注：本篇在寫《單片機入門指南系列》之前就已經(jīng)寫過，現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)這篇比較合理的位置，應(yīng)該是放在《單片機入門指南系列（六） 單片機最小系統(tǒng)——麻雀雖小，五臟俱全》之后的，但是由于之前考慮不周，所以只好放在這里了，也就不重新修改文章的位置了。
作為基礎(chǔ)知識補充，本篇詳細(xì)介紹了串口、51單片機的ISP下載等知識，雖然這些知識并不一定要很了解也能學(xué)習(xí)單片機，但是有一些概念有時對解決問題還是很有好處的。
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前面已經(jīng)說了，單片機相當(dāng)于一個微型電腦，所以單片機是可以執(zhí)行程序的。在電腦上，我們可以上網(wǎng)下載各種游戲各種軟件，但是單片機這灰不溜秋的一塊芯片，怎么讓它執(zhí)行程序呢？不要急，這就給大家介紹相關(guān)知識。這里涉及到一些專業(yè)詞匯，可能大家不明白，但是并沒有很大影響，大致了解就好了，有興趣的可以上網(wǎng)搜索去了解下。另外等學(xué)到后面，不少概念也自然就明白了。
廣義上而言，串行接口簡稱串口，也稱串行通信接口，是采用串行通信方式的擴展接口。我們比較熟悉的USB接口，全名通用串行總線（Universal Serial BUS），就屬于串口。串口還包括UART、RS232、RS422、RS485等。通常狹義上，我們所說的串口指的是RS232、UART這一類串口，常稱為COM接口。
老式的臺式計算機和部分筆記本上就有RS232串口（RS232指RS232電平的串口）。后來由于這種串口使用很少、速度較慢、體積較大而逐漸在筆記本甚至臺式機上被淘汰了。
而51單片機具有UART串口（UART = Universal Asynchronous Receiver/Transmitter, 通用異步收發(fā)傳輸器，指的是TTL電平的串口）。
UART與RS232區(qū)別主要在于其電平定義不同。UART是TTL電平，定義3~5V為高電平，表示“1”，0V為低電平，表示“0”，就和前文說的一樣；而RS232是負(fù)邏輯電平，它定義+5~+12V為低電平，表示“0”，而-12~-5V為高電平，表示“1”。
標(biāo)準(zhǔn)串口指的就是RS232串口（也叫做COM接口），如圖就是臺式電腦機箱后面的標(biāo)準(zhǔn)串口。
一些讀者可能已經(jīng)猜到，給單片機裝進(jìn)程序是通過電腦并且是使用串口來完成的。但是很可惜只猜對了一半。
說點題外話，為了感覺“專業(yè)”一點，以后不要再說給單片機“裝程序”了，專業(yè)點的說法應(yīng)該是燒寫程序，或者下載程序。讀者很可能會好奇為什么叫燒寫程序呢？難道下載程序的時候，要用火烤一烤單片機嗎？當(dāng)然不是。這個就像馬路為什么叫馬路一樣，是有來歷的，想知道具體原因，還是等大家學(xué)習(xí)了單片機，了解早期ROM的工作原理再去深究吧。
回歸正題，不同的單片機燒寫程序的方式是不一樣的。剛開始介紹STC單片機的時候，我提到了它的一個優(yōu)點：可使用串口下載程序，不知讀者有沒有注意到。同樣是51單片機，Atmel的產(chǎn)品分為兩種，一種是早期的89Cxx系統(tǒng)，這種型號的單片機下載程序時，需要把單片機取下來，使用專用的編程器燒寫程序，非常麻煩；另一種是后來推出的支持ISP的89Sxx系列（ISP = In System Programming，在線編程），只需要幾根線連接單片機和下載器，就能輕松下載程序。
什么是ISP呢？ISP意為在線編程，其作用在于，下載程序的時候，單片機不需要從已有的電路中取下來。大家可能體會不到這樣有什么好處，但是它的好處還是非常明顯的。下面我舉個例子。
有一天你給客戶設(shè)計了一種電器，是通過單片機控制的。然后很多人都購買了，但是過了一段時間，你發(fā)現(xiàn)你寫的程序有問題，或者有些地方需要優(yōu)化一下，但是你賣出去的產(chǎn)品，程序已經(jīng)寫在里面了呀。這個時候，如果你用的單片機不支持ISP，你得親自一個個的去找客戶，把他們的產(chǎn)品拆下來，然后取下單片機，燒好程序，再裝回去。如果你設(shè)計不當(dāng)，單片機還是焊接在電路上的，取不下了，那就更慘了。
但是有了ISP就不一樣了。你可以設(shè)計好產(chǎn)品，然后把ISP接口留出來。發(fā)現(xiàn)程序有問題，你把寫好的新的程序發(fā)到網(wǎng)上，然后群發(fā)一批電子郵件，告訴你的客戶，用產(chǎn)品附贈的下載線連接電腦和你的產(chǎn)品ISP接口，然后安裝一個下載軟件，把新的程序下載進(jìn)去，就可以用了。你甚至可以在說明書上寫，我們的產(chǎn)品軟件經(jīng)常會更新，請自行到官網(wǎng)下載最新軟件，這樣簡直是一勞永逸。
所以一個小小的改進(jìn)，就帶來了如此大的變化。要用單片機，我選ISP，實惠又好用。
而STC單片機不僅支持ISP下載，而且只需要通過串口和電腦連接就可以下載，這樣又省去了我們購買編程器的錢，實在是物美價廉，適合我們使用。
由于USB接口與單片機的TTL串口不一樣，不能直接連接，一般通過轉(zhuǎn)換芯片來連接。連接到USB接口的轉(zhuǎn)換芯片則要求在電腦上安裝相應(yīng)的驅(qū)動程序，驅(qū)動程序很容易在網(wǎng)上找到。
USB、RS232、UART三者之間的轉(zhuǎn)換都有芯片可以實現(xiàn)，并且很容易買到做好的成品模塊。下面給出了幾種常用的轉(zhuǎn)接器。
第一個是USB轉(zhuǎn)TTL串口，這是最常用的一種轉(zhuǎn)接器，常稱為USB轉(zhuǎn)TTL小板，USB-TTL轉(zhuǎn)接板，常用轉(zhuǎn)換芯片為PL2303，需要在電腦上安裝對應(yīng)驅(qū)動程序。
USB轉(zhuǎn)RS232串口，常用轉(zhuǎn)換芯片為CH341，使用時要在電腦上安裝CH341的驅(qū)動程序，可以在百度上搜索
RS232串口轉(zhuǎn)TTL串口，電平轉(zhuǎn)換芯片是MAX232，如果你的電腦有串口，可以直接使用這種轉(zhuǎn)接器，然后把TTL串口一端接到單片機上，這個不需要驅(qū)動程序。
也有這種集成了三種接口轉(zhuǎn)換功能的 USB – RS232串口 – TTL串口轉(zhuǎn)接板，如圖所示。這個功能比較強大，但是電子市場不一定能買到。
市面上的成品單片機學(xué)習(xí)板，很多都提供USB接口，或者RS232串口+USB接口。一方面USB接口負(fù)責(zé)給單片機供電，另一方面，USB轉(zhuǎn)TTL，或RS232轉(zhuǎn)TTL已經(jīng)集成在學(xué)習(xí)板上。
下面順便提供這些模塊的參考電路原理圖，不需要掌握。如果有需要自己制作這些模塊，可以參考這幾個電路圖。
MAX232電路圖
PL2303電路圖
USB-RS232電路圖
關(guān)于AT89Cxx系列單片機使用的編程器下載，以及AT89Sxx系列單片機使用的ISP方式下載程序，不做詳細(xì)介紹，這里我們主要介紹STC單片機的串口下載方式。STC單片機燒寫程序時，電腦端除了驅(qū)動以外，一般使用宏晶專用的STC-ISP軟件進(jìn)行下載。其界面如圖。
這里先說一點注意事項。STC-ISP軟件最好在宏晶官網(wǎng)下載最新版本。在首次運行時常常會出現(xiàn)類似下圖中的情況，提示部件XXX不能注冊。對應(yīng)Win7系統(tǒng)可以先嘗試右擊STC-ISP的exe程序文件，選擇“以管理員身份運行”（如果是XP系統(tǒng)，則只需以管理員身份登錄計算機運行程序）。如果還是不行，則需要上網(wǎng)下載提示的XXX.DLL或XXX.OCX文件，放在C:\Windows\System32文件夾中，然后以管理員身份運行C:\Windows\System32\cmd.exe，輸入regsvr32 C:\Windows\System32\xxx.dll回車，進(jìn)行注冊。這樣的文件是系統(tǒng)動態(tài)鏈接庫文件，是程序執(zhí)行所需要的，有些電腦里沒有，或者無法注冊，所以會發(fā)生這種情況。
如果你已經(jīng)購買了USB轉(zhuǎn)串口模塊，你可以安裝好對應(yīng)驅(qū)動并把它插到電腦的USB口上，如果是成品學(xué)習(xí)板，就用給學(xué)習(xí)板供電，然后把下載線連接到電腦上。如果一切順利，我們可以在電腦上右擊“我的電腦”（XP系統(tǒng)）或“計算機”（Win7以上系統(tǒng)），管理，打開設(shè)備管理器，在設(shè)備管理器中就能看到相應(yīng)的串口，如圖。
希望本篇看完了，大家把STC-ISP軟件安裝到自己的電腦上，有條件的把驅(qū)動也安裝好。具體下載方法將在隨后進(jìn)行介紹。
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本系列教程從最基本的入門知識開始，逐步深入介紹單片機系統(tǒng)設(shè)計，內(nèi)容包括：
1、入門篇：單片機等基本概念、各種電子設(shè)計基本知識
2、思想篇：單片機/計算機系統(tǒng)設(shè)計的工程思想
3、學(xué)習(xí)篇：單片機學(xué)習(xí)過程、方法和技巧，以51單片機為例介紹，并推廣到其他單片機
4、應(yīng)用篇：遵循規(guī)范的工程方法，設(shè)計單片機系統(tǒng)實例（計劃設(shè)計的系統(tǒng)有：計算器、電子表、密碼鎖、簡易手機，具體看有沒有時間再確定）
5、原理篇：從模擬電路、數(shù)字電路開始，逐步深入介紹單片機/計算機系統(tǒng)原理，并自行設(shè)計簡易的CPU（由于個人水平有限，這部分沒有把握寫好，具體內(nèi)容視情況而定）
包含了各種基本知識，尤其是對單片機基本概念的介紹、為什么要用單片機等，在很多同類書籍教程中都被忽略了。同時也包含了一些深入的知識，包括原理篇考慮對單片機的基本原理進(jìn)行介紹，有助于深入理解單片機。
本系列教程以51單片機為例進(jìn)行介紹。通過51介紹完單片機的基本知識，我會再把430進(jìn)行簡要介紹，尤其是對比兩者之間的優(yōu)缺點，讓大家很快感受到430的巨大優(yōu)勢，而學(xué)習(xí)51正好為快速了解430打下了堅實的基礎(chǔ)。
本系列教程中，介紹單片機各種模塊編程知識的主要是學(xué)習(xí)篇，而學(xué)習(xí)篇只是整個教程的一部分。在學(xué)習(xí)篇中我會貫穿各種方法技巧，如何理解一些模塊功能，怎么看時序圖，嚴(yán)格遵守工程思想進(jìn)行編程，程序發(fā)生了錯誤怎么調(diào)試等等。而在思想篇中會總體介紹很多重要的思想，為后面的學(xué)習(xí)做好準(zhǔn)備工作。
單片機學(xué)習(xí)過程中，涉及大量的知識，而且很多知識之間相互依賴，關(guān)聯(lián)很強。
本系列教程對知識的先后順序進(jìn)行比較明確的規(guī)劃，盡最大可能符合人的認(rèn)知過程。但是實際規(guī)劃時發(fā)現(xiàn)，無論怎么調(diào)整知識的順序，總有一些知識之間相互依賴，關(guān)系復(fù)雜。例如開始講IO口的時候肯定會提到寄存器，而寄存器這個詞的理解，需要深厚的背景知識。但是這些背景知識在沒有進(jìn)行實踐的時候也很難理解。
初學(xué)者常常就會在這樣的地方感覺疑惑不解，不知所措。而每次遇到類似這樣的知識，我會向初學(xué)者指出，應(yīng)該如何對待。這個知識是應(yīng)該自己去學(xué)習(xí)補充，還是等到學(xué)完原理篇再做理解，而現(xiàn)在又應(yīng)該怎么去看待這個名詞。
另外，在整個教程的學(xué)習(xí)前，需要掌握一定的C語言等基礎(chǔ)知識，具體可參考教程第〇篇《序》中的相關(guān)說明
本系列教程力求語言通俗易懂，而不會用一堆新手不懂的詞語去解釋另一個不懂的詞語。但是受限于個人語言表達(dá)能力，可能有些地方表述的比較繁瑣，或者不清楚，希望大家能夠幫忙指出。
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