AT89S系列单片机ISP下载线设计

李祖明，唐 辉

（清远职业技术学院机电工程学院，广东 清远 511500）

AT89S系列单片机ISP下载线设计

李祖明，唐 辉

（清远职业技术学院机电工程学院，广东 清远 511500）

目前，单片机技术广泛应用于弱电控制领域，从事单片机系统开发的技术人员也越来越多。然而，单片机系统开发的前提需要建立系统开发平台，包括仿真器、编程器、相关编译软件等。市场上的仿真器、编程器大多价格较高，这给技术人员进入单片机系统开发行业提高了门槛，同时也提高了从事单片机系统开发企业的研发成本。基于这种情况，文章提出了一种能取代传统编程器、仿真器的ISP下载线设计方案，根据该方案设计的下载线基于USB接口，能对AT89S系列单片机进行在线系统编程。文章对设计方案的工作原理进行了充分论述，对其实现的方法进行了详细说明。该下载线设计具有成本低、性能稳定、使用方便等特点。

单片机；ISP；USB；下载线；编程器

1 引言

随着单片机日益广泛的应用，为了降低单片机系统开发的成本和难度，许多单片机生产厂商推出了支持ISP技术的单片机，其中就包括主流厂商ATMEL公司生产的AT89S系列单片机。ISP（In System Programming）即在线系统编程，该技术允许用户对电路板上的单片机擦除、写入最终程序代码，免去了传统开发过程中所需的仿真器、编程器等开发工具，且使用户能在线对单片机进行软件升级。

ISP技术需要通过ISP下载线及相应的程序下载软件来实现，目前多数的下载线为并口下载线，而并口已经逐渐被市场淘汰，现在的许多笔记本电脑和台式机都取消了并口配置，因此，USB接口的ISP下载线已成为主流。本文提出了一种基于USB接口的ISP下载线设计方案，该方案成本低、电路简单、易于自制且使用方便。

2 设计方案说明

设计方案以ATMEGA8单片机为核心，具体电路原理图如图1所示。

图1 ISP下载线电路原理图

ATMEGA8单片机是基于增强的AVR RISC结构的低功耗8位CMOS微控制器，PDIP封装形式的引脚如图2所示。

图2 ATMEGA8引脚图

图1中，ATMEGA8单片机对USB串口协议进行软件模拟，结合电脑端的驱动程序和目标程序下载软件，可实现与电脑的USB接口连接及对目标器件以ISP方式进行代码的擦除、写入。电路图中的ISP端口定义如图3所示。

图3 ISP端口定义

3 设计方案的实现

3.1 硬件焊接

按图1中的标示购买元器件，并完成ISP下载线硬件电路板焊接。元器件列表如表1所示。

表1 元器件列表

3.2 写入固件

下载线电路板焊接完成后，需对电路板上的ATMEGA8写入USB串口模拟协议及ISP下载模式的底层程序（即写入固件）。在写入固件前，要做好三方面的准备工作：将底层程序编译成目标文件（HEX格式文件），准备一条并口ISP下载线，在电脑端安装MCU程序下载软件（如ISPLAY 1.5）。准备工作完成后就可以进行写入固件操作了，具体步骤如下：

（1）按图4所示进行硬件连接。

图4 写入固件硬件连接示意图

值得注意的是，此时J1、J2、J3均短接。J1是降速跳线，短接时慢速，写入固件时要求在慢速；J2短接是为了向原并口下载线供电；J3是ATMEGA8复位跳线，写入固件时要求在复位状态。

（2）运行电脑端MCU程序下载软件，进行写入固件操作。

软件界面如图5所示，值得注意的是，写入固件后，应对ATMEGA8配置熔丝，即对图5中的SUT0和CKSEL0选项进行配置。

写入固件操作完成后，将J1、J2、J3均断开，第一次使用时，在电脑端根据提示安装USB设备驱动程序即可正常使用，若需要相关驱动软件包可与笔者联系。

4 总结

根据上述方案设计的USB接口ISP下载线能对ATS系列单片机进行有效的编程操作，若对固件进行升级，还能对AVR系列单片机进行编程操作。另外，由于采用USB接口，故使用方便，且成本低廉、性能稳定、易于实现，大大降低单片机系统开发的硬件成本，如进行批量生产，具有一定的市场价值。

图5 写入固件软件操作示意图

[1] 杨欣，王玉凤，等.51单片机应用从零开始[M].北京：清华大学出版社，2008.

[2] 马潮，詹卫前，耿德根.ATmega 8原理及应用手册[M].北京：清华大学出版社，2003.

[3] 杨晓. S51下载线的制作——单片机实用技术探讨[J].电子制作，2007.

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

[5] 胡炼.自制89S系列单片机ISP下载线[J].无线电，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，广东连山壮族瑶族自治县人，工程硕士，讲师，研究方向为自动测控技术，毕业于华南理工大学；

唐 辉（1981—），男，广东连州市人，学士，助理实验师，研究方向为自动化控制。