浅谈自制51单片机编程器方法和策略

浅谈自制51单片机编程器方法和策略
（南京铁道职业技术学院苏州校区，江苏苏州，黄克亚215137）
【摘要】：自制编程器简单、方便、快捷、经济，同时还能提升我们的到手操作能力。

本文介绍了三种编程器：STC简易编程器、AT系列编程器和USB通用编程器制作原理与实现方法。

包括硬件设计，器件选择，以及软件调试。

【关键词】：编程器、串口通讯、USB通讯、硬件设计
Briefly talk about Self-made 51 single-chip programmer
methods and strategies
(Nanjing institute of railway technology Suzhou school district, suzhou jingsu huangkeya 215137) 【Abstract】：The self-restraint programming implement is simple , convenient , rapid , economical, coming to self hands being able to promote us at the same time handles an ability. Three kinds programmings implement the main body of a book has been introduced: The simple programming of STC implement , AT series programming implement and USB are applied or used universally weaving the Cheng ware principle and method. Including hardware design,the component chooses, and the software debugs.
【Keywords】：Programmer, RS-232 , USB communication , hardware design
引言：在学习、开发、调试单片机系统时，编程器的作用是不言而喻的。

专门购买编程器方便快捷，功能强大，可以烧写各种类型的单片机、存储器，但价格昂贵，而现实中我们习惯用的单片机也就一两种。

自己动手制的编程器，小巧实用，成本大大降低，制作过程又能提高动手操作能力，加深对单片机原理的理解，强化系统开发能力。

一、STC单片机简易编程器
1、STC系列单片机是由深圳宏晶科技公司推出的新一代单片机，指令代码完全兼容传统8051单片机。

具有加密性强,很难解密或破解；超强抗干扰能力、超低功耗；在系统可编程,无需专用编程器,可远程升级；还增加了新的功能，比如新增两级中断优先级，多一个外中断，内置EEPROM，硬件看门狗，具有掉电模式，512B内存等。

STC单片机由于其优越的性能，很高的性价比深受单片机学习者和开发人员的欢迎，其在线编程方式更是为单片机爱好者调试下载程序带来了方便。

2、STC单片机编程器原理比较简单，采用PC机串口通讯，单独电源向编程器供电。

设计时先构建单片机最小系统，包括电源、晶振、复位电路等。

PC机和编程器之间通讯线采用RS-232串口
通讯线，在线路板上安装一个串口插座，这样PC机中的编程数据就可以传输到线路板上，事实上和编程相关只有三条信号线，分别是RXD，TXD，GND，也可将其单独取出用一个三头的插座安装到线路板上。

接下来要通过MAX232芯片将PC机的RS-232电平转换为单片机使用TTL电平，MAX232芯片外围接适当电容进行滤波，然后将MAX232的T-IN、R-OUT分别接单片机的TXD、RXD即可实现通讯。

为了使操作者随时了解电路的工作状态，可以通过加LED反应电路电源、数据传送状态。

3、参考电路
4、编程器使用
首先．要下载 STC-ISP 软件，并安装到电脑中。

然后将简易编程器与电脑的 RS-232九针串口连接，把待编程单片机插入编程器的 40脚插座中，此时先不要为编程器通电。

启动STC-ISP烧录软件，进行单片机选型、装入程序文件、选择串口、设置工作方式，点击下载之后再通电源，最后这一步非常重要，必须先启动软件的“下载”，然后再为编程器通电。

下载完成后，断开编程器电源，取下单片机即可使用。

二、AT系列单片机编程器制作
1、必要性
虽然如上简易编程器具有原理简单，成本较低，制作容易特点，但是其支持的芯片是相当的少，可能只有STC单片机呢，所有肯定需要更加通用的编程器。

AT系列单片机是美国ATMEL公司继承INTEL公司的80C31的核心技术并和自身先进的闪电存储器（Flash Memory）技术相结合而产生的Flash单片机系列。

它是一种低功耗、高性能、内含4K/8K字节闪电存储器、用CHMOS工艺制造的8位单片机。

在目前的市场上具有很高的占有率，下面介绍的编程器主要以AT系单片机为制作对象，但实际上它支接的单片机已经是相当的多呢。

2、编程器的原理
5V电源通过USB供给，PC机和编程器之间通讯还是通过RS-232来进行的，使用MAX232进行PC机RS-232电平和单片机TTL CMOS电平的转换,编程时需要的高电平是从MAX232中取出的，编程操作是通过专门的监控芯片AT89S51来实现的。

待编程的单片机是通过40脚的插座固定在线路板上的，并为其构建最小工作系统电路。

3、参考电路图
4、产品特点及使用
此编程器具有支持芯片多，操作方便，擦除、烧写、校验自动完成，体积小，编程快，软件界面友好等特点，是自制编程器的首选。

使用时是通过USB口向线路板供电，RS-232串口完成系统数据通讯，软件操作同上简易编程器，在此不再多述。

三、USB通用编程器
1、产生背景
上述两种编程器制作起来十分简单，也能够完成绝大部分芯片的读写操作，但两个问题一直给我们使用和操作带来点小麻烦，一个是电源，一个通讯。

电源要么是外接电源，要么就是通过USB 口供电，通讯都是采用电脑的RS-232串口来进行的，但是现在的笔记本电脑一般都不提供RS-232
外接端口呢！而我们发现PC机的USB口既能向外电路提供电源，又能完成数据通讯功能。

如果能将这两个功能合二为一，用来完成单片机编程操作该多好啊！于是USB通用编程器就应运而生。

2、原理分析
整个编程器的硬件电路由USB 界面、VPP电源控制、系统控制、40Pin 烧写座四部分组成。

USB 界面主要负责USB通讯功能，使用了一片USB 转串口介面（COM）控制器PL2303HX来完成，因此编程器可以直接通过USB 口通讯和供电，即插即用，非常方便。

VPP电源控制主要由MC34063实现DC-DC 变换，以便向系统提供12V的编程电压VPP，以及正常使用的5V电源。

系统控制电路采用比较容易购买AT89S52作为监控芯片，负责单片机的编程控制，LED2是编程状态指示灯，在编程器执行读写操作时会点亮。

40Pin 烧写座同时支持8PIN，20PIN和40PIN的DIP封装芯片。

3、参考电路
四、总结
各种编程器原理，制作方法，适用芯片各不相同，自制编程器应根据芯片类型，操作条件，应用场合，制作成本进行合理选择。

制作时应先研究原理图，使用面包板或多功能电路板搭接实验成功后，再进行PCB板布线制作，以保证绝对成功。

在制作过程中有些元器件是可以替换的，可作适当替换，有些元器件是不可以替换，要严格按照原参数进行购买安装。

PCB板布线应考虑元器件之间的相互影响和实际操作的方便，整个布线在保证正确的前提下力求美观方便。

【参考文献】
[1] 朱月秀著《单片机原理与应用》北京：科学出版社2004年
[2] 石学军著《跟我来做EP51编程器》北京：无线电杂志2008年。