本文介绍的编程器可以对AT89C2051单片机进行编程、读出、校验、擦除操作。虽然功能不很强大，但电路很简单，它只使用了一块数字电路CD4017和一些三极管、二极管、电阻等元件，很适合单片机的初学者自制。
电路图如图1所示。笔者使用电脑的并口对编程器进行操作，并口的数据端口（地址378H）与89C2051的P1口相连，负责向单片机输入数据或者从单片机中读出数据。并口的控制端口（地址37AH）负责向单片机输送编程所需的各种控制信号，比如12V编程电压、编程脉冲、内部地址计数器的计数脉冲以及模式选择信号。由89C2051的使用手册可知，在进行各种操作时，需要在2051芯片的第1、5、6、7、8、9、11脚加上合适的电压或脉冲，具体的信号设置方法见表1。而控制端口的输出线仅有4根，为了解决这个矛盾，电路中使用了CD4017和若干三极管、二极管为第1、7、8、9、10脚提供合适的电压，进行工作模式的转换。CD4017的计数脉冲由控制端口的D0位提供，编程脉冲由控制端口的D1位提供，单片机的地址计数脉冲由D2位提供，这样仅需3根控制线。
给CD4017输入计数脉冲时，它的输出端会依次变成高电平。从图1可以看到：当Q0脚输出高电平时，VT8截止，同时由编程软件配合，将2051的其他引脚也置成高电平，这样单片机的电源处于切断状态，你可以放心地插、拔2051芯片。当Q1输出高电平时，VT8导通，为单片机接通电源，同时，VT6导通，2051的RST引脚被置成低电平，这种状态持续10ms以上，就可以使单片机复位。同样道理，你可以分析，当Q2、Q3、Q4引脚分别输出高电平时，单片机分别处于读出、擦除、编程状态。这样，通过向CD4017输出合适个数的计数脉冲，就可以使单片机处于预定的状态。然后由编程软件向单片机输出其他信号，从而完成编程或读出等操作。
这个编程器不能写入加密位，也不能读取标志位，不过这两项功能对初学者并没有什么用处。电路中二极管VD1～VD7和三极管VT1～VT4组成的是或非逻辑电路，可以用相应的数字电路代替。CD4017只使用了5个输出端，你完全可以在Q5～Q7端接上几个二极管来实现写加密位和读标志位的操作，当然编程软件也需要修改。
二 制作与调试
该电路对元件没有什么特殊要求，二极管VD1～VD7选用IN4148，三极管选用2SC1815，放大倍数β值最好大于100。电源可以用市场上常见的整流电源，要求输出电压在15V以上。印制板如图2所示，这是用单面敷铜板设计的，尺寸为108mm×74mm，图中几根细线代表飞线。印制板的线条比较粗，很容易绘制，制作时要看清这张图的方向，不要弄反了。2051的插座是普通的集成电路插座，如果你想换成ZIF插座，需要修改这一部分的印制板，否则空间不够。
制作好编程器后，首先对它进行调试。软件有一个专用的调试程序：test.exe，该软件没有安装程序，双击它就可以运行。它只能在Win98环境下运行，如果你使用的是Win2000或XP操作系统，需要首先安装porttalk端口驱动程序（安装方法可以参考readme.txt），然后双击test.bat运行该程序。使用它可以很方便地调好编程器。请按下列步骤对它进行调试。
1.把编程器接到电脑上，不要插2051芯片，接通编程器的电源，运行调试程序。
2.测试数据线：按下“FF”按钮，用万用表测量2051插座上的12～19脚，其电压是5V（有的电脑输出电压仅有3.5V左右）。按下“00”按钮，相应的电压应该是0V。
3.按下“关闭”按钮，第10脚为高阻状态，第1脚电压可能不是5V。除空脚外，其他引脚电压都是5V。
4.按一下“4017计数”按钮，编程器进入复位状态，第1脚电压为0V。
5.再按一下“4017计数”按钮，编程器进入读取数据状态，参照表1中的数据，测量相应的引脚电压是否正常，第1脚电压可能不是5V，先不要管它。
6.再按一下“4017计数”按钮，编程器进入擦除状态，调整RP1使LM317输出电压为12V。同时验证其他引脚电压。
7.按“关闭”按钮，调整RP2，使LM317输出电压为5V。
如果调试无误，就可以给2051编程了。
三 编程器的使用方法
使用时，先不要插入2051芯片，打开编程器电源，运行编程软件2051.exe，Win2000、XP用户应双击2051.bat。程序界面如图3所示。如果编程器正常，右侧的信息框中会显示“编程器状态：空闲”，此时可以插入芯片。拔出芯片也应该在这种状态下进行。
以写入过程为例，应这样进行操作： 按“打开”按钮，在“打开”对话框中找到合适的hex文件，打开后，文件中的数据会显示在数据缓冲区中（不过在这个软件中，不能对数据进行编辑），然后按“写入”按钮就可以了。编程时软件会首先擦除芯片中的数据，然后写入新的数据，十几秒后就可以写完。该软件在写入时不进行校验。你可以在写入过程结束后按“校验”按钮进行校验，校验和读出过程要快得多。如果有错误，缓冲区中相应的位置会变成红色，不过所显示的数据仍然是你所打开的文件中的数据，并没有改变。
如果读写的成功率不高，可以尝试缩短连接线，增大或减小C1、C2的容量，或在数据线上添加小容量电容以减小干扰。电脑的并口必须支持双向数据传送，如果无法读出数据，可以试试在电脑的BIOS设置中把并口的工作模式改成EPP。
编程器软件2051.exe及其源程序见本期配刊光盘的“本期程序”文件夹。
（文/徐世锋）