8051单片机开发工具DIY

引 言：

目前介绍单片机应用的文章很多，但介绍单片机开发工具制作的文章却较少。由于单片机是一门实践性很强的课程，如果采用传统的开发模式，则要购买价格昂贵的仿真器、编程器等开发工具来作实验。其实由于芯片功能的日益完善，我们可以利用芯片的在系统编程(ISP)功能制作出实用而低价的开发工具。本文旨在帮助DIY爱好者开发制作出适合自己的开发工具。

1 当前常用开发模式

目前，基本上有两种开发模式可供选择：用仿真器、用编程器。

① 用仿真器。优点：方便，可以设置断点，可以观察存储器及寄存器的内容。缺点：价格昂贵，不同类型的单片机要购买不同的仿真器;仿真器终究不是单片机，有时代码在仿真器上能通过，但在单片机中不能正常工作，反而增加了调试的难度。

② 用编程器。优点：价格相对便宜，通常一款编程器可编程多种器件。缺点：操作相当不便，每次要将芯片在目标板与编程器之间转移，并且还要在编译操作界面与编程器操作界面之间切换，大部分时间在做简单的重复工作。

2 新的开发模式介绍及芯片选择

本文介绍的开发工具采用一种新的开发模式(类似于编程器开发模式)。由于利用了芯片的在系统编程功能，因此不需要移动芯片。在软件设计时设计成：一旦代码文件被重新编过，即自动下载到芯片，并自动复位运行，是真正的“所编即所得”。

目前很多单片机都支持在系统编程。8051系列单片机支持在系统编程的也很多，但大多数是支持通过PC机的串口对单片机进行编程。这样有四个不方便的地方：一是项目本身与PC机串行通信不方便;二是要增加1片MAX232电平转换芯片;三是有的芯片要按特定的步骤进入下载模式，编程过程需要手工干预;四是有的芯片需要固件(定制的程序)的支持，如果不小心损坏了固件，则芯片的在系统编程功能也没有了。

经过比较，Atmel公司生产的AT89S8252是一种比较理想的芯片，适合制作开发工具。此芯片有如下特点：

与8051兼容;

内含8KB可擦写1000次的程序存储器，2KB可擦写超过100 000次的数据存储器及256字节8位宽内部RAM;

可通过SPI接口在系统串行编程，与8051兼容

串行编程时有自动擦写周期，在调试大程序时可以分段下载，节约时间;

低电压下载，无需12V编程电压。

3 AT89S8252串行编程

(1)AT89S8252串行编程模式

当芯片的RST引脚置高电平时，所有程序和数据存储器可以通过SPI总线接口[SCK，MOSI(input)，MISO(output)]编程。RST变高以后，在编程或擦除操作之前必须首先发送一条编程允许命令。在串行编程模式下，芯片会在字节编程之前自动插入一个擦除周期。因此，除非芯片的代码保护位被编程，编程之前不需要执行全片擦除命令。SPI接口之SCK时钟频率须低于晶振频率的1/40。

(2)AT89S8252串行编程步骤

① 在XTAL1与XTAL2之间连接一个3~24MHz的晶振;在VCC与GND之前加上电源电压，将RST置高，等待10ms。

② 发送串行编程允许命令。

③ 发送写/读/擦除等命令及数据，串行数据高位在前，低位在后，数据在时钟的上升沿锁定。

④ 如果上一步是写命令，至少等待2.5ms。

⑤ 需要时重复③、④两步。

⑥ 将RST置低，芯片开始运行。

(3)AT89S8252串行编程命令

AT89S8252串行编程命令如表1所列。

4)AT89S8252串行编程时序图

AT89S8252串行编程时序如图1所示。