單片機(jī)制作機(jī)器人 USB－ISP編程電路方案

AT89S51編程器電路制作

一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/strong>

二、相關(guān)知識(shí)

AT89S51的編程方式可分為并行及串行模式。由于目前PC臺(tái)式及及筆記本已經(jīng)逐漸取消并口，因此并口編程器已經(jīng)逐漸被淘汰。采用USB接口的ISP編程器比較適合實(shí)驗(yàn)之用。本書所附贈(zèng)的電路就是以USB ISP串行模式來(lái)對(duì)AT89S51進(jìn)行編程的，其電路如圖3.9所示。在接下來(lái)的內(nèi)容里，我們均稱書中所附電路板為實(shí)驗(yàn)板。

1、圖3.9 AT89S51 USB ISP編程器電路圖

2、USB編程器電路

本實(shí)驗(yàn)板電路采用USB接口對(duì)AT89S51進(jìn)程編程。除了通過(guò)USB接口編程外，也通過(guò)USB接口為電路板提供5V電壓。所以在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，不用再額外使用外接電源。USB編程電路如圖3.12所示。

CH341A是南京沁恒一個(gè)USB總線轉(zhuǎn)接芯片，通過(guò)USB總線提供異步串口、打印口、并口，以及常用的2線和4線等同步串行接口。CH341A采用SOP-28無(wú)鉛封裝，具體功能由復(fù)位后的功能配置決定，同一引腳在不同功能下的定義可能不同。

CH341芯片正常工作時(shí)需要外部向XI引腳提供12MHz的時(shí)鐘信號(hào)。一般情況下，時(shí)鐘信號(hào)由CH341內(nèi)置的反相器通過(guò)晶體穩(wěn)頻振蕩產(chǎn)生，外圍電路只需在XI和XO引腳之間連接一個(gè)12MHz晶體，并為XI和XO引腳對(duì)地連接振蕩電容。CH341芯片支持5V電源電壓或者3.3V電源電壓。當(dāng)使用5V工作電壓時(shí)，CH341芯片的VCC引腳輸入外部5V電源，第9腳(V3引腳)應(yīng)該外接容量為4700pF或者0.01uF的電源退耦電容。

CH341第10、11腳連接到USB數(shù)據(jù)總線。第13、14腳外接12MHz晶體，為芯片提供時(shí)鐘。第16、18、20、22腳分別接300Ω的限流電阻，作為RST、SCK、MOSI、MISO信號(hào)輸入/輸出。在使用CH341A的USB轉(zhuǎn)ISP功能時(shí)，第23腳必須接地。第28為電源5V輸入，接退耦電容，可使讓芯片工作更穩(wěn)定。

在實(shí)際制作時(shí)，由于限流電阻的阻值對(duì)電路穩(wěn)定性影響并不大，讀者可以在300Ω附近選擇，如270Ω或330Ω都可以。

圖3.12 USB編程器電路圖

在圖3.12里，USB1為與電腦連接的USB插座。此USB插座共有4個(gè)腳，分別為+5V、D-、D+及GND。+5V及GND是本電路板的電源來(lái)源。R3為限流電阻，此電阻的取值需要根據(jù)實(shí)際情況確定。在使用此電阻時(shí)，應(yīng)保證后端的CH341A及AT89S51芯片供電電壓大于4.5V。在保證接入的元件接線正確及電路整體消耗電流小于500mA的情況下，此電阻可以不接，直接用短線連接即可。CH341A芯片通過(guò)USB接口和USB連接線完成與電腦的數(shù)據(jù)傳輸。

讀者如使用本書附贈(zèng)的PCB板制作編程器，需特別注意CH341芯片的安裝方向。

三、電路制作

四、與電腦連線

編程器制作完成后，接下來(lái)是與電腦連線。若能與電腦連線成功，則代表實(shí)驗(yàn)板的USB芯片及電路沒有問(wèn)題。

步驟1 將實(shí)驗(yàn)板端接上USB線，USB線的另一頭接上電腦的USB口，如圖3.17所示。

(a)將實(shí)驗(yàn)板接上USB延長(zhǎng)線

步驟2：此時(shí)電腦會(huì)出現(xiàn)“叮咚”音效，表示電腦已經(jīng)偵測(cè)到USB芯片，否則請(qǐng)?jiān)俅未_認(rèn)電路板是否正確焊接。

步驟3：若第一次使用本電路板或更換了USB接口位置時(shí)，電腦會(huì)要求安裝驅(qū)動(dòng)程序。在系統(tǒng)彈出找到新硬件向?qū)r(shí)，請(qǐng)選擇“否，暫時(shí)不(連接到Windows Update以搜索驅(qū)動(dòng)軟件)”。如圖3.18所示。

步驟4：在安裝驅(qū)動(dòng)程序時(shí)，請(qǐng)選擇“從列表或指定位置安裝(高級(jí))”，然后指定CH341驅(qū)動(dòng)程序的位置。如圖3.19所示。

步驟5：在安裝驅(qū)動(dòng)程序完成后，硬件安裝向?qū)?huì)提示已經(jīng)完成了USB-EPP/I2C.。.CH341A的安裝。如圖3.20所示。

步驟6：驅(qū)動(dòng)程序安裝完成后，可以打開CH341DP.exe編程軟件。如果硬件沒有問(wèn)題，程序會(huì)提示“成功打開CH341設(shè)備”。此時(shí)可手動(dòng)選擇MCU類型，如圖3.21所示。在有些系統(tǒng)下，如Windows 7 64位系統(tǒng)下，如果程序提示“無(wú)法啟動(dòng)程序，因?yàn)橛?jì)算機(jī)中丟失CH341DLL.DLL。嘗試重新安裝該程序以解決此問(wèn)題。”請(qǐng)將CH341A驅(qū)動(dòng)目錄下的CH341DLL.DLL庫(kù)拷貝至與CH341DP.exe程序同目錄下即可。

步驟7：在芯片類型下拉菜單中，請(qǐng)選擇AT89S51。點(diǎn)擊“配置”按鈕，會(huì)彈出AT89S51的加密設(shè)置及配置窗口，如圖3.22所示。

步驟8：在對(duì)AT89S51單片機(jī)進(jìn)行編程時(shí)，請(qǐng)點(diǎn)擊“瀏覽。..”按鈕，選中需要編程的HEX文件后，點(diǎn)擊“下載”按鈕，可對(duì)單片機(jī)進(jìn)行編程操作。如圖3.23所示。下載完成后，可通過(guò)編程軟件的復(fù)位按鈕，直接將實(shí)驗(yàn)板復(fù)位。在讀者自制電路或通過(guò)面包板等進(jìn)行編程操作時(shí)，如程序出現(xiàn)“數(shù)據(jù)傳輸失敗”等提示，或?qū)T89S51編程時(shí)下載進(jìn)度條長(zhǎng)時(shí)間無(wú)進(jìn)度提示，在確認(rèn)電路各元件工作正常后，請(qǐng)檢查電路的設(shè)計(jì)及走線等問(wèn)題。不合理的電路設(shè)計(jì)及走線，會(huì)造成編程器工作不穩(wěn)定。

以下為樣板的部分照片，印字與最終附著的版本稍有不同，其它都一樣。大家在焊接時(shí)可參考。

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