上海羊羽卓进出口贸易有限公司STC51单片机自动ISP下载电路设计
51单片机可以通过ISP下载方式烧写程序，常用的工具为USB/TTL，常用的芯片有MAX232、CH340G等。下面介绍以CH340G芯片设计的ISP下载电路。
1. 51单片机程序下载原理
51单片机程序烧写接口为RXD和TXD，即UART口，这两个接口是通信口，配合不同的芯片可以实现不同的通讯方式。如果连接MAX232即可实现232通信，如果连接MAX3082即可实现RS485通讯。下载程序正是通过这两个接口来实现的。下载方式如下图所示。单片机的RXD和TXD要与USB/TTL设备的TXD和RXD交叉连接才能实现下载。
2. CH340G芯片介绍
CH340是一个USB总线的转接芯片，实现USB转串口、USB转IrDA红外或者USB转打印口。是一款比较成熟的国产芯片，价格在1.5元左右。
具有如下特点：
全速USB设备接口，兼容USB V2.0，外围元器件只需要晶体和电容。
仿真标准串口，用于升级原串口外围设备，或者通过USB增加额外串口。
计算机端Windows操作系统下的串口应用程序完全兼容，无需修改。
硬件全双工串口，内置收发缓冲区，支持通讯波特率50bps～2Mbps。
支持常用的MODEM联络信号RTS、DTR、DCD、RI、DSR、CTS。
通过外加电平转换器件，提供RS232、RS485、RS422等接口。
支持IrDA规范SIR红外线通讯，支持波特率2400bps到115200bps。
软件兼容CH341，可以直接使用CH341的驱动程序。
支持5V电源电压和3.3V电源电压。
提供SSOP-20和SOP-16无铅封装，兼容RoHS
3. 电路设计
CH340G的下载电路如下图所示。
P2为USB接口，CH340G的TXD与单片机的RXD连接，CH340G的RXD和单片机的TXD连接。图中的CH340G用的是5V供电，如果用3.3V供电的话第4脚要连接到3.3V。由于STC51单片机在下载程序的时候要断电再重新上电，所以单片机部分的电源设计如下图所示：
为了实现单片机电源的断电再上电(注意：这里是指单片机的电源而不是整个电路的电源)，在单片机的电源脚上加了一个X1跳线。
4. 使用效果
使用STC的软件STC-ISP来下载。
下载步骤如下：
执行到第4步，点击下载之后要将电路板上的X1断开再接上即可实现单片机程的下载。
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「STC8A8K64D4开发板」——下载程序
开发板程序下载
内容
本文档描述使用宏晶官方下载软件STC-ISP给艾克姆科技STC8A8K64D4开发板下载程序的方式。
使用STC-ISP软件只可以下载HEX文件，不可以在线仿真。如需硬件仿真需选用STC带仿真功能的MCU在Keil软件上实现，仿真部分是在其他文档中介绍。
开发板程序下载
关于HEX文件和BIN文件
单片机可被下载执行的文件常见有HEX文件和BIN文件，一般HEX文件是我们更常使用的文件，HEX文件可通过Keil软件编译生成。
下面介绍下HEX文件和BIN文件的区别。
HEX文件是包括地址信息的，而BIN文件只包括了数据本身。烧写或下载HEX文件时，一般不需要用户指定地址（因为HEX文件内部已经包含了地址信息），而烧写BIN文件时需要用户指定烧录的地址信息。HEX文件和BIN文件大小不同，HEX文件是用ASCII码来表示二进制的数值，BIN文件是最纯粹的二进制机器代码。例如8-BIT的二进制数值0x4E，用ASCII来表示就需要分别表示字符‘4’和字符‘E’，每个字符均需要一个字节，因此HEX文件至少需要2倍BIN文件的空间。注：HEX文件都是由记录（RECORD）组成的。在HEX文件里面，每一行代表一个记录。记录的基本格式在此不做介绍。艾克姆科技提供的开发板配套例程中，都会单独通过文件夹“HEX文件”的形式把对应实验的HEX文件提供出来，方便用户直接下载（不需要再使用Keil软件打开例程源码编译生成HEX文件了），并观察实验现象。
举例，按照路径“...\第3部分：配套例程源码\1 - 基础实验程序\实验2-1-3：流水灯（多个c文件）”打开后，可以看到下图所示文件，找到HEX文件。
图1：查找提供的HEX文件
使用Keil C51生成HEX文件
本节以“...\第3部分：配套例程源码\1 - 基础实验程序\实验2-1-3：流水灯（多个c文件）”为例，介绍下使用Keil C51生成HEX文件的方法和步骤。
双击打开Keil C51图标，如下图所示。图2：Keil C51图标
点击Project，然后点击Open Project File，按照路径提示找到，“...\第3部分：配套例程源码\1 - 基础实验程序\实验2-1-3：流水灯（多个c文件）\led_blinky\Project”文件夹中的led_blinky. uvproj文件，操作步骤如下图所示。图3：Keil C51打开工程文件步骤
打开工程led_blinky后的界面如下图所示。图4：Keil C51打开工程文件
根据下面操作进入HEX文件的生成配置界面，如下图所示步骤操作。图5：配置Keil C51选项生成HEX文件
注：HEX文件生成路径设置为：“...\第3部分：配套例程源码\1 - 基础实验程序\实验2-1-3：流水灯（多个c文件）\led_blinky\Project\Output”。完成上述操作之后，回到主界面，按下图所示点击编译按钮生成HEX文件。图6：编译Keil C51
注：编译后，注意观察信息窗口输出的信息，若输出信息提示无错误表示编译成功。如果编译报错，则不会生成HEX文件，此时必须先解决报错问题。Build按钮：增量编译，编译工程中上次修改的文件及其它依赖于这些修改过的文件的模块，同时重新链接生成可执行文件。如果工程之前没编译链接过，它会直接调用Rebuild All。Rebuild按钮：全部重新编译。按HEX文件生成路径打开文件夹Output，可看到HEX文件已生成，如下图所示。图7：找到生成的HEX文件
使用stc-isp-15xx-v6.86u软件下载程序
STC官方针对STC单片机提供了专用的ISP下载软件，该软件版本会在官网上不断更新，STC官网：http://www.stcmcu.com/
开发板配套资料包里面已经下载好了stc-isp-15xx-v6.90D安装文件，安装文件的位置在开发板资料包的位于“...\第2部分：开发软件工具\ 2 - STC-ISP下载软件”目录下。
程序烧写的步骤包括配置STC-ISP软件参数、打开HEX文件和烧写，详细流程如下。
配置STC-ISP软件参数打开STC-ISP软件，主要设置项目如下图所示。
图8：配置STC-ISP软件参数
选择单片机型号开发板使用的单片机型号为STC8A8K64D4或者STC8A8K48D4，所有这里应该选择STC8A8K64D4或者STC8A8K48D4。
选择串口号选择开发板USB转串口枚举的COM口，可以在电脑的设备管理器中查看。
设置晶振频率这里是选择单片机内部时钟使用的，开发板例程是基于24MHz晶振频率来的，所以选择24MHz。若选择使用外部时钟时，除需软件配置相关寄存器外，还需焊接合适的外部晶振及负载电容（开发板预留有外部晶振焊盘和2个晶振负载电容焊盘）。
勾选“复位脚用做I/O口”勾选后，单片机P5.4口会作为普通的IO口使用。单片机默认使用片内的复位电路，无需搭建外部复位电路的。而如果去掉该勾选项，单片机P5.4口则被使能为外部复位引脚，此时P5.4口不再是普通IO口，而对开发板再次下载程序就需要使用外部复位电路给P5.4复位引脚复位信号以实现下载。本开发板有外部复位电路，需断开开发板J26端子的P54与TOUCH短路帽，同时，短接开发板J26端子的P54与RESET短路帽，实现外部复位下载，外部复位按键是红色按键S1。
勾选“每次下载前都重新装载目标文件”勾选后，每次点击“下载/编程”按钮，STC-ISP软件会重新读取选定的HEX文件。这一条在开发的过程中一定要勾选，否则，当我们重新编译程序后，生产的HEX文件内容已经改变，但是下载时仍然下载的是STC-ISP软件缓存的HEX文件，而不是重新编译生产的HEX文件。
打开待下载的HEX文件。如下图所示，点击“打开程序文件”按钮，在弹出的窗口中导航到HEX文件目录，选中HEX文件后打开即可。
图9：打开待下载的HEX文件
烧写点击STC-ISP软件上的“下载/编程”按钮，点击后，STC-ISP软件开始检测单片机并自动下载程序。下载完成后，信息窗口会提示下载成功与否，如下图所示。（如果开发板J4端子选择为了手动下载，我们需要按一下开发板上的下载按键S2来启动下载）
图10：自动冷启动下载
图11：手动冷启动下载
下载成功后，观察开发板，会看到指示灯D1、D2、D3、D4循环闪烁。以上下载程序是USB下载方式，如果使用串口RS232下载程序则只需连接开发板J12端子即可。图12：开发板下载口选择
常见问题及解决办法
串口打开失败报错
故障现象： 点击下载/编译后，弹出下图界面报错信息。图13：下载报错界面，串口打开失败
注：从下面三个方面解决问题。解决方法1：检查下USB线有没有连接上，有没有连接好。解决办法2：检查下CH340的驱动有没有安装好。解决办法3：检查下串口号选择是否正确，是否是连接到的开发板对应的串口号。忘记打开目标文件报错
故障现象： 点击下载/编译后，弹出以下报错信息。图14：下载报错界面，缺少目标文件
解决方法：打开程序文件，按照HEX文件存放的路径添加要下载到MCU的HEX文件。单片机型号不对报错
故障现象： 点击下载/编译后，单片机冷启动下载没有完成，弹出以下报错信息。图15：下载报错界面，单片机型号选错
解决方法：重新添加选择单片机型号，务必注意添加新的单片机型号后，要点击“打开程序文件”按钮，将HEX文件重新选中。相关问答
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