单片机最小工控系统的设计与开发+电路图+流程图(6)
3.2 ISP下载电路的设计
图8 开发板ISP接口电路图
USB-ISP下载线的制作主要有两种方案，第一种是用FT245串口芯片和AT89S51的方案，另一种是只用AT89S51进行USB串口协议的软件模拟和ISP下载全部完成[10]。第一种优点是稳定，但是制作成本高，而且电路比较复杂，不方便制做。第二种方案制作低成本，主要通过软件仿真、硬件电路简单、而且简单易做。综上所述采用第二种方案，用单个AT89S51来制做。总体思路如下：
（1）先焊接好硬件电路装置，焊接好USB-ISP电路后，首先给它下载程序。
（2）元件准备好后，先得测量下质量，如电阻阻值、电容容量、发光二极管极性、稳压管的稳压值是否确定。最重要的是USB接口用延长线接到PC机上，然后用万用表测量出正极并做上标记，这样就能搞清楚D+、D-的位置，也不会接反电源了。
（3）连接板子之前做个大概布局，有效减少引线长度。
焊接好硬件以后，首先将两个跳线J3和J1连上，然后用其它的ISP编程器给它下载固件。固件下载好后，还要配置熔丝，配置为外部高速晶体模式，即对SKSEL0编程（SKSEL0=0，SKSEL1~3=1）。SUT0也编程（即SUT0=0）。然后将J1和J3跳线断开就可以使用了。使用时插到电脑上就会识别出该硬件，然后根据提示安装驱动程序就可以使用了。
图9 ISP下载电路电路图
ISP下载接口，不需要任何的外围零件。使用双排2＊5插座。由于没有外围零件，故PB5（MOSI）、PB6（MISO）、PB7（SCK）、复位脚仍可以正常使用，不受ISP的干扰。
图10 ISP引脚定义图
图11 下载装置的设计流程图
图12 ISP接口对应实物图
3.3 串口电路设计
为了实现PC机与单片机的串行通信，首先得了解电脑高电平信号的电压为12V，高电平信号的电压为-12V，而AT89S51单片机的高电平信号为5V,低电平信号为1，只有进行电平协议转换才能进行单片机与电脑之间的通信，RS232就是这样一个电平互相转换的器件[11]。而且要注意发送引脚与接收引脚不能接反，否则可能对单片机或者计算机的串口造成无法修复的损坏。如T1IN接单片机的发送端TXD，则PC机的RS—232的接收端RD一定要对应接T1OUT引脚。同时，R1OUT接单片机的接受端RXD引脚，则PC机的RS—232的发送端TD一定要对应接R1IN引脚。
图13 RS232接口引脚图
RS232接口是1970年由美国电子工业协会（EIA）联合贝尔系统、调制解调器厂家及计算机终端生产厂家共同制定的用于串行通讯的标准。全名是“数据端设备（DTE）和数据通讯设备（DCE）之间串行二进制数据交换接口技术标准”。是现在主流的串行通信接口之一。由于RS232接口标准出现较早，难免有不足之处比如：接口的信号电平值较高、容易烧坏接口电路的芯片，传输速率较低，抗噪声干扰性弱，传输距离有限等。
表2 RS232接口定义表
引脚 定义 符号
1 载波检测 DCD
2 接收数据 RXD
3 发送数据 TXD
4 数据终端准备好 DTR
5 信号地 SG
6 数据准备好 DSR
7 请求发送 RTS
8 清除发送 CTS
9 振铃提示 RI
MAX232芯片是专门为电脑的RS-232标准串口而进行设计的芯片,电源采用+5v单电源供电，其各引脚定义如图14所示。TTL/CMOS数据从T1IN、T2IN输入然后转换成RS-232数据从T1OUT、T2OUT送到电脑DP9插头；DP9插头的RS-232数据从R1IN、R2IN输入然后转换成TTL/CM数据后从R1OUT、R2OUT输出[10]。其内部结构大致可分成三个部分：
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