SI-PROG編程器的工作原理及其程序設計

1．2 信號的邏輯關系
由圖1可見，8250的11，33，32，36四個引腳分別通過編程器與AVR的RESET，MOSI，SCK，MISO相連進行通信。這4個引腳的電平可通過8250內部的3個寄存器進行設置或讀取，如圖3所示。3個寄存器依次為線路控制寄存器(LCR)、Modem控制寄存器(MCR)和Modem狀態(tài)寄存器(MSR)。對于串口1，3個寄存器的端口地址一般為3FBH，3FCH和3FEH。LCR的SB位、MCR的DTR位和RTS位分別控制11，33，32三腳的電平。MSR的CTS位則反映了36腳的電平。

下面分析8250與AVR通信信號間的邏輯關系。為了避免引起混亂，這里全部采用正邏輯描述。
1．2．1 RESET與SB位的邏輯關系
線路控制寄存器LCR的D6位SB決定了8250的11腳的電平。當SB=1時，11腳被強制拉到低電平，DB9的3腳為高電平。當SB=O時，DB9的3腳為低電平。邏輯關系在Q1上又反相一次。因此，RESET信號與SB位的邏輯關系為：
RESET=SB (1)
編程時只要通過OUT指令改變SB位的值，就可以控制RESET端的電平。當8250復位后，SB＝0，RESET＝SB＝1，RESET引腳為高電平。
1．2．2 MOSI，SCK信號與DTR，RTS位的邏輯關系
MODEM控制寄存器MCR的D0位DTR控制著33腳的電平。置DTR＝1，則33腳DTR為低電平，是邏輯非關系。U3相當于非門，故MOSI信號與DTR位的邏輯關系為：
MOSI=DTR (2)
類似的，SCK信號與MCR的D1位RTS的邏輯關系為：
SCK=RTS (3)
1．2．3 CTS位與MISO信號的邏輯關系
MODEM狀態(tài)寄存器(MSR)的D4位CTS反映了8250的36腳的電平，當CTS端為高電平時，CTS=O；反之CTS=1。CTS位與CTS端是邏輯非關系。因此，CTS位與MISO信號的的邏輯關系為：
CTS=MISO (4)
根據式(1)～式(4)，下載編程時，設置或讀取AVR的RESET，MOSI，SCK，MISO腳的電平問題就變成通過I／O指令設置或讀取8250內部寄存器的SB，DTR，RTS，CTS位的問題。
1．3 SI-PROG編程器的電平轉換
根據RS 232標準，串口DB9上的兩種電平分別為5～15 V和-5～-15 V。編程器電路采用分立元件實現DB9上的RS 232電平與AVR的TTL電平間的轉換。
1．3．1 RS 232到TTL電平的轉換
圖1中，用限流電阻R3和4．7 V的穩(wěn)壓二極管Z2完成DB9的4腳上RS 232電平到J1的1腳上TTL電平的轉換。5～15 V與-5～-15 V高低兩種電平通過R3后將分別變成4．7 V和O V(實際為-O．7 V)，符合TTL電平的要求。
類似的，限流電阻R4和4．7 V的穩(wěn)壓二極管Z1完成DB9的7腳上RS 232電平到J1的7腳上的TTL電平的轉換。
Q1，R1，R2接成反相器，DB9的3腳上的5～15 V與-5～-15 V兩種電平分別使Q1處于飽和導通和截至狀態(tài)，實現了RESET信號的電平轉換。
1．3．2 TTL到RS 232電平的轉換
TTL到RS 232電平的轉換由SN75154線接收器實現。圖4為SN75154的施密特電壓傳輸特性曲線。
當閾值電壓控制端T3接Vcc時，它工作在圖4中曲線a狀態(tài)，兩個閾值電壓分別為VIT-=-1．1 V和VIT+=2．2 V；當T3懸空時，它工作于圖中曲線b狀態(tài)，VIT-=-1．4 V，VIT+=2．2 V。顯然，對于后一狀態(tài)，MISO引腳上的TTL電平信號可以通過U4到達8250，而前一狀態(tài)則無法通過U4。