8051單片機開(kāi)發(fā)工具DIY

引 言：

目前介紹單片機應用的文章很多，但介紹單片機開(kāi)發(fā)工具制作的文章卻較少。由于單片機是一門(mén)實(shí)踐性很強的課程，如果采用傳統的開(kāi)發(fā)模式，則要購買(mǎi)價(jià)格昂貴的仿真器、編程器等開(kāi)發(fā)工具來(lái)作實(shí)驗。其實(shí)由于芯片功能的日益完善，我們可以利用芯片的在系統編程(ISP)功能制作出實(shí)用而低價(jià)的開(kāi)發(fā)工具。本文旨在幫助DIY愛(ài)好者開(kāi)發(fā)制作出適合自己的開(kāi)發(fā)工具。

1 當前常用開(kāi)發(fā)模式

目前，基本上有兩種開(kāi)發(fā)模式可供選擇：用仿真器、用編程器。

① 用仿真器。優(yōu)點(diǎn)：方便，可以設置斷點(diǎn)，可以觀(guān)察存儲器及寄存器的內容。缺點(diǎn)：價(jià)格昂貴，不同類(lèi)型的單片機要購買(mǎi)不同的仿真器;仿真器終究不是單片機，有時(shí)代碼在仿真器上能通過(guò)，但在單片機中不能正常工作，反而增加了調試的難度。

② 用編程器。優(yōu)點(diǎn)：價(jià)格相對便宜，通常一款編程器可編程多種器件。缺點(diǎn)：操作相當不便，每次要將芯片在目標板與編程器之間轉移，并且還要在編譯操作界面與編程器操作界面之間切換，大部分時(shí)間在做簡(jiǎn)單的重復工作。

2 新的開(kāi)發(fā)模式介紹及芯片選擇

本文介紹的開(kāi)發(fā)工具采用一種新的開(kāi)發(fā)模式(類(lèi)似于編程器開(kāi)發(fā)模式)。由于利用了芯片的在系統編程功能，因此不需要移動(dòng)芯片。在軟件設計時(shí)設計成：一旦代碼文件被重新編過(guò)，即自動(dòng)下載到芯片，并自動(dòng)復位運行，是真正的“所編即所得”。

目前很多單片機都支持在系統編程。8051系列單片機支持在系統編程的也很多，但大多數是支持通過(guò)PC機的串口對單片機進(jìn)行編程。這樣有四個(gè)不方便的地方：一是項目本身與PC機串行通信不方便;二是要增加1片MAX232電平轉換芯片;三是有的芯片要按特定的步驟進(jìn)入下載模式，編程過(guò)程需要手工干預;四是有的芯片需要固件(定制的程序)的支持，如果不小心損壞了固件，則芯片的在系統編程功能也沒(méi)有了。

經(jīng)過(guò)比較，Atmel公司生產(chǎn)的AT89S8252是一種比較理想的芯片，適合制作開(kāi)發(fā)工具。此芯片有如下特點(diǎn)：

與8051兼容;

內含8KB可擦寫(xiě)1000次的程序存儲器，2KB可擦寫(xiě)超過(guò)100 000次的數據存儲器及256字節8位寬內部RAM;

可通過(guò)SPI接口在系統串行編程，與8051兼容

串行編程時(shí)有自動(dòng)擦寫(xiě)周期，在調試大程序時(shí)可以分段下載，節約時(shí)間;

低電壓下載，無(wú)需12V編程電壓。

3 AT89S8252串行編程

(1)AT89S8252串行編程模式

當芯片的RST引腳置高電平時(shí)，所有程序和數據存儲器可以通過(guò)SPI總線(xiàn)接口[SCK，MOSI(input)，MISO(output)]編程。RST變高以后，在編程或擦除操作之前必須首先發(fā)送一條編程允許命令。在串行編程模式下，芯片會(huì )在字節編程之前自動(dòng)插入一個(gè)擦除周期。因此，除非芯片的代碼保護位被編程，編程之前不需要執行全片擦除命令。SPI接口之SCK時(shí)鐘頻率須低于晶振頻率的1/40。

(2)AT89S8252串行編程步驟

① 在XTAL1與XTAL2之間連接一個(gè)3~24MHz的晶振;在VCC與GND之前加上電源電壓，將RST置高，等待10ms。

② 發(fā)送串行編程允許命令。

③ 發(fā)送寫(xiě)/讀/擦除等命令及數據，串行數據高位在前，低位在后，數據在時(shí)鐘的上升沿鎖定。

④ 如果上一步是寫(xiě)命令，至少等待2.5ms。

⑤ 需要時(shí)重復③、④兩步。

⑥ 將RST置低，芯片開(kāi)始運行。

(3)AT89S8252串行編程命令

AT89S8252串行編程命令如表1所列。

4)AT89S8252串行編程時(shí)序圖

AT89S8252串行編程時(shí)序如圖1所示。