AT89S52單片機的USB下載線(xiàn)設計

　1 引言

　　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。

　　2.2 選用接口器件

　　在考慮了若干USB 接口芯片后，選用Philips 公司的PDIUSBD12 作為系統的USB 接口芯片，該芯片僅是一塊USB轉并行接口的系統芯片，所有的應答數據都由單片機提供，能夠滿(mǎn)足設計需要。

　　PDIUSBD12 是一款性?xún)r(jià)比很高的USB 器件，完全符合USB1.1 版的規范，PDIUSBD12 通常用作微控制器系統中實(shí)現與微控制器進(jìn)行通信的高速通用并行接口。PDIUSBD12 引腳功能如圖1 所示。

　　圖1 PDIUSBD12 引腳圖

　　2.3 PDIUSBD12 與單片機連接

　　在Philips 的PDIUSBD12 文檔中，發(fā)布了一個(gè)與80C51的典型應用電路，如圖2 所示。

　　在圖2 中，ALE 接為低電平，表示一個(gè)獨立的地址和數據總線(xiàn)配置。PDIUSBD12 的A0 腳與80C51 的任意一個(gè)I/O 口相連。該端口控制PDIUSBD12 的命令和數據狀態(tài)。80C51 的多位地址和數據總線(xiàn)可直接與PDIUSBD12 的數據總線(xiàn)相連。

　　80C51 的頻率輸入可由PDIUSBD12 的CLKOUT 提供。

　　2.4 下載線(xiàn)接口電路

　　下載線(xiàn)的電路由三個(gè)部分組成，分別是單片機控制部分、USB 接口處理電路和下載線(xiàn)接口電路。

　　其中USB 接口處理電路是采用D12 芯片與系統控制單片機芯片的連接方式采用了模擬總線(xiàn)的方式進(jìn)行連接，數據端口連接到單片機的P0 端口，并在P0 端口上接了一個(gè)上拉排阻實(shí)現了端口輸出高電平。將D12 的讀寫(xiě)控制分別接到P3.6 和P3.7 引腳，地址端A0 接到P1.1 引腳上。其時(shí)鐘信號從CLKOUT 輸出，連接到單片機AT89S52 的XTAL1 上，作為單片機的時(shí)鐘信號，電路如圖3 所示。