Schoch – Elektronik Atmel 89C2051 und 89C4051 ... - Df1ty

Schoch – Elektronik 

Klaus Dieter Schoch 

Atmel 89C2051 und 89C4051 

Programmier-Leiterplatte 

© Klaus Dieter Schoch 2007 

www.df1ty.de 

Schoch-Elektronik 


Mozartstraße 43 

74653 Künzelsau 

www.df1ty.de oder ww.shop.df1ty.de

Inhaltsverzeichnis 



1.Vorwort .....................................................................................................................3 

2.Die Hardware..............................................................................................................3 

3.Schaltungsbeschreibung...............................................................................................3 

3.1 Betriebsanzeige...................................................................................................3 

3.2 Spannungsversorgung..........................................................................................3 

3.3 RS232 Schnittstelle..............................................................................................3 

3.4 Optische Anzeige des Datenverkehrs......................................................................4 

3.5 Sockel für Programmierung...................................................................................4 

4.Hardwareaufbau..........................................................................................................4 

5.Flashen (brennen).......................................................................................................5 

6.Stromlaufplan.............................................................................................................7 

7.Bestückungsplan.........................................................................................................9 

8.Stückliste .................................................................................................................10 

9.Bauteile....................................................................................................................11 

9.1 Leuchtdioden.....................................................................................................11 

9.2 IC....................................................................................................................11 

9.3 Widerstände......................................................................................................11 

9.4 Dioden..............................................................................................................12 

9.5 Kondensatoren und Elektrolyt-Kondensatoren (Elkos).............................................12 

9.6 Bohrloch-Durchmesser (Vorschlag).......................................................................12 

10.Betriebsbedingungen................................................................................................12 

11.Sicherheitshinweis...................................................................................................13 

12.Literaturverzeichnis..................................................................................................15 

13.Autor......................................................................................................................15 






1. Vorwort 



Lange Jahre habe ich mit der von dd1sl entwickelten Schaltung das 

Anwendungsprogramm in den 89C2051 oder 89C4051 transferiert. Die Einfachheit des 

Befehls fasziniert mich immer noch. Allerdings, und dies hat sich jetzt als hinderlich 

herausgestellt, arbeitet alles noch im DOS – Modus. Und wenn man mal WIN2000 oder 

gar XP als Betriebssystem verwendet, ist man einfach andere Oberflächen gewohnt und 

möchte irgendwann auch mal die Atmel Prozessoren mit einer Windows Oberfläche 

programmieren. 

In diesem Teil X wird eine Hardware vorgestellt, welche die Programmierung eines 

Atmel 89C2051 oder 89C4051 ermöglicht. Die Hardware kommt mit sehr wenigen, 

handelsüblichen Teilen aus und lässt sich im Handumdrehen aufbauen. 

angeschlossen werden können. 

2. Die Hardware 

Bei der Entwicklung der Schaltung habe ich mich auf eine bereits veröffentliche 

Schaltungen von W. Sirichote gestützt und diese entsprechend angepasst. Das Ergebnis 

ist eine (100x80mm) große, halbe Europakarte welche alle erforderlichen Bauteile 

aufnimmt. Die Anschlüsse für die externe Spannungsversorgung (Klemmen) als auch 

die serielle Schnittstelle (9-pol. SUB-D Female) sind auf einer Seite untergebracht um 

die Leiterplatte einfach mit den notwendigen Leitungen verbinden zu können. 

Die Programmierung übernimmt ein Atmel 89C2051 der über einen MAX232 mit dem PC 

kommuniziert. Die für die verwendeten ICs benötigte Versorgungsspannung wird von 

einem 7805 erzeugt. Die Programmierspannung welche lt. Datenblatt zwischen 11,5 

und 12,5 Volt betragen muss, erzeugt ein LM317 der über den Transistor 2N2222 

zwischen 5 und 12 Volt umgeschaltet wird. 

3. Schaltungsbeschreibung 

3.1 Betriebsanzeige 

Hier erfolgt die Anzeige dass die Versorgungsspannung angelegt wurde und der 5 Volt 

Spannungsregler richtig arbeitet. 

3.2 Spannungsversorgung 

Die Spannungsversorgung erfolgt über zwei Klemmen und wird vom bekannten 

Spannungsregler 7805, welcher für einen maximalen Strom von 1 A ausgelegt ist, auf 5 

Volt stabilisiert. Ein Verpolungsschutz ist über eine Diode 1N4007 realisiert. 

3.3 RS232 Schnittstelle 

Die RS232 Schnittstelle ist mit dem bewährten Schnittstellenbaustein von Maxim 

Max232 realisiert. Dieser Baustein kommt mit wenigen externen Bauteilen aus und 

setzt das vom Prozessor an den Ports 3.0 und 3.1 (die für Datenübertragung 








vorgesehen sind) gelieferte serielle Sende- und Empfangssignal auf die RS232 

Schnittstelle um. 

3.4 Optische Anzeige des Datenverkehrs 

Die zwei Leuchtdioden zeigen sowohl die gesendeten als auch die empfangenen Daten 

optisch an, wodurch einen einfache Kontrolle des Datenflusses möglich ist. 

3.5 Sockel für Programmierung 

Leider gibt es fast keine 20poligen Nullkraftsockel mehr zu kaufen. Ich empfehle, eine 

Fassung mit Präzisionskontakten zu verwenden. Alternativ kann auch ein 24poliger 

Nullkraftsockel genommen und die übrigen Beinchen abgeschnitten werden. Um sicher 

zu sein, den Prozessor nicht falsch einzustecken werden die übrigen Klemmen mit 

einem Streifen Klebeband abgedeckt. 

4. Hardwareaufbau 

Die komplette Entwicklungsleiterplatte findet platzsparend auf einer Leiterplatte von 

100 x 80 mm (½ Europakarte) Platz. 

Nach dem Bohren der Leiterplatte erfolgt die Bestückung in folgender Reihenfolge: 

● Widerstände und Brücken 

● Kondensatoren 

● Dioden 

● LEDs 

● Reset-Taster 

● ICs (ATtiny am Besten auf Sockel) 

● Buchsen und Jumper 

Prüfen Sie als nächstes, ob keine Lötpunkte vergessen wurden oder Lötbrücken 

vorhanden sind. 

Nachdem alle Bauteile außer dem IC1,IC3,IC4 und IC101 bestückt wurden, wird die 

Versorgungsspannung von 18 V DC angeschlossen. Die Leuchtdiode D202 muss 

brennen. Dann werden die in der folgenden Tabelle aufgeführten Spannungen gemessen 

IC Plus Minus Spannung 

1 20 10 + 1 5 V 

3 20 10 5 V 

4 20 10 5 V 

101 16 15 5 V 








Entsprechen die gemessenen Spannungen der Tabelle liegt der gemessene Strom bei 

ca. 13mA. Jetzt die in der folgenden Tabelle gemessenen Ströme überprüfen. 

Zwischen den Messungen immer die Versorgungsspannung 

trennen. IC 2 nie unter Spannung einsetzen. 

IC 1 IC 2 IC 3 IC 101 PC Strom 

13mA 

X 17mA 

X X 24mA 

X X X 38mA 

X X X X 42mA 

X X X X X 52m 

Werden die den Buchstaben zugeordneten Antworten gegeben arbeitet die 

Datenschnittstelle und der 89C2051, ordnungsgemäß. 

5. Flashen (brennen) 

Die Versorgungsspannung muss >= 15 Volt sein 

Versorgungsspannung NIE anlegen, wenn IC4 gesteckt ist 

Zuerst wird die Verbindungsleitung zum PC (der PC ist eingeschaltet) eingesteckt und 

dann die Versorgungsspannung von > 15 Volt DC angeschlossen. Jetzt kann der zu 

programmierende Prozessor in die Fassung eingesetzt und die Software Ezdl4.1 

gestartet werden. Der Verbindungsaufbau sowie die Identifizierung des eingesetzten 

Prozessortyps erfolgt je nach Software per Hand oder vollautomatisch. Vor dem 

Programmieren muss noch der eingesetzte Prozessortyp,89C2051 oder 89C4051, 

gewählt werden. 

Buchstabe Antwort 

Enter Easy-Downloader V1.1 for ATMEL 89C2051/4051 

e ok 

I ok 

r ok 






w ok 



Anschließend starten Sie die Software EZ_4.1 






6. Stromlaufplan 















7. Bestückungsplan 








8. Stückliste 



Anzahl Bauteil Wert RM Info 

2 C1, C2 27pF C-5 Scheiben 

1 C3 

C6, C202, 

C101, C102, 

1nF C-5 Scheiben 

6 C103, C104 1uF/63 ES-2,5 Elko 

2 C5, C7 10uF/63 ES-2,5 Elko 

1 C201 220uF/25 ES-5 Elko 

3 R3, R9, R10 

R102, R103, 

1k R-10 

3 R201 

1k5 R-10 

1 R8 4k7 R-10 

1 R2 8k2 R-10 

2 R1, R7 10k R-10 

1 R101 18k R-10 

1 R4 249 R-10 1% 

1 R6 1150 R-10 1% 

1 R5 2150 R-10 1% 

1 D101 rot LED3MM 

2 D102, D202 grün LED3MM 

1 D201 1N4001 D-10 

1 Q1 11,06 HC18U-V 

1 IC201 7805 78XXS TO 220 

1 IC5 LM317 317TS TO 220 

1 IC1 74LS373N DIL20 

1 IC3 AT89C2051P DIL20 Writer 

1 IC101 MAX232 DIL16 

1 T1 2N2222 TO18 NPN 

1 T2 2N2907 TO18 PNP 

1 CON102 DB9F/90 D-09F/90 

1 KL201 KLEMME2 

1 LP30007 Leiterplatte 






9. Bauteile 

9.1 Leuchtdioden 

9.2 IC 



Bei der Bestückung der Leuchtdioden ist auf die Polung zu achten. Sie verfügen 

über eine Anode (Pluspol) und eine Kathode (Minuspol), wobei der längere 

Anschlussdraht den Pluspol und der kürzere Anschlussdraht den Minuspol darstellt. 

Auch hier ist bei der Montage auf den Aufdruck der Platine zu achten, da die 

Leuchtdiode nur richtig gepolt leuchtet und ansonsten beschädigt wird. 

Auch bei der Montage der ICs ist unbedingt auf die Pinbelegung zu achten, da die 

ICs bei falschem Einbau beschädigt werden. Die Einkerbung auf der Oberseite des 

ICs muss bei der Montage mit der Einkerbung des IC-Sockels und dem 

Bestückungsdruck der Platine übereinstimmen. 

9.3 Widerstände 

Zunächst muss ermittelt werden, welchen Wert jeder einzelne Widerstand besitzt, 

um ihn so anschließend an der richtigen Stelle auf der Platine platzieren zu 

können. Zur Ermittlung des Widerstandswertes kann der auf dem Widerstand 

aufgedruckte Farbcode dienen oder der Wert des Widerstandes kann mit Hilfe eines 

Vielfachmessgerätes mit integriertem Ohmmeter messtechnisch bestimmt werden. 

Zum Ablesen des Farbcodes wird der Widerstand so gehalten, dass sich der 

goldfarbene Toleranzring auf der rechten Seite des Widerstandskörpers befindet. 

Die Farbringe werden dann von links nach rechts abgelesen. 






9.4 Dioden 



Im Gegensatz zu den Widerständen ist der Typ der Dioden auf deren Gehäuse 

aufgedruckt. Für die Montage der Dioden ist es ebenso ratsam wie für die 

Widerstände, deren Anschlussdrähte entsprechend dem Rastermaß rechtwinklig 

abzubiegen und in die für die Diode vorgesehenen Bohrungen zu stecken. 

Beachten Sie dabei unbedingt die Polarität der Diode (schwarzer Kathodenstrich 

der Diode muss mit dem Strich des Bestückungsdrucks auf der Platine 

übereinstimmen) 

9.5 Kondensatoren und Elektrolyt-Kondensatoren (Elkos) 

Ähnlich wie bei den Dioden ist der Wert der Kondensatoren bzw. Elektrolyt- 

Kondensatoren auf dem Bauteil aufgedruckt. Im Gegensatz zu Kondensatoren ist 

bei Elektrolyt-Kondensatoren unbedingt auf deren Polung zu achten. Je nach 

Hersteller besitzen Elektrolyt-Kondensatoren unterschiedliche Kennzeichnungen 

ihrer Polarität. Einige Hersteller kennzeichnen den Pluspol mit „+“, andere dagegen 

den Minuspol entsprechend mit „-“. Bitte achten Sie darauf, dass die Polarität des 

Elektrolyt-Kondensators mit der Angabe der Polarität des Bestückungsdruckes auf 

der Platine übereinstimmt. 

9.6 Bohrloch-Durchmesser (Vorschlag) 

10.Betriebsbedingungen 

Bauteil Bohrloch in mm 

Diode z.B. 1N4148 0,8 

Diode z.B 1N4001 0,9 

Kondensator 0,7 - 0,8 

Widerstand 0,6 

IC 0,6 

IC- Sockel (gedreht) 0,6 

LED 0,6 

Sub-D 

0,6-0,7 

Befestigung SUB-D 3 

Wannenstecker 0,9 

Transistor TO92 0,6 

• Der Betrieb der Baugruppe darf nur an der dafür vorgeschriebenen Spannung 

erfolgen. 

• Die Betriebslage des Gerätes ist beliebig. 

• Es ist unbedingt auf die Einhaltung, der in dieser Anleitung angegebenen 

technischen Daten zu achten. Das Überschreiten dieser Werte kann zu Schäden 

am Gerät oder Verbraucher führen. 

• Die zulässige Umgebungstemperatur (Raumtemperatur) darf während des 

Betriebes 0°C und 40°C nicht unter-, bzw. überschreiten. 

• Das Gerät ist für den Gebrauch in trockenen und sauberen Räumen bestimmt. 








• Bei Bildung von Kondenswasser muss eine Akklimatisierungszeit von bis zu 2 

Stunden abgewartet werden. 

• Schützen Sie diesen Baustein vor Feuchtigkeit, Spritzwasser und 

Hitzeeinwirkung! 

• Das Gerät darf nicht in Verbindung mit leicht entflammbaren und brennbaren 

Flüssigkeiten verwendet werden! 

• Baugruppen und Bauteile gehören nicht in Kinderhände! 

• Die Baugruppen dürfen nur unter Aufsicht eines fachkundigen Erwachsenen oder 

eines Fachmannes in Betrieb genommen werden! 

• In gewerblichen Einrichtungen sind die Unfallverhütungsvorschriften des 

Verbandes der gewerblichen Berufsgenossenschaften für elektrische Anlagen und 

Betriebsmittel zu beachten. 

• In Schulen, Ausbildungseinrichtungen, Hobby- und Selbsthilfewerkstätten ist das 

Betreiben von Baugruppen durch geschultes Personal verantwortlich zu 

überwachen. 

• Betreiben Sie die Baugruppe nicht in einer Umgebung, in welcher brennbare 

Gase, Dämpfe oder Stäube vorhanden sind oder vorhanden sein können. 

• Falls das Gerät einmal repariert werden muss, dürfen nur Original-Ersatzteile 

verwendet werden! Die Verwendung abweichender Ersatzteile kann zu 

ernsthaften Sach- und Personenschäden führen! 

• Eine Reparatur des Gerätes darf nur vom Fachmann durchgeführt 

• werden! 

• Dringt irgendeine Flüssigkeit in das Gerät ein, so könnte es dadurch beschädigt 

werden. Sollten Sie irgendwelche Flüssigkeiten in, oder über die Baugruppe 

verschüttet haben, so muss das Gerät von einem qualifizierten Fachmann 

überprüft werden. Alle Verdrahtungsarbeiten dürfen nur im spannungslosen 

Zustand ausgeführt werden. Im Zweifelsfalle sind unbedingt Rückfragen bei 

Fachleuten, Sachverständigen oder den Herstellern der verwendeten Baugruppen 

notwendig! 

11.Sicherheitshinweis 

Beim Umgang mit Produkten, die mit elektrischer Spannung in Berührung 

kommen, müssen die gültigen VDE-Vorschriften beachtet werden, insbesondere 

VDE 0100, VDE 0550/0551, VDE 0700, VDE 0711 und VDE 0860. 

• Vor Öffnen eines Gerätes stets den Netzstecker ziehen oder sicherstellen, dass 

das Gerät stromlos ist. 

• Bauteile, Baugruppen oder Geräte dürfen nur in Betrieb genommen werden, 

wenn sie vorher berührungssicher in ein Gehäuse eingebaut wurden. Während 

des Einbaus müssen sie stromlos sein. 

• Werkzeuge dürfen an Geräten, Bauteilen oder Baugruppen nur benutzt werden, 

wenn sichergestellt ist, dass die Geräte von der Versorgungsspannung getrennt 

sind und elektrische Ladungen, die in den im Gerät befindlichen Bauteilen 

gespeichert 

• sind, vorher entladen wurden. 

• Spannungsführende Kabel oder Leitungen, mit denen das Gerät, das Bauteil oder 

die Baugruppe verbunden ist, müssen stets auf Isolationsfehler oder 








Bruchstellen untersucht werden. 

• Bei Feststellen eines Fehlers in der Zuleitung muss das Gerät unverzüglich aus 

dem Betrieb genommen werden, bis die defekte Leitung ausgewechselt worden 

ist. 

• Bei Einsatz von Bauelementen oder Baugruppen muss stets auf die strikte 

Einhaltung der in der zugehörigen Beschreibung genannten Kenndaten für 

elektrische Größen hingewiesen werden. 

• Wenn aus einer vorliegenden Beschreibung für den nicht gewerblichen 

Endverbraucher nicht eindeutig hervorgeht, welche elektrischen Kennwerte für 

ein Bauteil oder eine Baugruppe gelten, wie eine externe Beschaltung 

durchzuführen ist oder welche externen Bauteile oder Zusatzgeräte 

angeschlossen werden dürfen und welche Anschlusswerte diese externen 

Komponenten haben dürfen, so muss stets ein Fachmann um Auskunft ersucht 

werden. 

• Es ist vor der Inbetriebnahme eines Gerätes generell zu prüfen, ob dieses Gerät 

oder Baugruppe grundsätzlich für den Anwendungsfall, für den es verwendet 

werden soll, geeignet ist! 

• Im Zweifelsfalle sind unbedingt Rückfragen bei Fachleuten, Sachverständigen 

oder den Herstellern der verwendeten Baugruppen notwendig! 

• Bitte beachten Sie, dass Bedien- und Anschlussfehler außerhalb unseres 

Einflussbereiches liegen. Verständlicherweise können wir für Schäden, die daraus 

entstehen, keinerlei Haftung übernehmen. 

• Bereits aufgebaute Bausätze sind vom Umtausch ausgeschlossen. 

• Bei Installationen und beim Umgang mit Netzspannung sind unbedingt die VDE- 

Vorschriften zu beachten. 

• Geräte, die an einer Spannung ³ 35 V betrieben werden, dürfen nur vom 

Fachmann angeschlossen werden. 

• In jedem Fall ist zu prüfen, ob der Bausatz für den jeweiligen Anwendungsfall 

und Einsatzort geeignet ist bzw. eingesetzt werden kann. 

• Die Inbetriebnahme darf grundsätzlich nur erfolgen, wenn die Schaltung absolut 

berührungssicher in ein Gehäuse eingebaut ist. 

• Sind Messungen bei geöffnetem Gehäuse unumgänglich, so muss aus 

Sicherheitsgründen ein Trenntrafo zwischengeschaltet werden, oder, wie bereits 

erwähnt, die Spannung über ein geeignetes Netzteil, (das den 

Sicherheitsbestimmungen entspricht) zugeführt werden. 

• Alle Verdrahtungsarbeiten dürfen nur im spannungslosen Zustand ausgeführt 

werden. 






12.Literaturverzeichnis 

Internet 



Datenblatt ATMEL 89C2051 + 89C4051 

13.Autor 

Klaus Dieter Schoch E-Mail Kontaktformular der Homepage 

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