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【单片机】51单片机使用总结

前言

最近心血来潮想研究一下51单片机装系统，于是买了一个51单片机最小系统板，如下图所示。

同时也买了一个STC86C52，打算以这个单片机来试验。但是很遗憾，第一步——烧录程序就出现了问题，于是就花了几个小时查找相关的资料，同时顺带研究了一下其他型号51单片机的下载方式。

51单片机到底有几种下载方式？

建议阅读前先看看这篇博客：【嵌入式】一文彻底搞懂单片机程序烧录

对于这个问题，最重要的是区分型号。先说说比较古老的ATmel的AT89S52，这个型号的单片机是采用SPI协议进行程序写入的，也就是上图中右边那10个引脚。虽然它用的引脚数比SPI多，但其本质还是基于SPI协议。
而对于目前仍然被广泛使用的STC的51单片机，一般是通过串口下载程序，采用的是引导程序的方式烧录。但是这里细分为两种，一种是冷启动，一种是热启动。

STC89C52

首先说说冷启动，由于STC的单片机是基于串口进行下载的，而且其内部已固化有引导程序，每次上电复位时，系统首先执行引导程序，检测是否有下载指令，如果没有，继续执行用户程序，如果有，则更新程序，其执行逻辑如下图所示。【图片来自官网手册】

因此，在实际使用时，由于引导程序执行过快，需要先在上位机点击下载的按钮，此时上位机开始不断给单片机传输要下载程序的指令（0x7F），然后再上电使其从引导程序开始执行，这样便能实现冷启动来下载程序。

附：STC单片机冷启动和复位有什么区别

但是，这里需要注意的是，一般的USB转TTL模块是不能用来给STC的51单片机下载程序的！必须要略微修改一下电路，参考官网手册，如下图所示。

如果是一般的USB转TTL模块会在只连TXD，RXD，GND时芯片也会有电（因为TXD和RXD都是5V），这种现象称之为串口漏电，这会导致芯片仍然是有电的状态，从而无法冷启动。所以一般来说51单片机冷启动的烧录电路都是已经布置好的，估计也不会有人专门做一个只适用于STC单片机程序烧录的USB转TTL模块。

找到一篇教程，里面详细介绍了这个下载电路及相关的理论知识，建议想自己画板的可以结合官方手册看看。 附：链接

这种冷启动方式下载程序略有点复杂，需要重复上电和断电，因此还有一种下载方式能够实现热启动，即不用下电即可完成程序更新操作，这个实现的原理就是STC单片机中有寄存器可以让芯片从引导程序开始执行。如下图所示。

这种方式具体实践方式还待研究，可以看一下以下几个链接

STC免冷启烧录器DIY - CSDN

STC免断电自动程序下载 - CSDN

//2022.7.21更新
免冷启动的实现原理一般有三种：利用DTR和RTS两个引脚在下载程序时电平的变化实现单片机的下电与上电；再加一个单片机，实现目标单片机下载程序时的下电与上电；最后一种方式是在程序中增加固定的代码（设置寄存器使其跳转到ISP区执行），并结合上位机一起使用。

参考链接

AT89S52

说完了比较常用的STC单片机，再来说说比较古老的AT89S52。这种型号的单片机的烧录方式是基于SPI协议，就是那种10针脚的接口。这种单片机需要买一个USBisp或者USBasp设备，如下图所示。

其对应的上位机是ProgISP，这里给一个软件站的下载链接，还是比较干净的。目前网上流传的版本主要有两个：1.72和2.0，这里推荐使用1.72版的，因为2.0版的不支持USBasp。打开软件，界面如下图所示。

首先要关注那个program state，如果已插入编程器（USBasp或USBisp）且左侧那个PRG的图标是彩色的，那万事大吉，表明你现在的编程器能够使用，如果是灰色的，那就要开始排查问题，首先确定驱动有没有安装，因为USBasp是需要安装驱动的，个人非常不建议找那种别人下载好的驱动文件，然后你用这个去更新驱动程序。有一个更好的方案是使用软件Zadig，这个软件很常见，主要用来安装一些USB的驱动，这里也放一个软件站的下载链接，挺干净的。
如果已经安装好驱动但不好使，建议先在设备管理器中删除设备，然后再安装驱动。首先打开Zadig，然后再插入USBasp，就可以在其列表中找到USBasp的选项，然后安装如下图所示的驱动即可。

如果列表一个设备都没有，可以点击上面的option，选择List All Devices，如下图所示。

安装好驱动之后，可以重启ProgISP试试，看那个图标是不是还是灰色，如果还出问题的话，那基本就是硬件问题了，得重买一个。

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