AVR单片机串口ISP下载器是一款在学习和开发AVR单片机时非常重要的工具,它主要的作用是将编写好的程序代码下载到单片机内部,以便进行功能测试和调试。ISP下载器通过单片机的In-System Programming(系统内编程)接口,与电脑连接后,可以不需拆卸单片机即可完成编程工作。在AVR单片机的学习和开发过程中,这一工具是不可或缺的,它能大幅度提高开发效率,减少开发周期。
ISP下载器的工作原理是利用了AVR单片机内置的SPI(Serial Peripheral Interface,串行外设接口)功能,通过这个接口与单片机进行通信,实现程序的烧录和读取。在Atmel官方网站上有提供简易ISP下载器的原理图和物料清单(BOM),这些资料公开且开放,便于学习者自行搭建和学习。
在使用ISP下载器时,有多种实现方式,例如使用数字逻辑芯片74HC244来作为数据缓冲器的简易版本,这个芯片可以确保在数据传输过程中的稳定性。然而,也有更加简易的设计方案,这表明即使硬件条件有限,开发人员依然可以通过简单的方案来实现ISP下载器的功能。
然而,在使用ISP下载器过程中,速度可能会成为瓶颈。例如,在使用74HC244芯片的设计方案中,以atmega16单片机为例,大约15KB大小的Flash程序烧写过程可能需要20分钟以上。这使得开发者在烧写程序时需要有极大的耐心,并且可能需要在等待过程中找些事情做,比如泡一杯咖啡或者吃些茶点。
除了传统的使用并口进行数据传输的ISP下载器之外,还可以使用串口模拟ISP下载器的方式。这种方式的好处在于现代计算机普遍不再配备并口,因此串口ISP下载器更容易适应当前的计算机环境。使用串口的方案同样具有制作简易的特点,而且成本更低。在文中提及的实验中,作者DIY了一个基于串口的ISP下载器,并使用PonyProg2000这款软件来完成AVR单片机的熔丝位的读写,以及程序的烧录等操作。在这个过程中,作者发现使用串口下载线进行下载编程时,需要极大的耐心,因为操作的速度较慢,并且在下载编程过程中不能运行其他软件,否则可能出现程序无响应的情况。
尽管如此,作者通过实验得出结论,平时调试程序时,最好还是使用更高效的JTAG(Joint Test Action Group)接口来进行程序的下载和调试,而串口下载器更适合那些不太频繁的操作,如程序下载或者熔丝位的修改。作者推荐在有其他更高效调试工具可用的情况下,尽量避免使用串口下载器,以节省宝贵的时间和提高效率。
作者也向读者预告了下一篇文章的内容,将会介绍USBasp,这是另一款AVR单片机的下载器。USBasp下载器是一种流行的USB接口的AVR下载器,它将USB转串口和ISP接口的功能集于一身,因而使用起来更为方便。随着技术的发展,USBasp这样的下载器已经逐渐成为AVR开发者的首选工具之一,它不仅拥有较高的数据传输速度,而且稳定性也有了很大提升。这无疑为AVR单片机的学习和开发带来了极大的便利,也进一步简化了开发者的工作流程。