STC15F104E的STC單片機自動下載系統設計

引言
STC單片機是我國宏晶公司研制的一系列51單片機。STC單片機以傳統的8051單片機為基礎，經過技術改進和資源擴展，具有片內資源豐富、運算速度快、價格低等優點。STC單片機下載程序不需要編程器燒寫，可以通過串口下載。美中不足的是，STC單片機下載時必須進行冷啟動，即下載信號加到單片機串口以后必須對單片機斷電再上電，這給用戶帶來了一些不便。尤其是反復調試程序需要多次下載時，顯得更加繁瑣。
為了解決這一問題，有必要研制一種STC單片機專用的自動下載系統，使系統接收到上位機發往單片機的下載信號后，自動冷啟動STC單片機，完成下載任務。

1 原理分析
STC單片機下載時，需要使用宏晶公司提供的STCISP軟件。下載開始時，上位機軟件首先向單片機發出下載命令。自動下載系統收到上位機對單片機發出的下載命令后，實現對單片機的斷電、上電冷啟動操作。單片機經冷啟動后，收到命令數據流后作出回應，開始下載程序。需要注意的是，單片機在正常工作中，串口有可能接收數據，由于自動下載系統與單片機串口連接，因而系統必須具有自動判斷接收的數據流是否為下載命令的能力，保證及時冷啟動目標單片機。
為了檢測下載程序的命令數據流，可以采用如下方法：從PC的串口引出連接線，接至PC的另一個串口，用串口調試助手打開；用STC-ISP軟件發送下載命令，可以檢測到在波特率為9 600 bps的情況下，該軟件持續向單片機發送十六進制的0x80；當自動下載系統連續接收到足夠數量的0x80時，即可判定接收到了下載命令數據流，從而進入冷啟動程序。

2 系統硬件設計
2．1 主控芯片STC15F104E簡介
自動下載系統需要接收上位機發往目標單片機的下載命令程序流，并對目標單片機進行冷啟動。STC15F104E是宏晶公司研發的一款單片機，具有省去一些外部電路而功能較全面的優點。
該單片機的特點有：
◆內部集成了可靠復位，省去了外部復位電路。
◆內部集成了R／C時鐘(在常溫下僅有5‰溫漂)，省去了外部晶振。
◆內部集成了2個16位可重裝載定時器，與普通8051單片機兼容。
◆為DIP8／SOP8封裝，體積較小，功耗較低。
◆增強型8051內核，單時鐘周期，信號處理速度快，實時性較好。
由于STC15F104E可以省去傳統單片機的復位電路、外部晶振電路，且采用貼片封裝，因此占用電路板面積非常小，適合集成在電路板上，因而作為本系統的主控芯片。
2．2 主控電路
如圖1所示，整個系統以STC15F104E為核心進行設計。STC15F104E的P3．0腳與目標單片機STC89C52RC的串口接收端相連，即將發往目標單片機的信號連接到自動下載系統，實現信號的獲取和處理。由丁自動下載系統不需要發出任何信息，STC15F104E的P3．1引腳懸空，不與目標單片機相連。