单片机小白学步(10) 单片机程序下载相关知识

注：本篇在写《单片机入门指南系列》之前就已经写过，现在发现这篇比较合理的位置，应该是放在《单片机入门指南系列（六） 单片机最小系统——麻雀虽小，五脏俱全》之后的，但是由于之前考虑不周，所以只好放在这里了，也就不重新修改文章的位置了。

作为基础知识补充，本篇详细介绍了串口、51单片机的ISP下载等知识，虽然这些知识并不一定要很了解也能学习单片机，但是有一些概念有时对解决问题还是很有好处的。

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前面已经说了，单片机相当于一个微型电脑，所以单片机是可以执行程序的。在电脑上，我们可以上网下载各种游戏各种软件，但是单片机这灰不溜秋的一块芯片，怎么让它执行程序呢？不要急，这就给大家介绍相关知识。这里涉及到一些专业词汇，可能大家不明白，但是并没有很大影响，大致了解就好了，有兴趣的可以上网搜索去了解下。另外等学到后面，不少概念也自然就明白了。

串口（RS232、UART）

广义上而言，串行接口简称串口，也称串行通信接口，是采用串行通信方式的扩展接口。我们比较熟悉的USB接口，全名通用串行总线（Universal Serial BUS），就属于串口。串口还包括UART、RS232、RS422、RS485等。通常狭义上，我们所说的串口指的是RS232、UART这一类串口，常称为COM接口。

老式的台式计算机和部分笔记本上就有RS232串口（RS232指RS232电平的串口）。后来由于这种串口使用很少、速度较慢、体积较大而逐渐在笔记本甚至台式机上被淘汰了。

而51单片机具有UART串口（UART = Universal Asynchronous Receiver/Transmitter, 通用异步收发传输器，指的是TTL电平的串口）。

UART与RS232区别主要在于其电平定义不同。UART是TTL电平，定义3~5V为高电平，表示“1”，0V为低电平，表示“0”，就和前文说的一样；而RS232是负逻辑电平，它定义+5~+12V为低电平，表示“0”，而-12~-5V为高电平，表示“1”。

标准串口指的就是RS232串口（也叫做COM接口），如图就是台式电脑机箱后面的标准串口。

给单片机下载程序

一些读者可能已经猜到，给单片机装进程序是通过电脑并且是使用串口来完成的。但是很可惜只猜对了一半。

说点题外话，为了感觉“专业”一点，以后不要再说给单片机“装程序”了，专业点的说法应该是烧写程序，或者下载程序。读者很可能会好奇为什么叫烧写程序呢？难道下载程序的时候，要用火烤一烤单片机吗？当然不是。这个就像马路为什么叫马路一样，是有来历的，想知道具体原因，还是等大家学习了单片机，了解早期ROM的工作原理再去深究吧。

回归正题，不同的单片机烧写程序的方式是不一样的。刚开始介绍STC单片机的时候，我提到了它的一个优点：可使用串口下载程序，不知读者有没有注意到。同样是51单片机，Atmel的产品分为两种，一种是早期的89Cxx系统，这种型号的单片机下载程序时，需要把单片机取下来，使用专用的编程器烧写程序，非常麻烦；另一种是后来推出的支持ISP的89Sxx系列（ISP = In System Programming，在线编程），只需要几根线连接单片机和下载器，就能轻松下载程序。

ISP在线编程

什么是ISP呢？ISP意为在线编程，其作用在于，下载程序的时候，单片机不需要从已有的电路中取下来。大家可能体会不到这样有什么好处，但是它的好处还是非常明显的。下面我举个例子。

有一天你给客户设计了一种电器，是通过单片机控制的。然后很多人都购买了，但是过了一段时间，你发现你写的程序有问题，或者有些地方需要优化一下，但是你卖出去的产品，程序已经写在里面了呀。这个时候，如果你用的单片机不支持ISP，你得亲自一个个的去找客户，把他们的产品拆下来，然后取下单片机，烧好程序，再装回去。如果你设计不当，单片机还是焊接在电路上的，取不下了，那就更惨了。

但是有了ISP就不一样了。你可以设计好产品，然后把ISP接口留出来。发现程序有问题，你把写好的新的程序发到网上，然后群发一批电子邮件，告诉你的客户，用产品附赠的下载线连接电脑和你的产品ISP接口，然后安装一个下载软件，把新的程序下载进去，就可以用了。你甚至可以在说明书上写，我们的产品软件经常会更新，请自行到官网下载最新软件，这样简直是一劳永逸。

所以一个小小的改进，就带来了如此大的变化。要用单片机，我选ISP，实惠又好用。

而STC单片机不仅支持ISP下载，而且只需要通过串口和电脑连接就可以下载，这样又省去了我们购买编程器的钱，实在是物美价廉，适