SP200S编程器制作与使用
伟纳 SP200S 编程器制作与使用
深圳硕飞科技有限公司(伟纳电子网) https://www.360docs.net/doc/8c3732079.html,
伟纳 SP200S 编程器制作与使用
一,简介
SP200S 编程器是伟纳电子继广受欢迎的 SP180S 编程器基础上改进设计的一款编程器,直接使用 USB 接口通讯和供电,体积小巧,软件和硬件设计成熟,功能完善,是目前唯一一款拥有专业编程控制 软 件 的 免 费 编 程 器 . 可 以 支 持 ATMEL/WINBOND/SST 公 司 常 用 的 MCS51 系 列 单 片 机 , 支 持 ATMEL/MICROCHIP/ST 等公司 24,93 系列串行存储器.增强版还具有标准的 ISP 下载接口,可支持 ATMEL 公司 MCS51 系列和 AVR 系列单片机在线下载编程(ISP). SP200S 编程器不但可以满足单片机爱 好者和开发人员学习和开发 51,AVR 单片机使用需求,也非常适合家电维修人员烧写 93 系列,24 系列 EEPROM 的需求.
二,编程器硬件与软件特点
硬件特点
体积小巧(仅一张名片大) ,使用携带非常方便 USB 接口通讯及供电,通讯速度快,无须外接电源 内置 CPU,烧写速度快,时序精准,不受计算机配置影响 功能完善,操作简单,硬件无须任何手动设置 单一 40Pin 锁紧座设计,同时支持 8PIN,20PIN 和 40PIN 的芯片 具有一个标准的 10Pin ISP 下载接口,轻松实现对用户目标板在系统编程 SP200S 编程器增强版成品照片如下图 (采用伟纳官方提供的 DIY 套件制作的带有 ISP 下载功能的编 程器)
软件特点
友好的界面,专业化全功能设计 强大的缓冲区编辑功能,支持复制,填充,逻辑运算,数据支持 8 位与 16 位显示 简体中文用户界面(即将推出多语言版) 支持 WIN98SE/ME/2K/XP/Vista 操作系统 系统配置要求低,运行稳定
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编程命令丰富,包含编程,读取,擦除,查空,校验,加密(写锁定位),读写熔丝位,读写配置位… 统计功能,自动统计烧写成功与失败的数量 自动序列号功能,适用于给产品写入唯一的 ID 数据 支持自动编程操作(相当于批处理),并可以自定义其操作内容 最近文件列表功能,可快速加载曾经使用过的文件 最近器件列表功能,可快速更改器件为近期使用过的其他器件 编程操作声音提示 文件更改自动重加载,适用于开发阶段快速更新芯片内容
三,支持器件
普通版(器件数量:68) : 可以支持 ATMEL/WINBOND/SST 公司的 MCS51 系列单片机,支持 ATMEL 公司 24,93 系列串行 存储器.免费提供普通版的监控程序. 增强版(器件数量:336) : 可以支持 ATMEL/WINBOND/SST 公司的 MCS51 系列单片机,支持 ATMEL/MICROCHIP/ST 等公 司 24, 系列串行存储器. 93 增强版还具有标准的 ISP 下载接口, 可支持以下器件 ISP 在线编程:AT89S51, AT89S52,AT89LS51,AT89LS52,ATmega8515,ATmega48,ATmega88,ATmega168,ATmega16,ATmega8, ATmega8535,ATmega8535L,ATtiny2313,ATtiny2313V,ATtiny26,ATtiny26L 以上为 V2.01 版软件所支持器件(更新时间:2007-11-28,详细支持器件请查看附页器件列表) , 后续软件会增加更多的器件,请以最新软件为准.
四,硬件电路
SP200S 编程器原理图由 USB 界面(USB Interface) ,VPP 电源控制(VPP Power) ,系统控制(System Controller) ,40Pin 烧写座(ZIF Socket)四部分组成,增强版在普通版基础上增加了 10Pin ISP 接口(ISP Port) ,各部分电路分别介绍如下:
J1 SHIELD VCC DD+ GND SHIELD USB-A 1 2 3 4 R4 470-1.5K VCC TP3 TP C1 VCC(+5V) 220uF/10V TP4 TP GND 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1
1. USB 通讯电路
使 用 了 一 片 USB 转 串 口 介 面 因此 SP200S (COM) 控制器 PL2303HX, 可以直接通过 USB 口通讯和供电, 即插 即用,非常方便. PL2303HX 是贴片 SOP28 封装,焊 接对于不熟悉的朋友稍微有点难度. 大 家 DIY 时可以用 RS232(串口)MAX232 电路来替代 USB 通讯部分做成串口通 讯的编程器使用. 也可以用简单的三极 管电路组成的串口收发电路替代 USB 通讯电路.
LD1
R2 27 R3 27
POWER
3V3 TP1 TP 3.3V
R1 1.5K
U1 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 C9 22p DP EE_DATA DM EE_CLK VO_3V3 SHTD# GND CTS_N NC DCD_N VDD_5 DSR_N GND NC GP0 GND GP1 RI_N NC RXD GND_A VDD_325 PLL_TEST RTS_N OSC1 DTR_N OSC2 TXD PL2303HX
VCC C6 10u C7 0.1u
MTXD 3V3 MRXD
X1 12MHz C8 22p
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VCC L1 100uH R7 U2 7 6 C2 0.1u C3 220p 3 4 220 8 1 5 2 R10 560* VPP
2. VPP 电压控制电路
R6 0.5 D1 1N4148 C4 0.1u
由 DC-DC 变换集成电路 MC34063 组成,34063 广泛应用于于 DC-DC 的 电源转换电路中,本电路中的 34063 接成升压电路形式,将 5V 电压升压 到 12-14.5V, 得到编程所需的 Vpp 电 压,R8,R9,R10 组成电压取样电路. R11 和 Q1 组成 14V VPP 电压切换电路.
TP2 TP VPP C5 47uF/16V
R8 20K R11 12K R9 1.8K
IPK DRVC VCC SWC CMPR CT GND SWE MC34063
Q1 9014 VPP14V
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3. 系统控制电路
VCC ZIF1 VCC C11 0.1u ZIF2 ZIF3 ZIF4 ZIF5 ZIF6 ZIF7 ZIF8 R18 1K 1 2 3 4 5 6 7 8 12 13 14 15 40 U4 P10/T2 P11/T2EX P12 P13 P14 P15 P16 P17 P32/INT0 P33/INT1 P34/T0 P35/T1 X2 X1 RESET P30/RXD P31/TXD GND VCC P00 P01 P02 P03 P04 P05 P06 P07 P20 P21 P22 P23 P24 P25 P26 P27 P36/WR P37/RD EA/VPP ALE/PROG PSEN 39 38 37 36 35 34 33 32 21 22 23 24 25 26 27 28 16 17 31 30 29 ZIF39 ZIF38 ZIF37 ZIF36 ZIF35 ZIF34 ZIF33 ZIF32 ZIF10 ZIF13 ZIF14 ZIF16 ZIF17 ZIF29 ZIF30 10K RP1
CLK GND20 VPP1 VPP31 C12 22p C13 22p VCC C14 1u
R19 1K
X2 22.1184M 19
RESET MRXD MTXD 9 10 11
18
ZIF31
VPP14V R20 ZIF9 470 ZIF19
VCC
SST89E58 (增强版) AT89S52 (普通版)
VCC ZIF8 CLK VCC 1 2 8 9 14 7 U3 A B CLK MR VCC GND 74HC164 VPP31 VCC R12 R13 R14 R15 10K 10K 10K 10K GND20 VPP1 VPP31 VPP14V VPP1 Q0 Q1 Q2 Q3 Q4 Q5 Q6 Q7 3 4 5 6 10 11 12 13 ZIF21 ZIF22 ZIF23 ZIF24 ZIF25 ZIF26 ZIF27 ZIF28
R5 470-1.5K
LD2 STATUS
ZIF20
普通版采用比较容易购 买 AT89S52 作为监控芯片 (可 以用其它公司容量在 8K 或以 上兼容芯片替代, Winbond 如: 的 W78E52/W78E54 , STC 的 STC89C52RC/STC89C54RC 等) . 增强版采用 SST89E58 或 者其它公司兼容型号单片机 作为监控芯片, 拥有 16K 或以 上的代码空间,功能较强,除 了编程功能强于普通版外, 另 外可以支持 AVR 系列,AT89S 系列单片机的在线下载 (ISP)... LED2 是编程状态指示灯, 在编程器执行读写操作时会 点亮.
20 GND20
VCC
Q4 9014
VPP Q5 8550
R16 1K Q2 9014 VPP
ZIF31
R17 1K Q3 9014
Q6 8550 ZIF1 Title
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4, 40Pin 烧写座
ZIF VCC ZIF39 ZIF38 ZIF37 ZIF36 ZIF35 ZIF34 ZIF33 ZIF32 ZIF31 ZIF30 ZIF29 ZIF28 ZIF27 ZIF26 ZIF25 ZIF24 ZIF23 ZIF22 ZIF21
单一 40Pin 锁紧座设计, 同时支持 8PIN, 20PIN 和 40PIN 的 DIP 封装芯片,所有芯片的插入方向均为缺口向上,并以 锁紧座顶边对齐插入.如右图所示:
5. ISP 下载接口
ZIF1 ZIF2 ZIF3 ZIF4 ZIF5 ZIF6 ZIF7 ZIF8 ZIF9 ZIF10 ZIF13 ZIF14
所谓 ISP,即(In-System Programming)在系统可编 ZIF16 ZIF17 程, 指电路板上的空白器件可以编程写入最终用户代码, 而 不需要从电路板上取下器件,已经编程的器件也可以用 ISP ZIF19 ZIF20 方式擦除或再编程. 此功能无论是对于实验学习还是产品调 试都是非常的方便,特别是重新烧写电路板上的贴片芯片, ZIF-40 ISP 目前是不二之选. 4 Port VCC 增强版的 SP200S 具有 ISP 下载功能(左图所示) ,支持 AVR 系列, JP1 J2 5V OUT AT89S 系列单片机的 ISP 下载,此接口和 ATMEL 官方的标 ZIF6 MOSI VTG GND GND GND 准接法完全一致,可以通过附带的 10Pin ISP 下载连接头连 ZIF9 RST GND ZIF8 SCK GND 接到自己的目标板, 直接在线下载程序到目标 CPU. 普通版 ZIF7 5 MISO GND 无 ISP 功能,无需此接口. ISP PORT
五,元器件清单
伟纳的 SP200S 编程器制作套件包含制作该编程器的所有元器件 (您只需要一只电烙铁即可组装成 一台超强功能的 USB 接口编程器) ,以下是器件清单:
名称 IC IC IC IC 电阻 电阻 电阻 电阻 电阻 电阻 电阻 电阻 电阻 电阻 电阻 电阻 AT89S52(普通版) SST89E58RD 或兼容型号(增强版) DIP-40 PL2303HX SOP28 74HC164 MC34063 0.5 1/4W 27 220 470 470-1.5K 560* 1K 1.5K 1.8K 10K 12K 20K 4 SO-14 SO-8 规格/型号 U4 U1 U3 U2 R6 R2,R3 R7 R20 R4,R5 R10 R16,R17,R18,R19 R1 R9 R12,R13,R14,R15 R11 R8 元件编号 数量 1 1 1 1 1 2 1 1 2 1 4 1 1 4 1 1 根据 VPP 电压调整 备注 已烧录监控程序
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排阻 瓷片电容 独石电容 独石电容 电解电容 电解电容 电解电容 电解电容 LED LED 二极管 三极管 三极管 晶振 晶振 电感 IC 插座 锁紧座 USB 插座 插针 跳线帽 ISP 插座 ISP 下载线 USB 线 PCB PCB 支柱 优质焊锡丝 10Kx8 22pF 220pF 0.1uF 1uF/10V 10uF/16V 47uF/16V 220uF/10V 3.5mm 红色 3.5mm 绿色 1N4148 9014 或 8050 8550 12 MHz 22.1184 MHz 100uH DIP40 40Pin 窄体 Mini USB-A 2Pin 2Pin 10Pin 10Pin 1.2-1.5M 双面 PCB,78x57mm,蓝色 5mm 塑料 PCB 支柱
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RP1 C8,C9,C12,C13 C3 C2,C4,C7,C11 C14 C6 C5 C1 PWR STA D1 Q1,Q2,Q3,Q4 Q5,Q6 X1 X2 L1 (U4) ZIF J1 JP1 (JP1) J2 (J2) 1 4 1 4 1 1 1 1 1 1 1 4 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 4 1 仅增强版有 仅增强版有 仅增强版有 仅增强版有 电源指示 状态指示
直径 0.8mm,长度 1.1M,成分:锡 63%,铅 37%
六,制作与调试
大家可以用万能板自制,或者用热转印的方式制作 PCB 后安装.也可以直接利用伟纳官方提供的 SP200S DIY 套件组装,具体步骤请参考《伟纳 SP200S 编程器 DIY 套件装配指南》 . 硬件焊接完成后,先不要急于插上 USB 线通电,也不要插监控芯片,仔细检查一遍有没有错焊元 件,短路,虚焊,确认无误后才通电进行初步测试: 用万用表测量 VPP 电压应为 14.3V 左右(最多允许有正负 0.3V 的偏差) ,VCC 电压为 5V(允许有 正负 0.5V 的偏差) ,PWR(电源指示)和 STA(状态指示)两个发光二极管都亮,则说明硬件基本没有 问题.如果 VPP 电压不在正常的范围,请调整 R10 的阻值,阻值越小,VPP 电压越高. 以上检查正常后,断电,插上监控 CPU(注意监控芯片的缺口方向朝 USB 插座方向插入) ,重新通 电检查,正常 PWR 灯亮,STA 灯灭,再测试 VPP 电压,正常是 12.3V 左右.如果 VPP 电压和没有插监控 芯片一样是 14.3V 左右,且 PWR 和 STA 都亮,有可能是监控芯片没有工作,请重点检查复位电路,振 荡电路是否正常. 以上测试正常后,在 PCB 的四个角插入固定柱,至此组装完成,一款体积小巧,功能强大的编程 器就从你手中诞生了…
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SP200S 编程器软件有独特的硬件检查功能,如果不能正常烧写芯片:如 ID 错误,编程失败等,可 以启动硬件测试功能检查故障.点击菜单"编程器"->"硬件测试",弹出下图所示硬件测试窗口(注 意测试前需取下锁紧座上的芯片,并取下 ISP 连接线) :
图 6(注意:锁紧座手柄处对应的是 21 脚) 用万用表电压档测试锁紧座各引脚对地电压,勾选上图所示的引脚框,相应引脚输出高电平,未 选中时为低电平 0V.其中第 20 脚的高电平为 3.5V,锁紧座第 1 脚(ZIF1)和锁紧座第 31 脚(ZIF31) 的输出电平各有四种:作为 I/O 口时分别为 0,5V,作为 VPP 引脚时分别为 12-12.5V,14.0-14.5V, 其余引脚高电平均为 5V. 注意:锁紧座第 10 脚和第 15 脚在电路上是相连的,只有在勾选第 10 脚时锁紧座的第 10 脚和第 15 脚才有高低电平变化,勾选第 15 脚是这两个引脚无电平变化. 如果测试时发现有两个引脚会同时出现高电平,而这两个引脚之间并非直接相连,则这两个引脚 之间的线路就有可能短路了. 如果测试时某个引脚始终为低电平 0V, 则这个引脚的线路可能对地短路.
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七,使用说明
第一步:安装 USB 驱动以及 SP200S 的控制软件(SP200S 不要连接 USB 线) ; SP200S 套件使用的 USB 芯片是 PL2303HX,运行 PL-2303 Driver Installer.exe 安装 USB 驱动,运 行 WLPRO_SETUP.exe 安装 SP200S 的控制软件.如果是 Vista 系统,请安装 PL2303 的 Vsita 专用驱 动. 第二步:插上 USB 线,运行 SP200S 软件,软件自动搜索连接的编程器,如成功,软件正常打开主 界面,如下图(第一次运行软件如果是英文界面,可以点击右上角的 Language 菜单进行切换) :
图7 现在就可以正常使用你的 SP200S 编程器了,SP200S 增强版可以用以下两种方式烧写芯片:
1. 芯片放在锁紧座上烧写
SP180/200 编程器采用唯一一个 40PIN 的零拔插力锁紧座,它可以分别放置 8PIN,20PIN 和 40PIN 的芯片.正确的放置方式如下图所示(点击工具栏"信息"按钮也可以查看器件插放方式) :
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图8 下面以烧写一片 AT89S52 为例,介绍 SP200S 的使用方法: 将一片 AT89S52 芯片放入编程器锁紧插座,压下手柄锁紧; 在软件中点击"器件"按钮,选择型号 AT89S52(型号不要选错) ; 在软件中点击"加载"按钮,在"加载文件"对话框中找到找到你要烧写的文件,按默认点击确 定即可; 点击编程,弹出"编程"对话框,设置好编程选项后,点击运行即可完成芯片的烧写 如果需要对单片机加密,请点击"配置"按钮,弹出器件配置框后设置加密选项,对于 AT89S52 通 常选择"Mode 4" ,然后执行"加密"操作.在加密前可以执行"校验"操作检查程序写入是否正确. 以上操作可以通过点击"自动"按钮一次完成,注意使用"自动"功能时,需要先设置操作选项, 方法:点击菜单 操作 -> 操作选项,在弹出的"操作选项"对话框中进行相应的设置 如何烧写和复制 24C 系列 EEPROM: 编程操作和和上述 AT89S52 的操作类似,如果使用自动编程功能,请取消自动选项里的"查空"选 项,否则可能报错; 24C 系列存储器没有擦除功能,如果要清空 24 系列芯片,在未加载任何文件的情况下(即软件缓冲 区为全 FF,点击编辑按钮弹出的就是缓冲区,如果缓冲区中有数据,可以填充 FF) ,点击编程按钮编程 一次,芯片内的数据就被清空了(因为写入了全 FF) ; 如果要复制 24c 系列芯片,在软件中选择对应的芯片型号,放上芯片后,点击"读取"按钮,再点 击"保存"即可将芯片内的数据保存到电脑硬盘中
2.利用 ISP 下载接口下载
SP200S 设计了一个标准的 ISP 下载接口,此接口和 ATMEL 官方的 ISP 接口定义完全一致,如下图 是 SP200S 增强版上的 ISP 接口定义示意图(元件面俯视图) .ISP 接口旁边的 JP1(5V OUT)跳线用于 选择是否给目标板供电,插上短路帽后,ISP 接口可以输出 5V 电源到目标板.
图9
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你只需要在目标板上预留一个双排 5pin 的排针作为 ISP 下载接口,将单片机的相关引脚(MOSI, SCK, RESET, MISO, VCC, GND, 请参考相关单片机的 DataSheet) 连接到 ISP 下载接口后就可以使用 SP200S 的 ISP 功能了.下载操作方法和前面介绍的将芯片放在锁紧座烧写的方法是一样的,软件中的器件型号 必须是带"@ISP"的.除保证 ISP 连接正确外,还必须保证你的目标板能够正常工作,否则不能正常下 载.
目标板 ISP 接口定义如下图 (元件面俯视图)
图 10 附:AT89S52 引脚定义: MOSI P1.5(6 脚) SCK P1.7(8 脚) RESET (9 脚) MISO P1.6(7 脚) VCC (40 脚) GND (20 脚)
八,常见问题
1. 编程时提示器件 ID 错误的原因? 1)编程器硬件原因 元件插错,焊接短路,虚焊,或者元件损坏等.在焊接前请检查一遍元件是否良好,焊接后要仔细 检查是否有焊接短路或者虚焊.在没有保证线路正确无误之前,请不要盲目放置芯片进行烧写测试. 对于 SP200S,软件集成了硬件测试的功能,联机后,点击"编程器-->硬件测试"即可打开测试界 面.可以快速的判断和查找故障部位.具体请参考前面的介绍.
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2)芯片型号选择错误 在进行烧写之前,必须根据实际烧写的芯片在软件中选择正确的芯片型号(芯片后缀不一样也有可 能不能正常烧写).错误的芯片型号,将直接导致出现此问题. 3)芯片放置不正确 先抬起锁紧座手柄,放入芯片(芯片缺口朝向 USB 座的方向插入,见 图 8)后,压下锁紧座手柄,此 时芯片应该被卡紧在里面,就算用手拽也不会轻易拽出. 4)芯片引脚接触不良 在进行烧写时,应该保证芯片引脚与锁紧座的金属片时可靠接触的.绝大多数网友所使用的芯片都 不是全新的,且有可能使用了多次.在这种情况下,应该检查一下芯片的引脚有没有弯曲,有没有氧化. 5)芯片本身的问题 部分芯片在进行多次烧写之后,受芯片寿命的影响,或者其他原因,其内部的 ID 字节有可能无法 正确读取出来.这时候可以在 SP180/SP200 的软件设置中临时取消 ID 检查功能,或者在出现 ID 错误提 示时,选择继续操作.如果能够正常烧写(烧写后的校验能够通过),这个芯片到能够凑合着用,否则的 话就只能换芯片了. 6) 芯片被加密 有些单片机芯片(如 AT90S1200)被加密后,其 ID 是不允许被读取的.需要先执行擦除后(在擦除出 现的 ID 错误信息时,选择继续操作),才能够正确读取. 2. ISP 无法下载是什么原因? 1)目标板不能正常工作 2)目标板复位电路的影响,如使用了较大的复位电容,可以断开复位电容试试 3)ISP 接口连接不正确,可以用万用表逐条线测试 4)芯片型号没有选择带有"@ISP"的 3. 我要用 SST89E516RD 单片机制作仿真器,如何用 SP200S 编程器烧写这个芯片? SST89E516RD 是 SST89E564RD 的替代型号,所使用的监控程序也是 SST89E564 的.烧写这两个 芯片用作仿真器时使用软件的默认设置,只是在加载文件时需要将缓冲区开始地址修改为 10000,如下 图:
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伟纳 SP200S 编程器制作与使用 全文完(更新时间:2008.11.13)
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