文档介绍：第一章绪论
随着电子技术的日益发展,芯片的规模越来越大,封装日趋小型化,相应地对系统板级调试的困难也在加大。在传统的调试方式中,频繁的调试和更换程序需要频繁地插拔芯片,开发效率极低。
AT89S系列单片机提供的ISP在线编程技术彻底地改变了传统的开发模式,开发单片机系统时不会损坏芯片的引脚,加速了产品的上市并降低了研发成本,缩短了从设计、制造到现场调试的时间,简化了生产流程,大大提高了工作效率,因此它是对市场定型产品进行现场升级和维护的经济、有效的方式,极大地促进了PLD产品的发展。
ISP在系统可编程,指电路板上的空白器件可以编程写入最终用户代码, 而不需要从电路板上取下器件,已经编程的器件也可以用ISP方式擦除或再编程。无论在单片机上,还是在CPLD/FPGA上都得到了广泛的应用,ISP技术是未来发展方向!
传统的编程方式,以单片机应用系统开发为例,如果想要对单片机进行写入程序,必须要先把单片机从电路板上取下来,然后用编程器进行编程烧写,写入程序后再次插入电路板调试,如果产品的单片机已经焊接到电路板上,想要进行程序升级,那么要拆单片机下来就很困难了。可以看出,这种传统的开发方式有以下缺点:
1)需要频繁地拔插单片机芯片,很容易造成芯片引脚折断,损坏芯片(当然采用了零拔插力ZIF插座的实验板除外)
2)如果单片机学习开发,那么需要频繁的刷新程序,就必须重复地拔插芯片,大大降低了开发效率
3)开发产品的可维护性低
ISP在系统可编程技术彻底地改变了传统的开发模式,它只要在设计时电路板上预留一个标准的ISP接口,配合ISP下载电缆,就可以不用拔出芯片,在电路板上就可以对芯片进行编程配置,对比传统的开发系统,有以下优势:
1)工程师在开发产品时彻底告别频繁拔插芯片的烦恼,避免频繁拔插损坏芯片的引脚
2)ISP技术可以加速产品的上市并降低开发成本
3)ISP技术帮助工程师缩短从设计、生产到现场调试、简化生产流程并采用经证实更有效的方式进行现场升级和产品维护,大大提高了工作效率
4)在试验新品或学习试验等经常需要用不同的程序调试芯片的场合中,在线编程技术尤为重要,实用。
而以上这些还只是 ISP 技术所能为你带来的一部分好处。
第二章原理图及简介
ISP并行下载线原理图
并行口硬件接口简介
标准并行口有25个引脚,其中数据端口引脚为2~9,状态端口引脚为15、10~13,控制端口引脚1、14、16、17用于连接器件,其他引脚18~25是接地引脚GND。25针并行口如图2-1所示。
图2-1 25针并行口
并行口工作在SPP模式下,PC机是通过对3个8位端口寄存器的读或写来实现对它们的控制。端口寄存器分别是:
(1)数据端口(地址0x378)为D7~D0,对应引脚P9~P2;
(2)状态端口(地址0x379)为S7~S3,对应引脚P11、P10、P12、P13、P15;
(3)控制端口(地址0x37A)为C3~C0,对应引脚P17、P16、P14、P1。
注意:S7、CO、C1、C3信号的逻辑状态在连接器处是与相应寄存器位相反的。对这些位进行写操作时,写入的值应该与连接器处设置的值相反;同样,进行读操作时,读取的值也与连接器处设置的值相反。
74HC244
74HC244是八路缓冲器,用来做单片机和计算机的缓冲隔离,LPT连到计算机的并口,LPT的4,5脚用来控制两组缓冲器的输出,LPT的7脚输出编程指令和数据到计算机MOSI端。LPT的6脚输出串行编程时钟信号到单片机的SCK端,LPT的9脚输出复位信号到RST端,LPT的8脚输出状态信号到LED,由单片机读出的信息经MISO端,到LPT的10脚,74HC244的电源,由目标板的上电源,经稳压二极管后得到。
74HC244芯片的引脚如图2-2:
图2-2 74HC244芯片的引脚示意图
74HC244芯片内部共有两个四位三态缓冲器,使用时可分别以1C和2G作为它们的选通工作信号。当1/OE和2/OE都为低电平时,输出端Y和输入端A状态相同;当1/OE和2/OE都为高电平时,输出呈高阻态。
并口下载线内部使用了74HC244芯片对信号进行隔离,,具有二极管电压隔离,可防止误插到JTAG座时的目标板电源保护。
AT89S51简介
AT89S51是一个低功耗、高性能CMOS 8位单片机,片内含4 KB ISP(In-System Programming)的可反复擦写1 000次的Flash只读程序存储器。该器件采用Atmel公司的高密度、非易失性存储技术制造,兼容标准MCS-51指令系统及80C51引脚结构,芯片内集成了通用8位中央处理器和ISP F