AT89S系列单片机ISP下载线设计

　　1 引言

　　随着单片机日益广泛的应用，为了降低单片机系统开发的成本和难度，许多单片机生产厂商推出了支持ISP技术的单片机，其中就包括主流厂商ATMEL公司生产的AT89S系列单片机。ISP(InSySTem Programming)即在线系统编程，该技术允许用户对电路板上的单片机擦除、写入最终程序代码，免去了传统开发过程中所需的仿真器、编程器等开发工具，且使用户能在线对单片机进行软件升级。

　　ISP技术需要通过ISP下载线及相应的程序下载软件来实现，目前多数的下载线为并口下载线，而并口已经逐渐被市场淘汰，现在的许多笔记本电脑和台式机都取消了并口配置，因此，USB接口的ISP下载线已成为主流。本文提出了一种基于USB接口的ISP下载线设计方案，该方案成本低、电路简单、易于自制且使用方便。

　　2 设计方案说明

　　设计方案以ATMEGA8单片机为核心，具体电路原理图如图1所示。

图1 ISP下载线电路原理图

　　ATMEGA8单片机是基于增强的AVR RISC结构的低功耗8位CMOS微控制器，PDIP封装形式的引脚如图2所示。

图2 ATMEGA8引脚图

　　图1中，ATMEGA8单片机对USB串口协议进行软件模拟，结合电脑端的驱动程序和目标程序下载软件，可实现与电脑的USB接口连接及对目标器件以ISP方式进行代码的擦除、写入。电路图中的ISP端口定义如图3所示。

图3 ISP端口定义

　　3 设计方案的实现

　　3.1 硬件焊接

　　按图1中的标示购买元器件，并完成ISP下载线硬件电路板焊接。元器件列表如表1所示。

　　表1 元器件列表

　　3.2 写入固件

　　下载线电路板焊接完成后，需对电路板上的ATMEGA8写入USB串口模拟协议及ISP下载模式的底层程序(即写入固件)。在写入固件前，要做好三方面的准备工作：将底层程序编译成目标文件(HEX格式文件)，准备一条并口ISP下载线，在电脑端安装MCU程序下载软件(如ISPLAY 1.5)。准备工作完成后就可以进行写入固件操作了，具体步骤如下：

　　(1)按图4所示进行硬件连接。

图4 写入固件硬件连接示意图

　　值得注意的是，此时J1、J2、J3均短接。J1是降速跳线，短接时慢速，写入固件时要求在慢速;J2短接是为了向原并口下载线供电;J3是ATMEGA8复位跳线，写入固件时要求在复位状态。

　　(2)运行电脑端MCU程序下载软件，进行写入固件操作。

　　软件界面如图5所示，值得注意的是，写入固件后，应对ATMEGA8配置熔丝，即对图5中的SUT0和CKSEL0选项进行配置。