基于USB接口的51单片机在线编程设计

陈志英

(厦门理工学院电子与电气工程系，福建厦门 361024)

0 引言

51单片机的Flash存储器程序烧写主要有两种模式:并行Flash编程和串行Flash编程。其中串Flash编程模式支持ISP编程(系统在线编程)，这种模式在烧写单片机应用程序时不需要把芯片从工作环境中剥离，解决了在开发产品时因频繁插拔芯片导致其引脚折断从而损坏芯片的问题，同时也给系统软件升级提供了便利。目前，市面上大部分51单片机ISP编程主要采用PC机并口或RS232串口进行程序下载，而基于USB接口的ISP编程较少，这对于只有USB接口的PC机来说非常不方便。基于这个原因，本文给出了一种基于USB接口的51单片机在线编程设计方案，主要针对ATMEL公司生产的51单片机AT89S51/52/53芯片进行系统在线编程，无需外接电源，采用从PC机USB接口取电，方便用户使用，写入速度快及稳定性好［1，2］。该设计包括USB-SPI硬件接口转换电路和PC端上位机编程软件两部份。系统原理框图如图1所示。

USB-SPI接口转换电路采用南京沁恒公司USB转换芯片CH341实现。PC端上位机编程软件采用VB编写，利用API函数调用CH341运行的动态链接库文件实现PC机与CH341之间的USB接口数据传送，CH341再将从USB接口接收到的数据通过SPI同步串行接口传送到目标单片机AT89S51。由此，可完成单片机Flash在线编程。

1 USB-SPI接口转换电路

转换芯片CH341A是一个全速USB设备接口，可转换成并行口、异步串行口、或2线、4线同步串行接口。它的部分引脚具有多个功能，具体功能由复位后的功能配置决定［3］。本设计将CH341配置成4线同步串行接口，电路原理如图2所示。……