8051單片機(jī)開(kāi)發(fā)工具DIY-設(shè)計(jì)應(yīng)用

精品文檔-下載后可編輯單片機(jī)開(kāi)發(fā)工具DIY-設(shè)計(jì)應(yīng)用引言：目前介紹單片機(jī)應(yīng)用的文章很多，但介紹單片機(jī)開(kāi)發(fā)工具制作的文章卻較少。由于單片機(jī)是一門(mén)實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，如果采用傳統(tǒng)的開(kāi)發(fā)模式，則要購(gòu)買(mǎi)價(jià)格昂貴的仿真器、編程器等開(kāi)發(fā)工具來(lái)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(kāi)發(fā)工具。本文旨在幫助DIY愛(ài)好者開(kāi)發(fā)制作出適合自己的開(kāi)發(fā)工具。1當(dāng)前常用開(kāi)發(fā)模式

目前，基本上有兩種開(kāi)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(lèi)型的單片機(jī)要購(gòu)買(mǎi)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(guò)，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(kāi)發(fā)模式介紹及芯片選擇

本文介紹的開(kāi)發(fā)工具采用一種新的開(kāi)發(fā)模式（類(lèi)似于編程器開(kāi)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(guò)，即自動(dòng)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(guò)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)入模式，編程過(guò)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(méi)有了。

經(jīng)過(guò)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(kāi)發(fā)工具。此芯片有如下特點(diǎn)：與8051兼容；內(nèi)含8KB可擦寫(xiě)1000次的程序存儲(chǔ)器，2KB可擦寫(xiě)超過(guò)100000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(guò)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(xiě)周期，在調(diào)試大程序時(shí)可以分段，節(jié)約時(shí)間；低電壓，無(wú)需12V編程電壓。3AT89S8252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(guò)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(xiě)/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(xiě)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(kāi)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。

4硬件設(shè)計(jì)

①通過(guò)計(jì)算機(jī)并口與單片機(jī)SPI口連接；②為了保護(hù)計(jì)算機(jī)并口，需要增加1片74HC244作為隔離。實(shí)用的原理圖如圖2所示。（已經(jīng)過(guò)實(shí)踐檢驗(yàn)，可放心使用。）

5用VB編程進(jìn)行并口控制打印端口的基地址一般為0x278、0x378或0x3BC，可以從控制面板中查到。為了方便讀者，表2列出了常用打印端口引腳及寄存器位元的說(shuō)明。

在Windows環(huán)境下簡(jiǎn)單易學(xué)的語(yǔ)言恐怕非VB莫屬，所以我們的開(kāi)發(fā)工具也選用VB作為編程語(yǔ)言。但由于Windows的保護(hù)，VB無(wú)法直接讀寫(xiě)打印端口，因此我們需要另外的程序模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)打印端口的直接讀寫(xiě)。在Internet網(wǎng)上可以找到許多此類(lèi)模塊，并且相當(dāng)多的模塊可以使用。經(jīng)過(guò)試用，筆者推薦使用Winiov2.0。該模塊支持Win9X/NT/2000/XP（YarivKaplan），并且?guī)в性敿?xì)的幫助、例子程序及源碼。使用時(shí)，將Winio.sys、Winio.dll、Winio.d及Winio.bas四個(gè)文件拷貝到工作目錄下，在VB中直接添加Winio.bas模塊即可。本例中用到的函數(shù)有四個(gè)，分別說(shuō)明如下。①I(mǎi)nitialize()：允許端口控制函數(shù)。在使用端口輸入輸出函數(shù)之前調(diào)用，成功返回“1”，失敗返回“0”。②Shutdown()：關(guān)閉端口控制函數(shù)。在退出程序時(shí)執(zhí)行，成功返回“1”，失敗返回“0”。③GetPortVal(ByValPortAddrAsInteger,ByRefPortvalAsLong,ByValbSizeAsByte)AsBoolean：讀取端口函數(shù)，PortAddr為端口地址，Portval為端口值，bSize為要讀取的字節(jié)數(shù)。讀取成功時(shí)返回“1”，失敗時(shí)返回“0”。④SetPortVal(ByValPortAddrAsInteger,ByValPortvalAsLong,ByValbSizeAsByte)AsBoolean：寫(xiě)端口函數(shù)。PortAddr為端口地址，Portval為要寫(xiě)的值，bSize為要寫(xiě)入的字節(jié)數(shù)。寫(xiě)入成功返回“1”，失敗返回“0”。四個(gè)函數(shù)在Winio.bas模塊中的聲明如下：DeclareFunctionInitializeWinIoLib揥inIo.dll”()AsBooleanDeclareFunctionShutdownWinIoLib揥inIo.dll”()AsBooleanDeclareFunctionGetPortValLib揥inIo.dll”(ByValPortAddrAsInteger,ByRefPortvalAsLong,ByValbSizeAsByte)AsBooleanDeclareFunctionSetPortValLib揥inIo.dll”(ByValPortAddrAsInteger,ByValPortvalAsLong,ByValbSizeAsByte)AsBoolean6IntelHEX格式文件

由于一般編譯軟件產(chǎn)生的用于寫(xiě)入芯片的文件都是IntelHEX格式的文件。IntelHEX文件屬于文本文件，可以用記事本查看。一個(gè)IntelHEX文件的一行稱(chēng)為一個(gè)記錄，每個(gè)記錄都是由十六進(jìn)制字符組成的，兩個(gè)字符表示一個(gè)字節(jié)的值。IntelHEX文件通常由若干條記錄組成，每個(gè)記錄都具有如下的形式：：LLAAAATTDD...DDCC“：”——記錄的起始標(biāo)志；LL——記錄長(zhǎng)度，表示該記錄中的數(shù)據(jù)字節(jié)數(shù)；AAAA——數(shù)據(jù)裝入的首地址（16位）；TT——記錄類(lèi)型，00表示數(shù)據(jù)記錄，01表示文件結(jié)束；(注意：有的編譯軟件會(huì)產(chǎn)生大于01的記錄類(lèi)型，本應(yīng)用中對(duì)大于01記錄類(lèi)型的記錄忽略掉即可。)DD——數(shù)據(jù)值（字節(jié)）；CC——校驗(yàn)和。（將其本身與記錄中除起始標(biāo)志外的所有字節(jié)相加應(yīng)為0，不為0則有錯(cuò)。）VB編程詳細(xì)說(shuō)明見(jiàn)本刊網(wǎng)絡(luò)補(bǔ)充版（）。（由于各子程序的流程都較簡(jiǎn)單，所以直接給出源碼，而未畫(huà)出流程圖。程序采用由底至頂?shù)脑O(shè)計(jì)方法。）

結(jié)語(yǔ)雖然上述程序能實(shí)現(xiàn)各種基本的功能，但并不完善，并未考慮各種異常情況，讀者可根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行完善。編程功力較差的朋友可直接到筆者的網(wǎng)站（http://）相對(duì)較完善的應(yīng)用程序。如果充分理解了上述程序，那么DIY一個(gè)AVR或PIC單片機(jī)的開(kāi)發(fā)工具也非難事。在筆者的網(wǎng)站也有制作完成的“MCS51/AVR/PIC三合一器資料”