51,ISP，串口基础知识

本文详细介绍了串口、51单片机的ISP下载等基础知识，已经学过单片机的也可以看看，加强一下对这方面的了解。

串口

串行接口简称串口，也称串行通信接口，是采用串行通信方式的扩展接口。

我们比较熟悉的USB接口，全名通用串行总线（Universal Serial BUS），就属于串口。

串行接口按电气标准及协议来分还包括UART、RS232、RS422、RS485等。

老式的台式计算机和部分笔记本上则有RS232串口，这里RS232指的是RS232电平的串口。后来由于这种串口使用很少、速度较慢、体积较大而逐渐在笔记本甚至台式机上被淘汰了。而51单片机等中含有UART串口，UART这里指的是TTL电平的串口。

UART与RS232区别主要在于其电平定义不同。TTL电平是5V的，而RS232是负逻辑电平，它定义+5~+12V为低电平，而-12~-5V为高电平。

标准串口即RS232串口（通常指COM接口），如图。

由于USB接口与单片机的TTL串口无法直接连接，一般通过转换芯片来连接。连接到USB接口的转换芯片一般需要在电脑上安装驱动。


USB转RS232串口（常用转换芯片为CH341，价格10-20元）

RS232转TTL（电平转换芯片MAX232）

MAX232电路图

USB转TTL串口（常称为USB转TTL升级小板，USB-TTL转接板，常用转换芯片为PL2303，价格6-10元）

PL2303电路图

USB - RS232串口 - TTL串口 转接板

USB-RS232电路图

通常成品学习板上都是USB接口或者RS232串口+USB接口。一方面USB接口负责给单片机供电，另一方面，USB转TTL或RS232转TTL已经集成的学习板上。


51单片机程序的烧写

我们最常见的51单片机是美国Atmel公司生产的AT系列单片机和中国宏晶公司生产的STC系列单片机。早期的AT89C51系列（89后面是字母C）单片机，下载程序时需要使用专门的烧写器烧写进去，单片机烧写程序时必须从电路上取下来，非常麻烦。后来推出了支持ISP（In System Programming）在线编程的AT89S51系列单片机，只需连接几根线即可烧写程序，也不需取下单片机。

标准10芯ISP插头

如图，学习板的左上角为标准10芯ISP插座

标准10芯ISP插座的接口定义

ISP下载电路图

AT89S51系列单片机下载程序时，计算机端可使用ProgISP等软件来下载。

AT89S51系列单片机的ISP下载是通过P1^5、P1^6、P1^7、RST引脚来下载的，而宏晶国产STC单片机则具有串口ISP功能，可直接使用串口，将程序下载进单片机。即将USB转TTL的TXD接单片机的RXD，RXD接单片机的TXD（实际中一些TTL转接板可能会把TXD、RXD标反，如果反了，交换即可）。STC系列的单片机在上电的时候会执行在ISP FLASH的ISP程序。只要在串口上收到连续的0x7F，便会进入ISP模式。所以STC单片机下载程序时，需要先在计算机端程序中点下载，然后给单片机通电。另外STC单片机需使用宏晶专用的单片机下载程序STC-ISP下载。

下载程序顺序如下：
1、设置单片机型号，COM口，波特率等参数。
2、装载好要烧的单片机程序。
3、点击“下载”。
4、给单片机上电。
5、下载软件显示：正在下载....
6、下载完成。

STC-ISP软件：

下载程序时注意，如果使用USB接口转串口的需安装对应驱动（PL2303、CH341等）。安装好驱动后连接上学习板或下载线，可以在设备管理其中看到相应的串口，如图：

如果出现STC单片机程序下载失败的情况，详见《STC单片机程序下载失败总结》一文。