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2024年4月30日发(作者：jfinal框架定义接口)

维普资讯

经验交流　

■■　

单片机的ＩＳＰ在线编程设计　

一九江学院　严青　屈晓－Ｔ－　

引　言　

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。　

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　

得不深人到Ｗｉｎｄｏｗｓ的内核去编写属于系统级的设备驱　

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　

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　

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。　

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。　

ＩｎｉｔｉａｌｉｚｅＷｉｎｌｏ（）；　

ＳｈｕｔｄｏｗｎＷｉｎｌｏ（）；　

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～　，。　，　

（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　ｐｓｚＷｉｎｌｏＤｒｉｖｅｒＰａｔｈ，ｂｏｏｌ　

ＩｓＤｅｍａｎｄＬｏａｄｅｄ—ｆａｌｓｅ）；　

ＲｅｍｏｖｅＷｉｎｌｏＤｒｉｖｅｒ（）；　

１３，控制端口引脚１、１４、１６、＼Ｏ　Ｏ　Ｏ　Ｏ　Ｏ　Ｏ　Ｏ　Ｏ　Ｏ　Ｏ　Ｏ　Ｏ　Ｏ／　

１７用于连接器件，其他引脚　

２５针并行口如图Ｉ所示。　

『＿＿———————　

（３）读／写ｉ／ｏ口　

ＧｅｔＰｏｒｔＶａｌ（ＷＯＲＤ　ｗＰｏｒｔＡｄｄｒ，ＰＤＷＯＲＤ　ｐｄｗ—　

ＰｏｒｔＶａｌ，ＢＹＴＥ　ｂＳｉｚｅ）；　

ＳｅｔＰｏｒｔＶａｌ（Ｗ０ＲＤ　ｗＰｏｒｔＡｄｄｒ，ＤＷ０ＲＤ　ｄｗ—　

ＰｏｒｔＶａｌ，ＢＹＴＥ　ｂＳｉｚｅ）；　

：　７．　引　Ｎ　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～ＤＯ，对应引脚Ｐ９　

～

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　

Ｐ２：　

◆状态端口（地址０ｘ３７９）为Ｓ７～Ｓ３，对应引脚Ｐ１１、　

Ｐ１０、Ｐ１２、Ｐ１３、Ｐ１５；　

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；　

◆控制端口（地址０ｘ３７Ａ）为Ｃ３￣ＣＯ，对应引脚Ｐ１７、　

Ｐ１６、Ｐ１４、Ｐ１。　

ｂＳｉｚｅ指定读取字节数，值可以为１、２或４。　

注意：Ｓ７、ＣＯ、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　

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，　

取的值也与连接器处设置的值相反。　

ｐａｐｅｒ＠ｍｅｓｎｅｔ．ｃｏｎｒ．ｏｎ（投稿专用）　Ｍｉｃｒ。ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒｓ＆Ｅｍｂｅｄｄｅｄ　ｓｙｓｔｅｍｓ　６　５　

维普资讯

腿　

片内含４　ＫＢ　ＩＳＰ（Ｉｎ—Ｓｙｓｔｅｍ　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ＭＣＳ一　

５１指令系统及８ＯＣ５１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　

Ｏ－－　１４

Ｏ－　２

Ｏ－－－　３　

、＿　

，　

ＯＯ－　豆　

—　

Ｏ

Ｏ－　

ｏ—

４　

＼　一　

－　－Ｗ　

　１８　

Ｏ－　６　

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。　

Ｏ－－－　ｌ９　

Ｏ－　７　

ｏ—　上　

Ｏ－　ｊＬ　

Ｏ－－－　２ｌ　

Ｏ—

工作　

指示灯　

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　

ＲＳＴ

ＳＣＫ

：０，０，１，１，１，１，１，１，１，１，１，１，１，１，１，１，１，１，１，０　

：０，０，０，０，１，０，１，０，１，０，１，０，１，０，１，０，１，０，１，０　

Ｘ　Ｘ　Ｘ　Ｘ　Ｘ　Ｘ　Ｘ　Ｘ　１　

Ｏ－　９　

　２２　

Ｏ－　Ｊ　

Ｏ－－－－　２３　

ｃ＞＿　ｌｌ　

０一

Ｏ

－

　且

　

　

ｌ２　

Ｖ　２Ｓ　（（｝ＮＤＩ　

＼Ｄ＿　ＤＢ２５（并行口　

并行　

口

图２　ＡＴ８９Ｓ５２下载线电路图　

ＭＯＳＩ：　

ＭＩＳＯ：　Ｘ　Ｘ　Ｘ　Ｘ　Ｘ　Ｘ　Ｘ　Ｘ　Ｘ　

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　

指令

字节１　字节２　

０　

１０１

０１１

０　

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　

操

字节４

Ｘ　ＸＸＸ

ＸＸＸ

Ｘ　

指　

令格　式

字节３　

作　

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　

当ＲＳＴ＝…

Ｈ

　

时，

编　程使能１　０１０

１　１００

Ｘ　ＸＸＸＸ　

ＸＸＸ

Ｏ　１１０１００１（　

输出）

打开串　口编程

略——编者注。　

芯　

片擦除

０１０

１　

１　１００

Ｏ　

Ｏ１Ｏ

１　

００ｘ

Ｘ　ＸＸＸ

Ｘ　ＸＸＸ

Ｘ　ＸＸＸＸ　ＸＸＸＸ　ＸＸＸ

擦除Ｆｌａｓｈ　存储　器

阵列　

字节方式读　存储　器

数据　

结　语　

以下是作者在调试中获取的一些参数，　

读数据

（字节　

模式）

Ｘ　ＸＸＸ

Ａ７Ａ６Ａ　５Ａ４

Ａ３Ａ２Ａ　１Ａ０

Ａ７Ａ６Ａ　５Ａ４

Ａ３Ａ２Ａ　

１Ａ０

Ｄ７Ｄ６Ｄ　５Ｄ４

Ｄ３Ｄ２　Ｄ１　

０　０００

Ａ１１Ａ１０Ａ　９Ａ８

０　

１００

０００

０　

ＸＸＸＸ　

Ａ１１

写数据

（字节　模式）

写　

加密位

Ｄ７Ｄ６Ｄ　

５Ｄ４

１ＤＯ

Ｄ３Ｄ２Ｄ　

字节方式向　

存储器

写　

入数据

写　

加密位

希望对大家有所帮助。　

参考资料：　

Ａ１０Ａ　

９Ａ８

１　

１００１Ｏ１０　１１０００Ｂ　１Ｂ２

１　

Ｘ　ＸＸＸＸ　ＸＸＸ

晶体振荡器的频率为３３　ＭＨｚ（ＭＡＸ），　

所以周期Ｔ一１／Ｆ一１／３３　ＭＨｚ一３０　ｎｓ　

（ＭＩＮ）；ＳＣＫ正脉冲宽度为８　ｘ　３０　ｎｓ一２４０　

加密位

读　

读签　

名

字节

０　０１０

０　１００

０　

０１０

Ｘ　

ＸＸＸ

Ｘ　ＸＸ　Ｘ

Ｘ　ＸＸＸＸ　

ＸＸＸ

ＬＢ３

ＸＸＸ　

ＬＢ２ＬＢ　

１

ＸＸ

读　

加密位　

读签　

名字节　

Ａ７　ＸＸＸＸ　ＸＸＸ签　名字节

１　

０００

Ａ１１Ａ１ＯＡ　９Ａ８

０　

０１０

Ｘ　ＸＸＸ

ｎｓ（ＭＩＮ）；ＳＣＫ负脉冲宽度为８ｘ　３０　ｎｓ一２４０　

ｎｓ（ＭＩＮ）；ＭＯＳＩ建立到ＳＣＫ变高时间为３０　

读数据

（页　

模式）

写数据

（页　

模式）

字节０

１　

０００

Ａ１１Ａ１ＯＡ　９Ａ８　

０　

１０１

Ｘ　

ＸＸＸ

字　节１～

２５５

字节　

字　

节１～

２５５

字节．　

页面方式读　

存储　器

数据　

页面方式向　存储器

写　

ｎｓ（ＭＩＮ）；ＳＣＫ变高后ＭＯＳＩ保持时间为２　

ｘ　３０　ｎｓ（ＭＩＮ）；ＳＣＫ变低到ＭＩＳＯ有效时间　

为１０　ｎｓ（ＭＩＮ）～３２　ｎｓ（ＭＡＸ）（一般取１６　

字节０

０　０００

Ａｌ１Ａ１０Ａ　９Ａ８　

ｎｓ）；芯片檫除指令周期为５００　ｍｓ；串行字节　

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）；　

写周期为６４ｘ　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一　

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）。　

编者注：本文为期刊缩略版，全文见本刊网站ｗｗｗ．　

并行口Ｐ１７引脚连接单片机的ＲＳＴ引脚，如图２所示。　

ｍｅｓｎｅｔ．ｃｏｒｎ．ｃｎ。－Ｅ　

６６　《车Ｉ；；缸　入主：鑫０刍阁））　　………　，ｉ．ｆ－＆士田、　

维普资讯

－　－。　

经验交流　

《鼍誊强　

同步队列串行接口ＱＳ　Ｐ　Ｉ的研究与应用　

■电子科技大学　王晗　李Ｆ－军　郭志勇　

ＭＣＵ同外部设备的数据传输有两种方式，一种是并　

行数据传输方式，另一种是串行数据传输方式。串行数据　

传输方式信号线少，协议简单，在长距离、低速率的传输中　

得到广泛应用，常用的有ＳＰＩ、Ｉ　Ｃ、ＵＡＲＴ等串行数据传　

输协议。其中，ＳＰＩ协议为Ｍｏｔｏｒｏｌａ公司推出的同步串行　

外围接口协议，Ｍｏｔｏｒｏｌａ公司的低端ＭＣＵ上基本都集成　

了ＳＰＩ模块。在ＳＰＩ协议的基础上，Ｍｏｔｏｒｏｌａ公司对其功　

能进行了增强，增加了队列传输机制，推出了队列串行外　

围接口协议（即ＱＳＰＩ协议）。使用该接口，用户可以一次　

内　

部　

墨　熟Ｈ。睥　一　

ＱＳＰＩ＿ＤＩＮ　

队列控制块　

性传输包含多达１６个８位或１６位数据的传输队列。一　

总　

线　

Ｉ一８／１６位移位Ｌ　

导‘＿Ｊ　Ｉｌ　ｌ童壹整Ｊ面　　

ｌ　Ｉ墼塑童查整ｌ　

ＱＳＰＩ＿ＤＯＵＴ　

４　ＱＳＰＩ　】　

旦传输启动，直到传输结束都无需ＣＰＵ干预，极大地提高　

了传输效率。该协议在随后推出的ＣｏｌｄＦｉｒｅ系列ＭＣＵ　

中得到广泛应用。　

总线时钟—（　卜　噩亘翌垂亘篁　墅：　

图１　ＱＳＰＩ模块的结构框图　

１　ＱＳＰｌ工作原理　

ＱＳＰＩ模块的结构如图１所示。与ＳＰＩ相比，ＱＳＰＩ结　

构最大的特点是以８Ｏ字节的ＲＡＭ取代了ＳＰＩ的发送和　

接收数据寄存器。８Ｏ字节的ＲＡＭ分成３部分：１６字的　

发送ＲＡＭ，１６字的接收ＲＡＭ和１６字节的命令ＲＡＭ。　

在ＱＳＰＩ模块的ＱＷＲ寄存器中，ＮＥＷＱＰ和ＥＮＤＱＰ　

域分别决定了传输队列的起始点和结束点。起始点和结　

束点可以是１６个ＱＳＰＩ　

传输控制组的任意一个。　

当ＱＳＰＩ传输启动时，　

ＱＳＰＩ模块将从起始点开　

始依次发送准备好的数　

这３部分形成了具有１６个ＱＳＰＩ传输控制组的传输队列，　

每个ＱＳＰＩ传输控制组由１个命令ＲＡＭ、１个发送ＲＡＭ　

和１个接收ＲＡＭ组成。每个ＱＳＰＩ传输的数据长度、片　

选等信息可由该ＱＳＰＩ传输控制组的命令ＲＡＭ单独　

决定　。　

Ｉ　ＱＰ－＝ＮＥＷＱＰ　

●一　

ｌ　

ｌ　

传输ＱＰ指向的数据　ｌ　ＱＰ＝ＱＰ＋１　

据直到结束点，整个过程　

无需ＣＰＵ干预。典型的　

由于ＳＰ１只有１个８位的发送数据寄存器，所以ＣＰＵ　

每次最多只能准备一个字节的待发送数据。而ＱＳＰＩ拥　

有具有１６个ＱＳＰＩ传输控制组的传输队列，所以ＣＰＵ每　

次最多可以准备１６个待传输的数据，并且可以通过命令　

ＲＡＭ设置每个待传输数据的长度。　

ＱＳＰＩ传输流程如图２所　

示，其中ＱＰ为传输队列　

指针，指向即将传输的　

数据。　

社，２００５．　

图２典型的ＱＳＰＩ传输流程　

参考文献　

［１］王沫楠，等．单片机原理及应用［Ｍ１．北京：中国计量出版　

社，２００７．　

Ｅ３］李朝青．单片机原理及接ＬＩ技术ＥＭ］．北京：北京航空航天　

大学出版社，２００５．　

Ｅ４３　Ａｔｍｅｌ公司．ＡＴ８９Ｓ５Ｘ系列单片机数据手册，２００５—０３．　

（收修改稿日期：２００７－１２－２９）　

Ｅ２］曹克澄．单片机原理及应用［Ｍ１．北京：机械工业出版　

ｐａｐｅｒ＠ｍｅｓｎｅｔ．ｃｏｒｎ．ｃｎ（投稿专用）　Ｍｉｃｒ。ｃ。ｎｔｒ。１１ｅｒｓ＆Ｅｍｂｅｄｄｅｄ　Ｓｙｓｔｅｍｓ　６　７　


本文标签： 传输 引脚 串行 编程 端口

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