51单片机程序下载、ISP及串口基础知识 - 全文

　　一些读者可能已经猜到，给单片机装进程序是通过电脑并且是使用串口来完成的。但是很可惜只猜对了一半。

　　说点题外话，为了感觉“专业”一点，以后不要再说给单片机“装程序”了，专业点的说法应该是烧写程序，或者下载程序。读者很可能会好奇为什么叫烧写程序呢？难道下载程序的时候，要用火烤一烤单片机吗？当然不是。这个就像马路为什么叫马路一样，是有来历的，想知道具体原因，还是等大家学习了单片机，了解早期ROM的工作原理再去深究吧。

　　回归正题，不同的单片机烧写程序的方式是不一样的。刚开始介绍STC单片机的时候，我提到了它的一个优点：可使用串口下载程序，不知读者有没有注意到。同样是51单片机，Atmel的产品分为两种，一种是早期的89Cxx系统，这种型号的单片机下载程序时，需要把单片机取下来，使用专用的编程器烧写程序，非常麻烦；另一种是后来推出的支持ISP的89Sxx系列（ISP = In System Programming，在线编程），只需要几根线连接单片机和下载器，就能轻松下载程序。

　　串口

　　串行接口简称串口，也称串行通信接口，是采用串行通信方式的扩展接口。

　　我们比较熟悉的USB接口，全名通用串行总线（Universal Serial BUS），就属于串口。

　　串行接口按电气标准及协议来分还包括UART、RS232、RS422、RS485等。

　　老式的台式计算机和部分笔记本上则有RS232串口，这里RS232指的是RS232电平的串口。后来由于这种串口使用很少、速度较慢、体积较大而逐渐在笔记本甚至台式机上被淘汰了。而51单片机等中含有UART串口，UART这里指的是TTL电平的串口。

　　UART与RS232区别主要在于其电平定义不同。TTL电平是5V的，而RS232是负逻辑电平，它定义+5~+12V为低电平，而-12~-5V为高电平。

　　标准串口即RS232串口（通常指COM接口），如图。

　　

　　

　　由于USB接口与单片机的TTL串口无法直接连接，一般通过转换芯片来连接。连接到USB接口的转换芯片一般需要在电脑上安装驱动。

　　USB转RS232串口（常用转换芯片为CH341，价格10-20元）

　　

　　RS232转TTL（电平转换芯片MAX232）

　　

　　MAX232电路图

　　

　　USB转TTL串口（常称为USB转TTL升级小板，USB-TTL转接板，常用转换芯片为PL2303，价格6-10元）

　　

　　PL2303电路图

　　

　　USB - RS232串口 - TTL串口 转接板

　　

　　USB-RS232电路图

　　

　　通常成品学习板上都是USB接口或者RS232串口+USB接口。一方面USB接口负责给单片机供电，另一方面，USB转TTL或RS232转TTL已经集成的学习板上。

　　51单片机程序的烧写

　　我们最常见的51单片机是美国Atmel公司生产的AT系列单片机和中国宏晶公司生产的STC系列单片机。早期的AT89C51系列（89后面是字母C）单片机，下载程序时需要使用专门的烧写器烧写进去，单片机烧写程序时必须从电路上取下来，非常麻烦。后来推出了支持ISP（In System Programming）在线编程的AT89S51系列单片机，只需连接几根线即可烧写程序，也不需取下单片机。

　　标准10芯ISP插头

　

　　如图，学习板的左上角为标准10芯ISP插座

　　

　　标准10芯ISP插座的接口定义

　　

　　ISP下载电路图

　　

　　AT89S51系列单片机下载程序时，计算机端可使用ProgISP等软件来下载。

　　AT89S51系列单片机的ISP下载是通过P1^5、P1^6、P1^7、RST引脚来下载的，而宏晶国产STC单片机则具有串口ISP功能，可直接使用串口，将程序下载进单片机。即将USB转TTL的TXD接单片机的RXD，RXD接单片机的TXD（实际中一些TTL转接板可能会把TXD、RXD标反，如果反了，交换即可）。STC系列的单片机在上电的时候会执行在ISP FLASH的ISP程序。只要在串口上收到连续的0x7F，便会进入ISP模式。所以STC单片机下载程序时，需要先在计算机端程序中点下载，然后给单片机通电。另外STC单片机需使用宏晶专用的单片机下载程序STC-ISP下载。

　　下载程序顺序如下：

　　1、设置单片机型号，COM口，波特率等参数。

　　2、装载好要烧的单片机程序。

　　3、点击“下载”。

　　4、给单片机上电。

　　5、下载软件显示：正在下载。。.。

　　6、下载完成。

　　STC-ISP软件：

　　

　　下载程序时注意，如果使用USB接口转串口的需安装对应驱动（PL2303、CH341等）。安装好驱动后连接上学习板或下载线，可以在设备管理其中看到相应的串口，如图：