SI-PROG編程器的工作原理及其程序設(shè)計(jì)

摘 要：介紹SI-PROG編程器的工作原理，利用PC機(jī)串口UART芯片實(shí)現(xiàn)單片機(jī)的ISP下載。PC機(jī)串口8250芯片中SOUT，DTR，RTS，CTS四個(gè)引腳的電平可通過(guò)其內(nèi)部的幾個(gè)寄存器分別進(jìn)行控制或讀取，利用引腳可實(shí)現(xiàn)單片機(jī)的ISP下栽。介紹了8250與單片機(jī)之間通信信號(hào)的邏輯關(guān)系以及電平轉(zhuǎn)換，分析了接收器的閾值電壓的特點(diǎn)，給出了使用SI-PROG編程器的條件。最后，以AVR單片機(jī)為例介紹了下載程序設(shè)計(jì)。結(jié)果表明，利用PC機(jī)串口UART芯片可以實(shí)現(xiàn)對(duì)AVR單片機(jī)的ISP下載，其硬件電路和軟件設(shè)計(jì)都很簡(jiǎn)單。
關(guān)鍵詞：S1-PROG編程器；程序設(shè)計(jì)；UART；AVR單片機(jī)

SI-PROG編程器為PonyProg 2000軟件中使用的一種ISP編程器，該編程器利用PC機(jī)串口電路的異步通信控制器UART實(shí)現(xiàn)AVR，PIC，AT89等單片機(jī)的ISP編程。雖然該編程器不為Atmel的AVRStudio所支持，但是其硬件電路簡(jiǎn)單，成本低，便于制作，適于初學(xué)者進(jìn)行學(xué)習(xí)和簡(jiǎn)單開(kāi)發(fā)。下面以AVR單片機(jī)為例，介紹SI-PROG編程器的工作原理及其程序設(shè)計(jì)。

l SI-PROG編程器的工作原理
1．1 電路組成
圖1為SI-PROG串口編程器的工作原理圖。電路分為PC機(jī)串口電路、SI-PROG編程器和目標(biāo)機(jī)3部分。編程器通過(guò)9針D型連接器DB9與PC機(jī)串口連接，通過(guò)10針連接器J1與目標(biāo)機(jī)連接，電路在文獻(xiàn)[4]的基礎(chǔ)上做了適當(dāng)?shù)暮?jiǎn)化。J1引腳定義與Atmel的STK200下載線相同。

1．1．1 PC機(jī)串口電路及SI-PROG編程器
PC機(jī)串口電路由U1～U4組成。8250(U1)為異步通信控制器UART，SN75150(U2，U3)為驅(qū)動(dòng)器，SN75154為線接收器。U2，U3，U4實(shí)現(xiàn)8250引腳上TTL電平與串口DB9上RS 232電平轉(zhuǎn)換。SI-PROG編程器則完成DB9上RS 232電平與目標(biāo)機(jī)上TTL電平的轉(zhuǎn)換。
1．1．2 串行SPI接口
編程器通過(guò)目標(biāo)機(jī)的SPI接口對(duì)其片內(nèi)的FLASH程序存儲(chǔ)器進(jìn)行下載編程。SPI接口由SCK，MOSI和MISO等幾條信號(hào)線組成。下載編程的過(guò)程實(shí)際上是PC機(jī)與AVR的通信過(guò)程。兩者的關(guān)系是一種主從關(guān)系，PC機(jī)為主機(jī)，AVR為從機(jī)。主機(jī)經(jīng)MOSI引腳將串行數(shù)據(jù)發(fā)給從機(jī)，從機(jī)經(jīng)MISO引腳將數(shù)據(jù)返回給主機(jī)。SCK為串行時(shí)鐘脈沖，由主機(jī)發(fā)往從機(jī)。主機(jī)通過(guò)SCK脈沖控制與從機(jī)的數(shù)據(jù)傳輸。圖2為串行下載編程時(shí)序圖。單片機(jī)在SCK上升沿讀取MOSI上的數(shù)據(jù)位，在SCK下降沿輸出數(shù)據(jù)位到MISO。