8051單片機(jī)開發(fā)工具DIY

引 言：

目前介紹單片機(jī)應(yīng)用的文章很多，但介紹單片機(jī)開發(fā)工具制作的文章卻較少。由于單片機(jī)是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，如果采用傳統(tǒng)的開發(fā)模式，則要購(gòu)買價(jià)格昂貴的仿真器、編程器等開發(fā)工具來作實(shí)驗(yàn)。其實(shí)由于芯片功能的日益完善，我們可以利用芯片的在系統(tǒng)編程(ISP)功能制作出實(shí)用而低價(jià)的開發(fā)工具。本文旨在幫助DIY愛好者開發(fā)制作出適合自己的開發(fā)工具。

1 當(dāng)前常用開發(fā)模式

目前，基本上有兩種開發(fā)模式可供選擇：用仿真器、用編程器。

① 用仿真器。優(yōu)點(diǎn)：方便，可以設(shè)置斷點(diǎn)，可以觀察存儲(chǔ)器及寄存器的內(nèi)容。缺點(diǎn)：價(jià)格昂貴，不同類型的單片機(jī)要購(gòu)買不同的仿真器;仿真器終究不是單片機(jī)，有時(shí)代碼在仿真器上能通過，但在單片機(jī)中不能正常工作，反而增加了調(diào)試的難度。

② 用編程器。優(yōu)點(diǎn)：價(jià)格相對(duì)便宜，通常一款編程器可編程多種器件。缺點(diǎn)：操作相當(dāng)不便，每次要將芯片在目標(biāo)板與編程器之間轉(zhuǎn)移，并且還要在編譯操作界面與編程器操作界面之間切換，大部分時(shí)間在做簡(jiǎn)單的重復(fù)工作。

2 新的開發(fā)模式介紹及芯片選擇

本文介紹的開發(fā)工具采用一種新的開發(fā)模式(類似于編程器開發(fā)模式)。由于利用了芯片的在系統(tǒng)編程功能，因此不需要移動(dòng)芯片。在軟件設(shè)計(jì)時(shí)設(shè)計(jì)成：一旦代碼文件被重新編過，即自動(dòng)下載到芯片，并自動(dòng)復(fù)位運(yùn)行，是真正的“所編即所得”。

目前很多單片機(jī)都支持在系統(tǒng)編程。8051系列單片機(jī)支持在系統(tǒng)編程的也很多，但大多數(shù)是支持通過PC機(jī)的串口對(duì)單片機(jī)進(jìn)行編程。這樣有四個(gè)不方便的地方：一是項(xiàng)目本身與PC機(jī)串行通信不方便;二是要增加1片MAX232電平轉(zhuǎn)換芯片;三是有的芯片要按特定的步驟進(jìn)入下載模式，編程過程需要手工干預(yù);四是有的芯片需要固件(定制的程序)的支持，如果不小心損壞了固件，則芯片的在系統(tǒng)編程功能也沒有了。

經(jīng)過比較，Atmel公司生產(chǎn)的AT89S8252是一種比較理想的芯片，適合制作開發(fā)工具。此芯片有如下特點(diǎn)：

與8051兼容;

內(nèi)含8KB可擦寫1000次的程序存儲(chǔ)器，2KB可擦寫超過100 000次的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器及256字節(jié)8位寬內(nèi)部RAM;

可通過SPI接口在系統(tǒng)串行編程，與8051兼容

串行編程時(shí)有自動(dòng)擦寫周期，在調(diào)試大程序時(shí)可以分段下載，節(jié)約時(shí)間;

低電壓下載，無需12V編程電壓。

3 AT89S8252串行編程

(1)AT89S8252串行編程模式

當(dāng)芯片的RST引腳置高電平時(shí)，所有程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器可以通過SPI總線接口[SCK，MOSI(input)，MISO(output)]編程。RST變高以后，在編程或擦除操作之前必須首先發(fā)送一條編程允許命令。在串行編程模式下，芯片會(huì)在字節(jié)編程之前自動(dòng)插入一個(gè)擦除周期。因此，除非芯片的代碼保護(hù)位被編程，編程之前不需要執(zhí)行全片擦除命令。SPI接口之SCK時(shí)鐘頻率須低于晶振頻率的1/40。

(2)AT89S8252串行編程步驟

① 在XTAL1與XTAL2之間連接一個(gè)3~24MHz的晶振;在VCC與GND之前加上電源電壓，將RST置高，等待10ms。

② 發(fā)送串行編程允許命令。

③ 發(fā)送寫/讀/擦除等命令及數(shù)據(jù)，串行數(shù)據(jù)高位在前，低位在后，數(shù)據(jù)在時(shí)鐘的上升沿鎖定。

④ 如果上一步是寫命令，至少等待2.5ms。

⑤ 需要時(shí)重復(fù)③、④兩步。

⑥ 將RST置低，芯片開始運(yùn)行。

(3)AT89S8252串行編程命令

AT89S8252串行編程命令如表1所列。

4)AT89S8252串行編程時(shí)序圖

AT89S8252串行編程時(shí)序如圖1所示。