度，許多單片機生產廠商推出了支持ISP技術的單片機，其中就包括主流廠商ATMEL公司生產的AT89S系列單片機。ISP（In System Programming）即在線系統(tǒng)編程，該技術允許用戶對電路板上的單片機擦除、寫入最終程序代碼，免去了傳統(tǒng)開發(fā)過程中所需的仿真器、編程器等開發(fā)工具，且使用戶能在線對單片機進行軟件升級。

ISP技術需要通過ISP下載線及相應的程序下載軟件來實現(xiàn)，目前多數(shù)的下載線為并口下載線，而并口已經逐漸被市場淘汰，現(xiàn)在的許多筆記本電腦和臺式機都取消了并口配置，因此，USB接口的ISP下載線已成為主流。本文提出了一種基于USB接口的ISP下載線設計方案，該方案成本低、電路簡單、易于自制且使用方便。

2 設計方案說明

設計方案以ATMEGA8單片機為核心，具體電路原理圖如圖1所示。

圖1 ISP下載線電路原理圖

ATMEGA8單片機是基于增強的AVR RISC結構的低功耗8位CMOS微控制器，PDIP封裝形式的引腳如圖2所示。

圖2 ATMEGA8引腳圖

圖1中，ATMEGA8單片機對USB串口協(xié)議進行軟件模擬，結合電腦端的驅動程序和目標程序下載軟件，可實現(xiàn)與電腦的USB接口連接及對目標器件以ISP方式進行代碼的擦除、寫入。電路圖中的ISP端口定義如圖3所示。

圖3 ISP端口定義

3 設計方案的實現(xiàn)

3.1 硬件焊接

按圖1中的標示購買元器件，并完成ISP下載線硬件電路板焊接。元器件列表如表1所示。

表1 元器件列表

3.2 寫入固件

下載線電路板焊接完成后，需對電路板上的ATMEGA8寫入USB串口模擬協(xié)議及ISP下載模式的底層程序（即寫入固件）。在寫入固件前，要做好三方面的準備工作：將底層程序編譯成目標文件（HEX格式文件），準備一條并口ISP下載線，在電腦端安裝MCU程序下載軟件（如ISPLAY 1.5）。準備工作完成后就可以進行寫入固件操作了，具體步驟如下：

（1）按圖4所示進行硬件連接。

圖4 寫入固件硬件連接示意圖

值得注意的是，此時J1、J2、J3均短接。J1是降速跳線，短接時慢速，寫入固件時要求在慢速；J2短接是為了向原并口下載線供電；J3是ATMEGA8復位跳線，寫入固件時要求在復位狀態(tài)。

（2）運行電腦端MCU程序下載軟件，進行寫入固件操作。

軟件界面如圖5所示，值得注意的是，寫入固件后，應對ATMEGA8配置熔絲，即對圖5中的SUT0和CKSEL0選項進行配置。

寫入固件操作完成后，將J1、J2、J3均斷開，第一次使用時，在電腦端根據提示安裝USB設備驅動程序即可正常使用，若需要相關驅動軟件包可與筆者聯(lián)系。

4 總結

根據上述方案設計的USB接口ISP下載線能對ATS系列單片機進行有效的編程操作，若對固件進行升級，還能對AVR系列單片機進行編程操作。另外，由于采用USB接口，故使用方便，且成本低廉、性能穩(wěn)定、易于實現(xiàn)，大大降低單片機系統(tǒng)開發(fā)的硬件成本，如進行批量生產，具有一定的市場價值。

圖5 寫入固件軟件操作示意圖

[1] 楊欣，王玉鳳，等.51單片機應用從零開始[M].北京：清華大學出版社，2008.

[2] 馬潮，詹衛(wèi)前，耿德根.ATmega 8原理及應用手冊[M].北京：清華大學出版社，2003.

[3] 楊曉. S51下載線的制作——單片機實用技術探討[J].電子制作，2007.

[4] ATmega8官方中文使用手冊[EB/OL]. http∶//www.doc88.com/p-90851736919.html.

[5] 胡煉.自制89S系列單片機ISP下載線[J].無線電，2006.

The Design of ISP Download-line for AT89S Series Single-chip

LI Zu-ming, TANG Hui
（Qingyuan Polytechnic College,Mechanical&Electrical Engineering College,Qingyuan511500,China）

At present,the single-chip technology is widely used in ELV control field,and more an more technicians engaged in single-chip system development.However,the premise of single-chip system development is establishing the system development platform, including simulators,programmer,compiled software etc.The simulators and programmer are mostly higher prices on market, it raise the threshold for technicians enter the single-chip system development industry,it also improves the cost of enterprises engaged in the single-chip system development.Comprehensive above content,this paper proposes a design scheme for ISP download-line,it can replace special programmer.The download line according to the design scheme is bases on USB interface, can program online system to AT89S series single-chip.The working principle is fully discussed,and the realization method is detailed explained.The download-line bases on the paper with lower cost, performance stability, convenient use, etc.

single-chip; ISP; USB; download-line; programmer

TP368

A

1681-1070（2011）08-0022-03

2011-06-01

李祖明（1980—），男，廣東連山壯族瑤族自治縣人，工程碩士，講師，研究方向為自動測控技術，畢業(yè)于華南理工大學；

唐 輝（1981—），男，廣東連州市人，學士，助理實驗師，研究方向為自動化控制。