USB_ISP烧写器原理图详解：兼容AT89与AVR单片机

ATMEL USB_ISP烧写器是用于编程和调试Atmel品牌单片机的硬件工具。其名称中的ISP指的是In-System Programming，即在系统编程，这种方式允许对嵌入式设备进行现场编程，无需从电路板上取下芯片。烧写器特别适用于Atmel的AT89系列和AVR系列单片机。下面详细介绍ATMEL USB_ISP烧写器的相关知识点。 ### ATMEL USB_ISP烧写器原理图的组成要素 #### 1. USB通信模块 USB通信模块是连接计算机与单片机的桥梁，实现数据传输和指令执行。该模块通常包含USB接口芯片（如FT232R）用于实现USB到串口的转换，以兼容计算机的USB端口。在原理图中，这部分电路将涉及到USB D+、D-的数据线和VCC、GND的电源线以及可能的USB枚举电路。 #### 2. 控制器模块 控制器模块负责管理烧写器与目标单片机之间的通信协议，确保数据的正确传输和烧写操作。对于ATMEL USB_ISP烧写器，控制器部分一般使用ATmega8或ATmega168等AVR系列单片机作为其核心。该单片机通过编程实现USB通信协议和烧写协议，处理来自计算机的烧写命令和数据，并将其写入目标单片机的存储器中。 #### 3. 电源管理模块 电源管理模块负责为烧写器提供稳定的电源，同时也需要为连接的目标单片机提供合适的工作电压。这通常包括电源指示灯、稳压电路和可能的滤波电路。电源管理模块通常将USB的5V电源转换为目标单片机所需的电压水平，如AT89系列单片机通常工作于3.3V或5V，而AVR系列单片机也可以工作在多个电压范围。 #### 4. 目标单片机接口 烧写器会有一个或多个接口以适配不同类型的单片机。对于AT89系列和AVR系列，接口会设计有相应的引脚排列和连接器，以允许烧写器直接与目标单片机的ISP引脚连接。这些引脚包括MOSI（主输出从输入）、MISO（主输入从输出）、SCK（时钟信号）和 RESET（复位）等。 #### 5. 固件程序 固件程序是烧写器的“大脑”，它定义了烧写器的行为，包括如何响应来自计算机的指令、如何控制通信协议、如何进行数据处理和烧写操作。通常情况下，烧写器的固件可以升级，以支持新的单片机型号或者修正可能存在的错误。 ### 烧写过程 烧写器工作时，首先通过USB接口与计算机建立连接，并通过ATmega单片机上的USB通信接口识别自身。接着，烧写软件（如AVR Studio或Atmel Studio）会在计算机上运行，通过USB接口向烧写器发送指令和数据。烧写器接收到指令后，控制器会根据指令格式化数据，并通过ISP接口发送到目标单片机。单片机接收到数据后，控制器将执行一系列操作将数据写入内部的Flash存储器或EEPROM中。 ### 烧写器的使用与注意事项 在使用ATMEL USB_ISP烧写器时，需要注意以下几点： - 确保烧写器的固件与使用的计算机操作系统兼容。 - 在烧写前，需要下载并安装对应的烧写软件。 - 烧写操作前必须确保单片机处于可烧写状态，即目标单片机处于ISP烧写模式。 - 烧写过程中需避免电源波动或意外断电，这可能会导致单片机损坏或数据丢失。 - 在进行烧写时，应密切注意烧写器和单片机的指示灯状态。 ### 技术应用 ATMEL USB_ISP烧写器的应用十分广泛，包括但不限于： - 开发与测试阶段的快速原型构建。 - 现场设备的固件升级。 - 教育和研究，尤其是对于电子与计算机工程的学生和专业人员。 ### 常见问题及解决方法 - 烧写器无法被计算机识别：检查USB连接线是否松动或损坏，尝试更换端口或计算机，检查并更新驱动程序。 - 烧写过程中断：检查电源稳定性，确保使用合适的电源电压和电流。 - 烧写错误代码：参考烧写软件的帮助文档或使用烧写器的故障诊断功能，有时可能需要更新固件。 总结而言，ATMEL USB_ISP烧写器是一个功能强大的工具，可以用于多种场合对AT89系列和AVR系列单片机进行编程和调试。通过理解和掌握其原理图和相关知识点，用户可以高效地利用烧写器进行单片机开发和维护。