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1 引言1.1 开发背景 随着单片机的迅速发展,各种各样的编程器和在线下载器涌现出来,而且功能全,使用方便体积小等优点,但价格高是我们在校大学生所不能承受。
首先对当前的发展状况作一个简单的介绍。
单片机自 70 年代问世以来得到蓬勃发展,目前单片机功能正日渐完善: 1、单片机集成越来越多资源,内部存储资源日益丰富,用户不需要扩充资源就可以完成项目开发,不仅是开发简单,产品小巧美观,同时系统也更加稳定,目前该方向即是发展为 SOC片上系统。
2、单片机抗干扰能力加强,使的它更加适合工业控制领域,具有更加广阔的市场前景。
3、单片机提供在线编程能力,加速了产品的开发进程,为企业产品上市赢得宝贵时间。
4、在线编程目前有两种不同方式: 1、ISP ,具备 ISP 的单片机内部集成 FLASH 存储器,用户可以通过下载线以特定的硬件时序在线编程,但用户程序自身不可以对内部存储器做修改。
这类产品如ATMEL8990 系列。
2、IAP ,具备这种特性的单片机厂家在出厂时内部写入了单片机引导程序,用户可以通过下载线对它在线编程,用户程序也可以自己对内存重新修改。
这对于工业实时控制和数据的保存提供了方便。
这类产品如 SST 的 89 系列。
5、在线仿真变的容易。
用户一旦开发一个比较大的系统,开发调试变的非常复杂,同时由于单片机资源有限,不能像 PC 一样直接调试自己的软件,于是出现了品种繁多的专业仿真器,为用户的开发提供了强大功能,加速了开发进程,降低了开发难度,同时这类仿真器也给中小型用户带来沉重的经济负担,目前已经有公司推出了可以在线调试的单片机,这类单片机采用标准 JTAG 接口,JTAG 是一种标准IEEE 1149.1,是为测试芯片而制定的,在可编程逻辑器件的数据下载中也使用 JTAG 接口,出现了在系统编程ISP的概念,也就是,即使可编程逻辑器件安装到了系统中,也可以对其内部电路进行修改,JTAG 技术和 EDA 软件的进步,使可编程逻辑器件的开发与使用得到快速发展。
6、ISP 的扩展应用。
ISP 的硬件电路和软件设计,可为单片机用户提供了一种全新的与计算机进行通信的方法,即用计算机直接控制硬件电路的方法,例如,传统的 IC卡读卡器一般是由单片机作为 IC 卡的主控器,通过串行口与计算机进行通信,在计算机的控制下对 IC 卡进行操作,其缺点是在 IC 卡和计算机之间需增加串行协议,不仅增加了程序工作量,而且系统的稳定性也受影响。
在学习或开发 MCS-51 系列单片机时,不仅需要仿真器,还需要编程器。
近年来,随着一项新技术—边界扫描(JTAG)的出现,开创了一种全新的单片机开发过程。
JTAG集下载和在线仿真功能于一身,极大地方便了用户调试。
简易 JTAG 不仅成本低廉(成本可控制在几十元以内),而且便于自己动手制作,从而为个人学习或开发单片机系统提供了良好的平台。
尽管利用 ISP 功能,用户不用编程器即可对单片机在线编程,但 AT89S51/52 系列单片机内部的 Flash 的擦写次数非常有限,只有 1000 次左右。
这就给没有仿真器的用户调试程序带来许多不便。
这种基于串行口在线下载的单片机开发系统有如下显著特点:1 可无限次下载,极大地方便了不具备仿真器的单片机用户,例如在校大学生和单片 机爱好者。
2 性价比高,用途多,操作简单。
3 可用做实验板,在校大学生可用它做一些简单的实验,以便对单片机有更深的了解。
4 提供预留扩展接口,可供用户开发小程序使用。
基于以上描述,本人决定开发一套单片机无限次下载系统以满足需要,这套系统是由硬件电路和软件两部分构成。
硬件电路主要包括 AT89S51 单片机最小系统、LED 驱动电路、峰鸣器驱动电路、红外信号接收电路、动态扫描显示电路、矩阵键盘扫描电路和 RS-232 串行口电路。
软件部分是由串行口通信模块和主程序构成。
其中主程序是由C 语言来编写。
因为 C 语言具有简单灵活,容易编写,修改