AT89S系列單片機ISP解析方案

1 ISP概述

從事單片機設計和開(kāi)發(fā)的技術(shù)人員目前一般采用以下常用的方法開(kāi)發(fā)單片機產(chǎn)品：首先利用單片機仿真設備進(jìn)行硬件和軟件的仿真調試，然后將調試通過(guò)的目標代碼用程序燒寫(xiě)器固化到單片機的程序存儲器中。在這個(gè)過(guò)程中，程序燒寫(xiě)器是必不可少的開(kāi)發(fā)工具。程序燒寫(xiě)器一般價(jià)格較昂貴，對于初學(xué)者來(lái)說(shuō)是一筆不小的開(kāi)支，并將直接影響到初學(xué)者進(jìn)一步學(xué)習開(kāi)發(fā)單片機的積極性。另外，以后每修改一次源程序就要將單片機芯片從目標板上取出，再將更新后的目標代碼重新固化到單片機芯片中，這樣調試時(shí)就會(huì )由于頻繁地插拔單片機芯片而對芯片和電路板帶來(lái)相應的物理?yè)p壞。借助程序燒寫(xiě)器進(jìn)行單片機編程的缺點(diǎn)是燒寫(xiě)設備昂貴，燒寫(xiě)操作麻煩，不便于實(shí)現在系統編程(ISP)。為了克服上述缺點(diǎn)和局限性，一些80C51的新型兼容品設計了串行編程能力，也就是在芯片內部設置了實(shí)現“串行編程接口邏輯”硬件功能。

近幾年，ATMEL公司不斷完善和主力推出的AT89S系列單片機(包括AT89S51，AT89LS51，AT89S52，AT89LS52，AT89S53，AT89LS53，AT89S8252，AT89LS8252.AT89S8253，AT891.58253等型號)已逐漸取代原來(lái)的AT89系列和AT89C系列單片機。AT89S系列單片機其內部都是在標準80C51的基礎上額外設計了一個(gè)實(shí)現“串行編程接口邏輯”硬件功能，支持單片機芯片在系統編程(ISP)。

ISP是系統在線(xiàn)可編程，指電路板上的空白器件可以編程寫(xiě)入最終用戶(hù)代碼，而不需要從電路板上取下器件，對于已經(jīng)編程的器件也可以用ISP方式擦除或再編程。ISP的實(shí)現比較簡(jiǎn)單，通常的做法是芯片內部的程序存儲器可以由上位機的軟件通過(guò)同步串行通信接口SPI來(lái)進(jìn)行改寫(xiě)，對于單片機來(lái)說(shuō)可以通過(guò)SPI或其他的串行接口接收上位機傳來(lái)的數據并寫(xiě)入程序存儲器中。ISP技術(shù)的優(yōu)勢是不需要編程器也可以進(jìn)行單片機的實(shí)驗和開(kāi)發(fā)，既節省了單片機開(kāi)發(fā)的成本，又免去了調試時(shí)頻繁插拔芯片的麻煩。ISP技術(shù)是未來(lái)單片機發(fā)展的方向。

2 AT89S系列單片機ISP原理

ATMEL公司推出的AT89S系列單片機支持ISP功能。AT89S系列單片機中的AT89S52單片機具有較強的功能和較高的性能價(jià)格比，因此本文選用AT89S系列單片機中的典型芯片AT89S52為例來(lái)介紹AT89S系列單片機的ISP原理。

AT89S52單片機具有在線(xiàn)編程功能，即在RST引腳處在高電平的情況下，利用P1.5/MOSI(串行數據輸入端)，P1.6/MISO(串行數據輸出端)，P1.7/SCK(同步時(shí)鐘信號輸入端)三個(gè)引腳的數據設置或傳送實(shí)現程序下載的功能。AT89S52單片機40引腳雙列直插式封裝(簡(jiǎn)稱(chēng)DIP40)引腳圖如圖1所示，AT89S52單片機串行編程接口如圖2所示。

圖1 AT89S52 DIP40引腳圖

圖2 AT89S52串行編程接口電路圖