STC15F104E的STC單片機(jī)自動(dòng)下載系統(tǒng)設(shè)計(jì)

引言
STC單片機(jī)是我國(guó)宏晶公司研制的一系列51單片機(jī)。STC單片機(jī)以傳統(tǒng)的8051單片機(jī)為基礎(chǔ)，經(jīng)過技術(shù)改進(jìn)和資源擴(kuò)展，具有片內(nèi)資源豐富、運(yùn)算速度快、價(jià)格低等優(yōu)點(diǎn)。STC單片機(jī)下載程序不需要編程器燒寫，可以通過串口下載。美中不足的是，STC單片機(jī)下載時(shí)必須進(jìn)行冷啟動(dòng)，即下載信號(hào)加到單片機(jī)串口以后必須對(duì)單片機(jī)斷電再上電，這給用戶帶來了一些不便。尤其是反復(fù)調(diào)試程序需要多次下載時(shí)，顯得更加繁瑣。
為了解決這一問題，有必要研制一種STC單片機(jī)專用的自動(dòng)下載系統(tǒng)，使系統(tǒng)接收到上位機(jī)發(fā)往單片機(jī)的下載信號(hào)后，自動(dòng)冷啟動(dòng)STC單片機(jī)，完成下載任務(wù)。

1 原理分析
STC單片機(jī)下載時(shí)，需要使用宏晶公司提供的STCISP軟件。下載開始時(shí)，上位機(jī)軟件首先向單片機(jī)發(fā)出下載命令。自動(dòng)下載系統(tǒng)收到上位機(jī)對(duì)單片機(jī)發(fā)出的下載命令后，實(shí)現(xiàn)對(duì)單片機(jī)的斷電、上電冷啟動(dòng)操作。單片機(jī)經(jīng)冷啟動(dòng)后，收到命令數(shù)據(jù)流后作出回應(yīng)，開始下載程序。需要注意的是，單片機(jī)在正常工作中，串口有可能接收數(shù)據(jù)，由于自動(dòng)下載系統(tǒng)與單片機(jī)串口連接，因而系統(tǒng)必須具有自動(dòng)判斷接收的數(shù)據(jù)流是否為下載命令的能力，保證及時(shí)冷啟動(dòng)目標(biāo)單片機(jī)。
為了檢測(cè)下載程序的命令數(shù)據(jù)流，可以采用如下方法：從PC的串口引出連接線，接至PC的另一個(gè)串口，用串口調(diào)試助手打開；用STC-ISP軟件發(fā)送下載命令，可以檢測(cè)到在波特率為9 600 bps的情況下，該軟件持續(xù)向單片機(jī)發(fā)送十六進(jìn)制的0x80；當(dāng)自動(dòng)下載系統(tǒng)連續(xù)接收到足夠數(shù)量的0x80時(shí)，即可判定接收到了下載命令數(shù)據(jù)流，從而進(jìn)入冷啟動(dòng)程序。

2 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)
2．1 主控芯片STC15F104E簡(jiǎn)介
自動(dòng)下載系統(tǒng)需要接收上位機(jī)發(fā)往目標(biāo)單片機(jī)的下載命令程序流，并對(duì)目標(biāo)單片機(jī)進(jìn)行冷啟動(dòng)。STC15F104E是宏晶公司研發(fā)的一款單片機(jī)，具有省去一些外部電路而功能較全面的優(yōu)點(diǎn)。
該單片機(jī)的特點(diǎn)有：
◆內(nèi)部集成了可靠復(fù)位，省去了外部復(fù)位電路。
◆內(nèi)部集成了R／C時(shí)鐘(在常溫下僅有5‰溫漂)，省去了外部晶振。
◆內(nèi)部集成了2個(gè)16位可重裝載定時(shí)器，與普通8051單片機(jī)兼容。
◆為DIP8／SOP8封裝，體積較小，功耗較低。
◆增強(qiáng)型8051內(nèi)核，單時(shí)鐘周期，信號(hào)處理速度快，實(shí)時(shí)性較好。
由于STC15F104E可以省去傳統(tǒng)單片機(jī)的復(fù)位電路、外部晶振電路，且采用貼片封裝，因此占用電路板面積非常小，適合集成在電路板上，因而作為本系統(tǒng)的主控芯片。
2．2 主控電路
如圖1所示，整個(gè)系統(tǒng)以STC15F104E為核心進(jìn)行設(shè)計(jì)。STC15F104E的P3．0腳與目標(biāo)單片機(jī)STC89C52RC的串口接收端相連，即將發(fā)往目標(biāo)單片機(jī)的信號(hào)連接到自動(dòng)下載系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)信號(hào)的獲取和處理。由丁自動(dòng)下載系統(tǒng)不需要發(fā)出任何信息，STC15F104E的P3．1引腳懸空，不與目標(biāo)單片機(jī)相連。