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1、编号： 毕业设计说明书题 目：基于USB接口的编程器的 设计 学 院： 机电工程学院 专 业： 电气工程及其自动化 学生姓名： 陈 忠 富 学 号： 0600120310 指导教师： 郭 福 力 职 称： 工 程 师 题目类型： 理论研究 实验研究 工程设计 工程技术研究 软件开发2010年5月20日摘 要USB（通用串行总线）是连接外部设备和主控制器（通常是个人电脑）的一个串行总线标准。USB是由Ajay Bhatt在因特尔公司工作时开发的，其开发USB的目的是为了取代各种各样的串行和并行端口。USB有一个显著优点就是支持热插拔，也就是说在开机的情况下，你也可以安全地连接或断开USB设备，真
2、正达到真正的即插即用。随着电子的快速发展，单片机机得到了广泛地应用，而单片机开发产品离不开编程器。传统的编程器都是基于并口开发，在笔记本中根本无法使用，因而开发基于USB接口的编程器具有非常重要的意义。USB型编程器具有体积小巧、功耗低、可靠性高、通用性强、编程速度快等特点；另一方面，USB具有自身供电的能力，不必外接电源。本课题实现了基于USB接口的AT89S5X单片机编程器制作。文中重点介绍了编程器硬件设计、DC-DC升压电路、USB转串口模块设计、单片机程序设计、上位机的软件设计。在硬件方面，详细介绍方案的选择，元件参数的计算，以及在制作过程中的注意事项；在软件方面，详细阐述了基于VC+
3、上位机编程过程的每个步骤，并提供一个良好的人机对话界面软件，使用方便。本系统可以实现AT89S51,AT89S52等系列CPU芯片的芯片识别、程序下载、芯片擦处、程序加密、数据比较、代码读出等功能，同时可以通过计算机控制单片机的运行与停止。关键词：下载；单片机；编程器；并行；USB转串口AbstractUSB (Universal Serial Bus) is a specification to establish communication between devices and a host controller (usually personal computers), which w
4、as developed and invented by Ajay Bhatt when he was working for Intel. The designed of USB is intended to replace many varieties of serial and parallel ports. There is also a significant advantage of its supporting hot-swappable, which means you can safely connect or disconnect the USB device in the
5、 case of the computer running to achieve a true plug and play. With the rapid development of electronics, microcontroller is widely used.However, using the microcontroller to develop product can not work without the MCU programmer. Traditional programming usually uses parallel communication to the c
6、omputer, which is not available to the notebook computer, so there is a special significance to decelop the USB programmer.The USB programmer has many advantages: such as a small size, low power consumption, high reliability, versatility,fast programming characteristics etc;On the other hand, the US
7、B interface itself can offer power, which means no power is needed.The AT89S5X microcontroller pogrammer production based on the USB interface is designed in this issue. The microcontroller programmer hardware, DC-DC boost circuit, the module of USB to serial port, the microcontroller programming an
8、d PC software designing are described emphatically. In the part of hardware design the choice of the scheme, the calculation of device parameters, the attentions in the production process are detailed. In the part of software design, the process of PC programming based on VC+ is introduced emphatica
9、lly and good-man-machine conversation interface software is provided, which is easy to use. This system can achieve many functions, such as identification of series CPU chips, program downloading, erase, encrypting, comparing, reading etc, and running or stoping of the MCU can be controlled by the P
10、C.Key words: Download; Microcontroller; Programmer; Parallel; USB-to-serial目 录引言11绪论21.1课题背景及意义21.2系统设计主要任务22硬件方案选择与设计32.1系统方案选择32.2系统总体设计32.3芯片介绍32.3.1 AT89S51简介32.3.2 DC-DC MC34063芯片简介52.3.3 USB转串口CP2102芯片简介52.4硬件电路设计62.4.1 CP2102电路设计62.4.2 MC34063芯片升压电路设计62.4.3 MCU控制电路设计73软件方案选择与设计93.1单片机编程93.1.1
11、编程和校验原理图103.1.2 FLASH编程器编程与校验波形（并口模式）103.1.3 Flash编程真值113.1.4 FLASH编程器编程与校验特性（并口模式）113.1.5读签名字123.1.6芯片擦除123.1.7 Flash闪速存储器编程133.1.8程序存储器的加密：133.1.9数据查询143.1.10读取代码153.1.11单片机运行与停止153.2上位机（PC机）编程163.2.1用户界面的设计173.2.2串行通信的实现173.2.3控件MSComm使用方法173.2.4 HEX文件183.2.5软件的设计193.2.6软件操作步骤214系统制作及调试224.1使用的仪器
12、仪表及工具224.2系统PCB板的设计224.3硬件调试224.3.1器件的焊接224.3.2功能模块调试224.4单片机程序调试234.5PC机软件的调试234.6联机调试244.7调试总结245结论25谢辞26参考文献27附录28附录I 下位机调试程序28附录II 上位机程序42附录III 编程器原理图及PCB58引言通用串行总线(Universal Serial Bus）是连接外部设备的一个串口总线标准，而其中文简称为“通串线，是一个外部总线标准，用于规范电脑与外部设备的连接和通讯，是应用在PC领域的接口技术，同时USB接口支持设备的即插即用和热插拔的功能。USB是在1994年底由英特尔
13、、康柏、IBM、Microsoft等多家公司联合提出的。USB的功能强大、细小、使用灵活、方便，因而USB具有无比的优越性。USB接口将会越来越广泛的使用，因而研究基于USB的接口设备具有很重要的意义。单片机体积小、功能强、价格低廉、应用十分广泛。但面对多则几千元，少则几百元的编程器，很多人望而却步。单片机编程器是把一个可编程的集成电路写上数据的工具。编程器的叫法有多种，“编程器”、“下载器”、“烧录器”等都是其名字，都是同一个产品的不同名称。编程器在功能上可分通用编程器和专用编程器。专用型编程器价格最低，适用芯片种类较少，适合以某一种或者某一类专用芯片编程的需要，例如仅仅需要对AT89S5X
14、系列编程。全功能通用型一般能够涵盖几乎所有当前相同系列的芯片，由于设计麻烦、成本较高、限制了销量、最终售价极高，但适合需要对很多种芯片进行编程的情况。本课题制作基于USB接口的AT89S5X单片机专用编程器的制作。文中重点介绍了编程器硬件设计、DC-DC升压电路、USB转串口模块设计、单片机程序设计、上位机的软件设计。其中在硬件方面，详细介绍方案的选择，电路设计、元件参数的计算，以及在制作过程中的注意事项；在软件方面，详细阐述了基于VC+上位机编程过程的每个步骤，并提供一个良好的人机对话界面软件，其使用方便。本系统可以实现AT89S5X等系列CPU芯片的芯片识别、程序下载、芯片擦处、程序加密、
15、程序比较、程序读出等功能，同时可以通计算机控制单片机的运行与停止。1 绪论随着USB的快速发展，USB应用越来越广泛，USB将会取代各种各样的串行及并行接口，因而研发USB接口的产品已经成为市场发展的需要。本文将会简述USB接口的编程器的原理、方案选择与设计，主要详细介绍硬件电路设计、单片机程序设计、上位机软件设计，同时介绍硬件以及软件调试步骤以及注意事项。1.1 课题背景及意义随着计算机硬件飞速发展，外围设备日益增多，键盘、鼠标、调制解调器、打印机、扫描仪早已为人所共知，数码相机、MP3随身听接踵而至，这么多的设备，如何接入个人计算机？USB就是基于这个目的产生的。USB是一个使计算机周边设备连接标准化、单一化的接口，USB的功能强
