原创【原创】单片机开发工具大探秘

 2010-1-5 10:25  2616 14 15 分类: MCU/ 嵌入式

此篇文章已发表于《无线电》2009年10月刊物上

单片机开发工具大探秘<?xml:namespace prefix = o ns = "urn:schemas-microsoft-com:office:office" />

目前市面上流行的单片机种类繁多，就连传统的51单片机都推出了增强型产品，比如STC系列和C<?xml:namespace prefix = st1 ns = "urn:schemas-microsoft-com:office:smarttags" />8051F系列，但是越来越多的电子爱好者已经不满足于玩转51了，开始尝试PIC、AVR、MSP430等不同风格的新鲜货，可是面对琳琅满目的开发工具，很多人又都看花眼了：怎么一会儿是ISP下载线，一会儿是支持JTAG调试，一会儿又是USB口仿真器，它们到底都是什么关系啊？为什么这些开发工具的价钱少则几十块，多则就好几百上千元呢？到底差别在哪儿啊？本文就是带着您搞懂这些概念，让您以后在购买开发工具时，可以有的放矢，甚至可以决定要不要自己做一个试试。

STC单片机的下载线可以和AT89S51的通用吗？

提到下载线，就不得不提ISP，说起51单片机，就不得不说ATMEL公司的89S51。先说前者，ISP的中文名字是在线可编程，也有翻译成在系统可编程的。什么是编程？通俗来讲就是往单片机里烧写程序。显而易见，在线可编程就是当单片机和一群外围电路焊接在电路板上时，不用把它费劲的取下来，而是通过几个外接引脚就可以直接给它烧写程序。相反，如果取下来放到编程器上再烧写，那就不叫“在线”而叫“离线”了。

有了上面的分析，我们就可以这样理解ISP下载线：它的一端接单片机，另一端接电脑，是单片机和电脑通信的桥梁，有了这座桥梁，才可以把电脑上编好的程序烧写到单片机中。但是这个桥得有“梁”支撑着，也就是说这ISP下载线上得带个转换电路，这样才能把单片机和电脑的电平匹配好，它们俩才能通信。

那单片机和转换电路怎么连接呢？也就是它和ISP下载线怎么连接呢？这就说到问题上了：对于STC单片机，用的是它的UART接口，也就是串行口，通常说STC单片机可以串口下载程序，指的就是这个接口；对于AT89S51，用的是它的SPI接口。接口都不同了，虽说同为51门下的兄弟，下载线自然就不可以通用了。

并口 ISP下载线，串口 ISP下载线，USB ISP下载线，怎么这么多口，价格还不一样？

这是在购买开发工具时常碰到的问题，老板会说USB口的好，但是贵点，想要便宜的那买串口吧。并口的？对不起，已经不卖了。那我们就纳闷了，不就是个接口嘛，干嘛价格差别这么大？

所谓的这些并口、串口和USB口指的是电脑上的接口，用这些接口一端连接ISP下载线，一端连接电脑，也就是连接转换电路和电脑。如果用并口或者串口，转换电路非常简单，无非是一个芯片配点电容之类的，或者干脆用三极管来代替，原理简单且焊接起来容易。因此一些文章推荐的自制ISP下载线一般都是并口和串口的。如果是USB口，那转换电路就稍微麻烦一些了，因此USB口的下载线比别的口下载线贵。有一点需要注意，上面说到的原理同样适用于仿真器，如并口仿真器、串口仿真器和USB口仿真器。关于仿真器，下文会详细介绍。

图1是ISP下载线的接线示意图。

图1

JTAG比ISP好用吗?

经常听说某某芯片支持JTAG调试，这东西到底是什么啊？其实就是一种标准通信协议，我们说这种单片机支持JTAG协议，就是说这单片机上有按照这种协议定义的接口,它同UART和SPI类似。而ISP通过上面的介绍，我们已经知道它可不是什么所谓的接口，因此JTAG和ISP大不相同。

ISP下载线只能将电脑上的程序下载到单片机中，也就是烧写进去。举个例子：用单片机上的IO口实现让8个小灯循环点亮，设计思想是每隔1s，一个灯亮，其余全灭，如此循环。对于ISP下载线，调试时只有把这个程序写好了，烧写进去，再给IO口上接上小灯，通电后看看亮不亮，循环不循环，如果有问题，那再再改程序、烧写、看结果，如此往复，直至达到预期效果。这对于初学者来说，不容易找到问题所在，如果程序再复杂一些，调试就更难了。可如果是JTAG调试就简单多了，把程序烧写进去后，既可以观察小灯的运行情况，也可以通过软件看IO口寄存器，看是不是每隔1s就有一个口变成高电平，如果不是，那就设个断点或者单步运行，一步一步找问题所在，直到程序达到预期效果再一烧写，一切就好了。