SI-PROG编程器的工作原理及其程序设计

摘 要：介绍SI-PROG编程器的工作原理，利用PC机串口UART芯片实现单片机的ISP下载。PC机串口8250芯片中SOUT，DTR，RTS，CTS四个引脚的电平可通过其内部的几个寄存器分别进行控制或读取，利用引脚可实现单片机的ISP下栽。介绍了8250与单片机之间通信信号的逻辑关系以及电平转换，分析了接收器的阈值电压的特点，给出了使用SI-PROG编程器的条件。最后，以AVR单片机为例介绍了下载程序设计。结果表明，利用PC机串口UART芯片可以实现对AVR单片机的ISP下载，其硬件电路和软件设计都很简单。
关键词：S1-PROG编程器；程序设计；UART；AVR单片机

SI-PROG编程器为PonyProg 2000软件中使用的一种ISP编程器，该编程器利用PC机串口电路的异步通信控制器UART实现AVR，PIC，AT89等单片机的ISP编程。虽然该编程器不为Atmel的AVRStudio所支持，但是其硬件电路简单，成本低，便于制作，适于初学者进行学习和简单开发。下面以AVR单片机为例，介绍SI-PROG编程器的工作原理及其程序设计。

l SI-PROG编程器的工作原理
1．1 电路组成
图1为SI-PROG串口编程器的工作原理图。电路分为PC机串口电路、SI-PROG编程器和目标机3部分。编程器通过9针D型连接器DB9与PC机串口连接，通过10针连接器J1与目标机连接，电路在文献[4]的基础上做了适当的简化。J1引脚定义与Atmel的STK200下载线相同。

1．1．1 PC机串口电路及SI-PROG编程器
PC机串口电路由U1～U4组成。8250(U1)为异步通信控制器UART，SN75150(U2，U3)为驱动器，SN75154为线接收器。U2，U3，U4实现8250引脚上TTL电平与串口DB9上RS 232电平转换。SI-PROG编程器则完成DB9上RS 232电平与目标机上TTL电平的转换。
1．1．2 串行SPI接口
编程器通过目标机的SPI接口对其片内的FLASH程序存储器进行下载编程。SPI接口由SCK，MOSI和MISO等几条信号线组成。下载编程的过程实际上是PC机与AVR的通信过程。两者的关系是一种主从关系，PC机为主机，AVR为从机。主机经MOSI引脚将串行数据发给从机，从机经MISO引脚将数据返回给主机。SCK为串行时钟脉冲，由主机发往从机。主机通过SCK脉冲控制与从机的数据传输。图2为串行下载编程时序图。单片机在SCK上升沿读取MOSI上的数据位，在SCK下降沿输出数据位到MISO。