1 引言
    單片機(jī)系統(tǒng)傳統(tǒng)的編程方式是將單片機(jī)先從電路板上取下，放入專用的編程器進(jìn)行編程，再放人電路板進(jìn)行調(diào)試。其缺點(diǎn)是頻繁的拔插器件容易損壞器件的引腳；如果頻繁的調(diào)試程序，必須重復(fù)拔插，大大降低了開發(fā)效率。ISP技術(shù)是未來發(fā)展的方向，其優(yōu)勢是無需編程器就可進(jìn)行單片機(jī)的實(shí)驗(yàn)和開發(fā)，單片機(jī)器件可直接焊接到電路板上，調(diào)試結(jié)束即為成品，免去調(diào)試時(shí)由于頻繁插入取出對器件和電路板造成的損壞和帶來的不便。 ISP可降低研發(fā)成本；縮短從設(shè)計(jì)、制造到現(xiàn)場調(diào)試的時(shí)間，簡化生產(chǎn)流程，大大提高工作效率；在試驗(yàn)新品或?qū)W生試驗(yàn)等常需用不同的程序調(diào)試器件的場合中，在線編程技術(shù)尤為重要。
    設(shè)計(jì)AT89S51單片機(jī)開發(fā)板，采用ISP下載線實(shí)現(xiàn)在Keil C軟件開發(fā)環(huán)境下調(diào)試的匯編語言程序機(jī)器碼能即時(shí)下載到AT89S51單片機(jī)片內(nèi)Flash中，并可在線修改。

2 單片機(jī)開發(fā)板硬件設(shè)計(jì)
    AT89S51單片機(jī)開發(fā)板南AT89S51單片機(jī)最小系統(tǒng)、ISP下載編程器、上位機(jī)與下位機(jī)之間的串行通信電路、4×4矩陣鍵盤鍵號的識別與顯示電路4部分組成，如圖1所示。

2．1 單片機(jī)ISP下載編程器
    在系統(tǒng)可編程ISP(In-System Programmable)，指電路板上的空白器件可編程寫入最終用戶代碼，而無需從電路板取下器件，已編程的器件也可用ISP方式擦除或再編程。ISP 的工作原理：單片機(jī)可通過SPI或其他串行接口接收上位機(jī)傳來的數(shù)據(jù)并寫入存儲器中。所以即使將器件焊接在電路板上，只要留出和上位機(jī)接口的串口，配合 ispdown的下載電纜，就可實(shí)現(xiàn)器件內(nèi)部存儲器的改寫，而無需取下器件。ISP的提出改變了傳統(tǒng)硬件系統(tǒng)開發(fā)的流程，大大方便了開發(fā)者，加快了開發(fā)速度。下載電纜是一種使用計(jì)算機(jī)的并行端口通過軟件的仿零點(diǎn)實(shí)現(xiàn)ATAG或ISP接口協(xié)議，訪問可編程器件的廉價(jià)工具。

2．3 矩陣鍵盤鍵號的識別與顯示電路
    在AT89S51單片機(jī)的I／O口設(shè)計(jì)4×4行列式鍵盤，采用程序掃描法識別按下的鍵，當(dāng)有按鍵按下時(shí)，其鍵號顯示在共陰極LED數(shù)碼管上。其電路如圖4所示。

    一個(gè)4×4的行、列結(jié)構(gòu)可構(gòu)成一個(gè)含有16個(gè)按鍵的鍵盤。按鍵的位置由行號和列號唯一確定。將圖4中的4×4鍵盤鍵號編碼為：01H、02H、03H、…、0EH、0FH、10H16個(gè)鍵號。
    (1)用全掃描法判斷有無鍵按下行線在無鍵按下時(shí)處在高電平，按鍵按下時(shí)，與此鍵相連的行線與列線導(dǎo)通。如果讓所有列線處于低電平。當(dāng)無鍵按下時(shí)，則讀人的行信息全為1；有鍵按下時(shí)，讀入的行信息不全為1，按下鍵所在的行電平會由高電平變?yōu)榈碗娖健PU根據(jù)行電平的變化，便能判定相應(yīng)的行有鍵按下。
    (2)用逐列置0掃描法確定具體鍵按為進(jìn)一步確定具體鍵，在某一時(shí)刻只讓一條列線處于低電平，其余列線均處于高電平，另一時(shí)刻，讓下一列處在低電平，依此循環(huán)，實(shí)現(xiàn)鍵盤掃描。
    鍵盤工作在編程掃描方式，單片機(jī)在完成其他工作后的空閑時(shí)間調(diào)用鍵盤掃描子程序響應(yīng)鍵盤輸入的要求，在執(zhí)行鍵功能程序時(shí)CPU不再響應(yīng)鍵輸入要求，直到CPU重新掃描鍵盤。