一種AT89S52單片機的USB下載線(xiàn)設計

1 引言

隨著(zhù)單片機技術(shù)的不斷發(fā)展和更新，支持ISP 或IAP 的單片機芯片日益增加，這類(lèi)單片機芯片的程序下載采用了下載線(xiàn)的方式。這種串行程序下載方式所用的電平為T(mén)TL 電平，對單片機接口來(lái)說(shuō)非常安全。單片機生產(chǎn)廠(chǎng)商推薦使用ISP 程序下載方式，如AT89S5X 芯片支持ISP 功能，并用AT89S5X 芯片取代了AT89C5X 芯片。

另一方面，單片機的程序的寫(xiě)入也從使用燒寫(xiě)器寫(xiě)入演化為使用下載線(xiàn)從計算機中將程序直接寫(xiě)入。下載線(xiàn)就是將計算機中的單片機程序寫(xiě)入單片機芯片的連接線(xiàn)。下載線(xiàn)與計算機的連接接口可分為串口下載線(xiàn)、并口下載線(xiàn)和USB 接口的下載線(xiàn)。這種串行程序下載方式所用的電平為T(mén)TL 電平，對單片機接口和單片機芯片來(lái)說(shuō)更加安全。同時(shí)，采用下載線(xiàn)的程序寫(xiě)入方式不需要每次將單片機從應用電路中取下，既節省了時(shí)間，又完全可靠。

從計算機角度來(lái)看，今天計算機技術(shù)日新月異，計算機的外部接口也在不斷的改變，其中主要作為計算機外部設備的外部接口有串行接口、并行接口和USB（Universal SerialBus, USB）接口。而通用串行總線(xiàn)（USB）具有高速、使用靈活方便等特點(diǎn)，成為了計算機的標準配置，并在計算機外部接口不斷增多的趨勢。為了適應現代計算機的發(fā)展，采用USB 接口的下載線(xiàn)是勢在必行。

但是，不同的單片機有不同的下載線(xiàn)，一般來(lái)說(shuō)，對應有不同的下載軟件和硬件驅動(dòng)程序。這些軟件和程序隨著(zhù)功能的完善和操作等原因還有不同的版本。這造成下載線(xiàn)的使用者需要不斷的更新軟件，也讓使用者在更換單片機時(shí)不僅更換下載線(xiàn)，還要熟悉新的下載軟件。為此，如果能設計一種不需要下載軟件的下載線(xiàn)或統一操作的下載軟件，則能大大提高單片機程序下載的操作效率。研究和開(kāi)發(fā)一種通用而不需下載軟件的USB 接口的單片機的下載線(xiàn)更為必要。

2 硬件設計

2.1 設計思想

為了能夠使用和兼容傳統的下載線(xiàn)，一種方式是在計算機中連接一個(gè)USB 轉并口（或串口）的連接線(xiàn)，然后再連接一根傳統的下載線(xiàn)。在市場(chǎng)上，很多USB 轉并口的線(xiàn)是給打印機專(zhuān)用的，它并不是一個(gè)模擬并口，而是模擬了一個(gè)USB 打印機，是不能用來(lái)連接并口下載線(xiàn)進(jìn)行程序下載的。USB 轉串口則不一樣，因為它是真正的在電腦上模擬了一個(gè)串口，一般的編程軟件都可以對這個(gè)串口進(jìn)行讀寫(xiě)操作。

另一種方式是單獨開(kāi)發(fā)的USB 編程器，其功能包含了USB 接口和下載線(xiàn)（也有一部分還帶有編程器等功能），一些USB 編程器內部結構是一個(gè)USB 轉串口的芯片轉成串口后再接后續編程電路，這樣的方式與單獨的USB 轉串口加下載線(xiàn)的原理和連接是相同的。

不管是哪一種下載線(xiàn)，都需要對應的驅動(dòng)程序和下載程序，當然，這些下載線(xiàn)也支持在線(xiàn)仿真等功能。

為了實(shí)現計算機中不需要安裝下載線(xiàn)驅動(dòng)程序，在對下載線(xiàn)控制系統調試完成后，計算機系統就可使用系統中自有的USB 驅動(dòng)程序實(shí)現程序對下載線(xiàn)進(jìn)行讀寫(xiě)，這樣既能保證了在所有計算機上都可以通用，又實(shí)現了在計算機中不需要專(zhuān)用的下載程序，只需要如磁盤(pán)操作一樣進(jìn)行復制、粘貼或其他文件復制操作即可將程序寫(xiě)入單片機。