单片机的ISP在线编程设计
单片机的isp在线编程设计
随着电子技术的日益发展，芯片的规模越来越大，封装日趋小型化，相应地对系统板级调试的困难也在加大。在传统的调试方式中，频繁的调试和更换程序需要频繁地插拔芯片，开发效率极低。at89s系列单片机提供的isp在线编程技术彻底地改变了传统的开发模式，开发单片机系统时不会损坏芯片的引脚，加速了产品的上市并降低了研发成本，缩短了从设计、制造到现场调试的时间，简化了生产流程，大大提高了工作效率，因此它是对市场定型产品进行现场升级和维护的经济、有效的方式，极大地促进了pld产品的发展。
1 pc机并行口
1.1 并行口硬件接口简介
标准并行口有25个引脚，其中数据端口引脚为2～9，状态端口引脚为15、10～13，控制端口引脚1、14、16、17用于连接器件，其他引脚18～25是接地引脚gnd。25针并行口如图1所示。
图1 25针并行口
并行口工作在spp模式下,pc机是通过对3个8位端口寄存器的读或写来实现对它们的控制。端口寄存器分别是：
◆ 数据端口(地址0x378)为d7～d0,对应引脚p9～p2；
◆ 状态端口(地址0x379)为s7～s3,对应引脚p11、p10、p12、p13、p15；
◆ 控制端口(地址0x37a)为c3～c0,对应引脚p17、p16、p14、p1。
注意： s7、c0、c1、c3信号的逻辑状态在连接器处是与相应寄存器位相反的。对这些位进行写操作时，写入的值应该与连接器处设置的值相反；同样，进行读操作时，读取的值也与连接器处设置的值相反。
1.2 并行口编程简介
windows对系统底层操作采取了屏蔽的策略，但是在硬件或系统软件开发中只要涉及系统底层的操作，就不得不深入到windows的内核去编写属于系统级的设备驱动程序。对并行口的读/写操作就是如此。为了绕过 windows安全保护机制，需要允许32位 windows程序直接对 i/o口进行操作。这里使用由 yariv kaplan编写的 winio库中的几个函数来实现对i/o口的读/写。
(1) 初始化与终止
对端口读/写前后要分别初始化和终止。
initializewinio();
shutdownwinio();
(2) 安装与卸载
如果操作系统是windows98或windows95,则需要调用驱动函数。
installwiniodriver(pstr pszwiniodriverpath, bool isdemandloaded = false);
removewiniodriver();
(3) 读/写i/o口
getportval(word wportaddr, pdword pdwportval, byte bsize);
setportval(word wportaddr, dword dwportval, byte bsize);
getportval函数从指定端口读取一个byte/word/dword类型的值；setportval函数向指定端口写入一个byte/word/dword类型的值；wportaddr是指定一个端口地址值；pdwportval为指向一双字节型变量的指针，该变量存储从wportaddr端口读取的值；dwportval为一双字节型变量写到wportaddr端口中；bsize指定读取字节数，值可以为1、2或4。
2 at89s5x系列单片机
2.1 at89s51简介
at89s51是一个低功耗、高性能cmos 8位单片机，片内含4 kb isp(insystem programming)的可反复擦写1 000次的flash只读程序存储器。该器件采用atmel公司的高密度、非易失性存储技术制造，兼容标准mcs51指令系统及80c51引脚结构，芯片内集成了通用8位中央处理器和isp flash存储单元。功能强大的at89s51可为许多嵌入式控制应用系统提供高性价比的解决方案。
2.2 at89s51串行编程时序及指令
2.2.1 串行编程模式下的时序分析
2.2.2 串行编程指令
串行编程使用4字节协议，指令如表1所列。
表1 串行编程指令
3 并行口与at89s5x单片机的硬件设计
通过对并行口和编程时序的分析，我们制作了at89s5x单片机的isp下载线。下面对并行口与单片机的连线作一简单介绍： 并行口p2引脚连接单片机的p1.5引脚（mosi）；并行口p10引脚连接单片机的p1.6引脚（miso）；并行口p1引脚连接单片机的p1.7引脚（sck）；并行口p17引脚连接单片机的rst引脚，如图2所示。
图2 at89s52下载线电路图
4 isp下载线的软件设计在
硬件设计的基础上，通过对isp时序和串行编程指令的分析，采用visual c+＋6.0编写了下载线程序。其主要关键编程函数略——编者注。
结语
以下是作者在调试中获取的一些参数，希望对大家有所帮助。
参考资料：
晶体振荡器的频率为33 mhz（max），所以周期t=1/f=1/33 mhz=30 ns（min）；sck正脉冲宽度为8×30 ns=240 ns（min）；sck负脉冲宽度为8×30 ns=240 ns（min）；mosi建立到sck变高时间为30 ns（min）；sck变高后mosi保持时间为2×30 ns（min）；sck变低到miso有效时间为10 ns（min）～32 ns（max）（一般取16 ns）；芯片檫除指令周期为500 ms；串行字节写周期为64×30 ns+400 ns。
实验数据：
晶体震荡器的频率为33 mhz（max），所以周期t=1/f=1/33 mhz=30 ns（min）；芯片擦除指令周期为200 ms；sck变高后mosi保持时间为1 ms（min）。
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单片机的ISP在线编程设计
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虚拟现实技术发展迅速，未来将应用于各行各业
POE端口室外4KV和6KV防雷保护方案
美光业界领先的232 层NAND可满足 AI 海量数据的存储需求
显示器的IPS，VA，TN屏幕有何区别，应该怎么选
物联网芯片ARM与RISC-V选择哪一种比较好
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◆ 数据端口(地址0x378)为d7～d0,对应引脚p9～p2；
◆ 状态端口(地址0x379)为s7～s3,对应引脚p11、p10、p12、p13、p15；
◆ 控制端口(地址0x37a)为c3～c0,对应引脚p17、p16、p14、p1。
注意： s7、c0、c1、c3信号的逻辑状态在连接器处是与相应寄存器位相反的。对这些位进行写操作时，写入的值应该与连接器处设置的值相反；同样，进行读操作时，读取的值也与连接器处设置的值相反。
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(1) 初始化与终止
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参考资料：
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